자기베어링 스핀들의 특성

전문가 제언

□ 초정밀 연삭가공이나 밀링의 경면가공에 있어 공구에 회전력을 전달하는 주축(스핀들)의 역할은 대단히 중요하다. 다시 말해 스핀들이 고속으로 회전할 때에 진동이 생기거나 진동으로 인한 베어링의 발열은 곧바로 제품의 가공정도에 영향을 미치게 되기 때문이다. 통상 스핀들을 지지하고 있는 것이 볼베어링이거나, 정밀급에서 에어베어링을 쓰는 경우가 있지만, 에어베어링은 지지력이 약해 추력(thrust)이 크게 작용하면 정지하는 등의 문제가 있고, 또 축 직경이 큰 것에는 사용이 불가능하였다.

□ 최근 머시닝센터나 공작기계에서 주축회전속도와 이송속도의 고속화, 또 높은 정밀도가 많이 요구되고 있다. 이송기구에는 리니어모터 구동 등에 의한 고속화가 진전을 보이고 있고, 주축에 있어서도 다양한 기술향상으로 고속화가 진전되고 있지만, 고속화에 따르는 발열·진동 등의 문제가 있는 상황 속에서 이들의 문제를 해결하기 위하여 일본의 S.D.M사는 주축베어링에 자기베어링을 채용한 스핀들 SMB30과 SMB40을 개발하여 여러 가지 시험과 실제 이들을 사용한 실례를 소개하고 있다. 자기베어링은 다른 베어링이 갖지 못한 변위·가공력을 측정할 수 있는 모니터 기능과, 갭 내에서 스핀들 축을 움직이는 액추에이터 기능을 갖는 특징이 있다. 또 자기베어링은 상하 좌우에 전자제어를 위한 센서가 부착되어 있어 정밀 정격제어가 가능하여 높은 출력을 낼 수 있으며, 충격에도 강성이 높은 것이 장점이다.

□ 전용기 등의 용도에는 자기베어링 스핀들을 채용하는 경우가 늘고 있지만, 머시닝센터 등에 실용화되고 있는 경우는 아직은 적은 편이다. 이의 주된 원인은 자기베어링 스핀들의 가격이 높기 때문이다. 자기베어링 스핀들의 가격을 볼베어링 스핀들의 수준으로 낮추는 것은 어려울 것으로 생각되지만, 자기베어링은 통상의 베어링에서는 필요로 되는 윤활 장치나 러닝 코스트가 저감될 수 있는 것을 고려하면 채용은 증가할 것으로 예측된다. 또 자기베어링 스핀들의 제어계가 아날로그로부터 디지털화로 이행되고 있으며, 제어판의 소형화로 가격도 낮아질 것으로 기대한다. 앞으로도 주축의 고속화가 발전·전진해 가기 위해서도 자기베어링의 특징을 살린 스핀들(고속 주축)의 성능향상은 계속될 것이다.

저자

Yoshimasa Oda

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2004

권(호)

48(5)

잡지명

기계와 공구(A060)

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

34~39

분석자

정*갑

분석물

• 자기베어링 스핀들의 특성.pdf [176,748 byte]

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