공구 사전 설정 장치가 100만 달러의 매출 증가를 이끌어냈다

절삭 가공 업체 소유주들에게 그들의 목표를 물어보면, 아마도 모두 세팅 시간을 단축하고, 공구 교체 속도를 높이며, 기계 가동 시간을 늘리고 싶어 할 것입니다.

하지만 같은 사업자들에게 더 효율적으로 작업하기 위해 어떤 기술을 활용하고 있는지 물어보면, 답변은 매우 다양합니다.

제조업에서 지속되는 숙련 인력 부족이 생산성 향상 솔루션에 대한 관심을 부추기면서, 점점 더 많은 중소기업들이 공구 사전 설정 장치의 비용 절감 잠재력을 인식하고 있습니다. 이러한 외부 측정 시스템은 공구가 기계에 장착되기 전에 공구의 길이, 직경 및 편차를 측정합니다.

“사전 설정 장비가 자신들에게 적합하지 않다고 잘못 생각하는 작업장 소유주들을 종종 만납니다.”라고 미시간주 앤아버에 위치한 ZOLLER Inc.의 영업 이사 디트마르 몰(Dietmar Moll)은 설명합니다. “하지만 일단 장비가 작업장에 설치되고 결과를 확인하면, ‘이걸 좀 더 일찍 구입했더라면 좋았을 텐데’라는 말을 자주 듣게 됩니다.”

미시간주 서부에서 톰 배셋 2세가 약 30년 전 설립한 가족 경영 CNC 위탁 가공 업체인 ProCam Services LLC도 바로 그런 경험을 했습니다. 처음에는 프리셋 장비에 회의적이었던 그는 약 5년 전 ZOLLER »smile 420을« 구입해 업무량이 많은 공장의 작업 흐름에 통합한 후, 그 의구심이 금세 사라졌습니다.

이 장비는 절삭 공구를 마이크로미터 단위로 정밀하게 측정하며, 그 과정은 불과 몇 분이면 충분합니다. ZOLLER의 내부 테스트에 따르면, 프리셋 장치를 이용한 측정은 기계 제어 시스템을 통한 측정보다 최소 45% 더 빠릅니다. 외부에서 세팅 작업을 수행함으로써, 이전에는 공구 터치 프로빙에 귀중한 스핀들 가동 시간을 소비하던 기계 조작자들의 부담이 줄었습니다. 이제 조작자는 기계가 가동 중인 동안에도 다음 작업을 위한 공구를 측정할 수 있게 되어, ProCam은 추가적인 생산 시간을 확보할 수 있었습니다.

사전 설정기를 도입한 첫 해(2019년)에 매출이 30만 달러 증가했으며, 이듬해에는 70만 달러가 더 증가했습니다. Bassett은 1백만 달러의 매출 증가분 대부분을 더 효율적인 공정과 기계 생산성 향상 덕분이라고 설명합니다.

“우리 업무를 이토록 근본적으로 변화시킨 장비를 구입한 적이 없다고 생각합니다.”라고 바셋은 말합니다. “‘이걸 더 일찍 구입했어야 했는데’라고 생각하게 되는 것들이 많지만, ZOLLER만큼 큰 영향을 미친 장비는 없었습니다.”

사전 설정 장치는 다품종 소량 생산 방식의 공장에 적합할까?

바셋의 현재 견해는 과거의 견해와 확연히 다릅니다. 오랫동안 그는 다양한 소량 주문이 많고 작업 전환이 잦은 생산 환경에는 사전 설정 장비가 적합하지 않다고 확신해 왔습니다.

1995년 설립 이래, ProCam은 최상의 품질을 유지하면서도 짧은 납기 기간을 자랑하는 유연한 위탁 생산 업체로 자리매김해 왔습니다. 직원들은 항공우주, 자동차, 농업 등 다양한 산업 분야의 주문 20~30건을 매일 처리하고 있습니다.

3,500m² 규모의 이 공장에는 8대의 밀링 머신(3축, 4축, 5축 기계, 수직 및 수평형), 3대의 선반(그중 하나는 6축 기계) 및 2대의 CNC 밀링 센터가 갖춰져 있습니다. 이러한 설비 덕분에 가장 다양한 소재와 생산량에 대해 최대의 유연성을 발휘할 수 있습니다.

“일부 고객은 아침에 설비가 멈췄다고 전화를 주시는데, 오후에는 이미 예비 부품을 배송해 드립니다,”라고 바셋은 말합니다. “일반적으로 주문 처리가 매우 신속하기 때문에 작업 지연 기간은 약 2주 정도에 불과합니다.”

세팅에 소요되는 매분은 기계가 수익을 창출하지 못하는 시간입니다. 따라서 Gardner Intelligence의 ‘2019년 Top Shops Survey’에 따르면, 수익성이 높은 기업들이 사전 설정 장비를 더 자주 사용하는 것은 당연한 일입니다. 이에 따르면, 직원 1인당 매출이 18만 달러 이상인(높은 수익성의 지표) 기업의 55%가 사전 설정 장치를 사용하는 반면, 수익성이 가장 낮은 기업의 경우 그 비율은 29%에 불과했습니다.

