머시닝센터(Machining center)는 보링머신, 밀링머신, 드릴링머신 기능을 하나로 통합한 복합공작기계이다. 한 번의 세팅으로 여러 형상을 가공하므로 다품종 소량부품의 가공에 유리하다. 수치 제어 공작기계(CNC, Computer Numerical Control)인 머시닝센터는 여러 공구를 사용하여 컴퓨터의 수치 제어 명령 정보에 따라 자동 운전을 하기 때문에 연속 가공을 위한 부가적인 장치를 필요로 한다.
기계 가공 자동화의 걸림돌은 공구의 교환과 공작물의 교체이다. 자동화를 위한 부가 장치에는 자동공구교환장치, 자동팔렛트교환장치, 인덱스 테이블, 로터리 테이블, 칩 처리장치가 있다.
자동공구교환장치
다양한 형상 가공을 위해 여러 종류의 공구를 기계 내부에 저장하고 필요한 시점에 꺼내 와 주축에 고정시키는 장치이다. 머시닝센터는 구멍을 뚫고, 나사를 깎고, 형상을 파고, 면을 절삭하는 등 많은 공작 기능을 갖고 있는데 이를 뒷받침하기 위해 공구를 적절한 시점에 자동으로 교환해야 한다. 공구는 직경, 길이, 절삭날 종류에 따라 다양하게 구성된다.
ATC(Automatic Tool Changer)는 기계에 내장되어 있는 자동공구교환장치를 말한다. 이 장치는 공구를 수납하는 매거진(Magazine)에서 필요한 시점에 지정한 공구를 선택하여 사용하고 있던 공구를 자동으로 교체한다. 범용 선반이나 범용 드릴머신, 범용 밀링머신에서는 공구의 교환 주체가 사람이기 때문에 주의를 요구하는 복잡한 절차를 거쳐야 하고 시간도 많이 걸린다. 머시닝센터는 ATC를 이용하여 공구 교환을 신