바셋은 직접 계산해 보았습니다. 그의 팀이 매일 공구 터치 프로빙과 진동 검사에 얼마나 많은 시간을 소비하고 있는지 말이죠. 그 결과, 주문당 30분에서 60분이 소요되는 것으로 나타났습니다. 이를 일일 주문 수와 기계 가동 시간으로 곱해 보니 엄청난 시간 손실이 발생했고, 그에 상응하는 높은 기회 비용이 따랐습니다. “처음에는 ‘이럴 리가 없다’고 생각했습니다.”라고 그는 회상합니다. “하지만 곧 깨달았습니다. 우리에게는 이 장비가 꼭 필요하다는 것을요.”

정밀도와 반복 정밀도

오늘날 ProCam에서는 »smile 420을« 이용한 공구 사전 설정이 모든 작업의 첫 단계로 자리 잡았습니다. 이 장비는 상당한 시간 절약 효과뿐만 아니라 수작업으로는 달성할 수 없는 반복 정밀도를 제공했습니다. 고정밀 SK-50 스핀들, 광학 시스템 및 이미지 처리 카메라는 매 측정 시 정확한 데이터를 제공합니다.

“예전에는 교대조 간에 큰 편차가 있었습니다.”라고 바셋은 말합니다. “주간 교대조와 야간 교대조의 측정 결과가 달라지면 품질 문제나 재작업이 발생하곤 했습니다. ZOLLER를 사용하면 모든 측정이 동일하기 때문에 더 이상 그런 일이 일어나지 않습니다.”

측정 데이터는 기계 제어 시스템으로 자동 전송되므로 입력 오류가 발생하지 않습니다. 바셋은 데이터를 여러 대의 기계에 동시에 전송하기 위해 자체 프로그램을 개발하기도 했습니다. “이 시스템은 이제 우리 공정에 깊이 통합되어 있어 예전보다 훨씬 더 유연하게 대응할 수 있습니다,”라고 그는 말합니다. “이 시스템 없이 일하는 건 이제 상상조차 할 수 없어요.”

직원들에게 이점 설득하기

수치상으로는 설득력이 있었지만, 바셋은 기계 조작원들에게도 새로운 시스템의 장점을 설득해야 했습니다. 그 전까지는 각자 자신만의 방법—게이지, 1-2-3 블록, 또는 종이 조각 등을 사용해 왔습니다.

“진동 편차를 검사할 때 공구 하나당 1분에서 5분이 걸립니다. 주문당 공구가 15개라면 금방 45분이 소요되죠,”라고 바셋은 설명합니다. “ZOLLER를 사용하면 5분도 채 걸리지 않습니다.”

특히 회의적이었던 한 직원이 직접 비교를 해보게 되었습니다. 그는 자신의 공구를 “예전 방식”으로 수동 측정하고, 그 결과를 사전 설정기의 결과와 비교해 보라는 지시를 받았습니다. “저는 ‘이 장비가 틀렸다는 걸 증명해 보세요’라고 말했죠,”라고 바셋은 웃으며 회상합니다. “일주일 후, 그는 더 이상 수동으로 측정하지 않았습니다.”

오늘날 전체 팀은 »smile 420«을 신뢰하고 있습니다. “이 기기가 우리 업무 부담을 덜어줍니다,”라고 교대반장이며 회사 설립자의 아들인 알렉스 바셋이 말합니다. “머릿속에 처리해야 할 일이 너무 많은데, ZOLLER가 정확하다는 사실을 알면 정말 든든합니다. 그 덕분에 마음의 평안과 확신을 얻을 수 있죠.”

단순한 프리셋 장치를 넘어: 든든한 파트너

사전 설정 장치 외에도 Bassett는 현재 ZOLLER 공구 홀더를 도입했으며, IMTS 2022 이후에는 »powerShrink 600« 수축 장치를 추가로 도입했습니다. “아직 초기 단계이지만, 이미 공구 수명과 절삭 속도, 이송 속도 측면에서 뚜렷한 개선을 확인하고 있습니다.”라고 그는 말합니다. “공구 수명이 약 4배나 늘어났습니다.”

알렉스 바셋(Alex Bassett) 역시 감탄을 금치 못합니다. “공구가 더 안정적으로 작동하고, 흔들림이나 진동 자국이 없어 표면 마감이 훨씬 좋아졌습니다. 모든 면에서 긍정적인 영향을 미치고 있습니다.”

디트마르 몰에 따르면, 많은 기업들이 프리셋터를 구매한 후 ZOLLER 제품군에서 공정을 더욱 개선해 줄 다른 솔루션들을 발견한다고 합니다. “프리셋터는 최고의 비용 대비 효과를 제공합니다. 적은 투자로 큰 효과를 얻을 수 있죠,”라고 몰은 말합니다. “하지만 ZOLLER를 선택한다는 것은 단순히 장비를 구매하는 것이 아니라, 스마트 제조 솔루션으로 구성된 완벽한 생태계에 접근할 수 있게 되는 것이며, 고객의 성공을 함께 이끌어가는 든든한 파트너를 얻는 것입니다.”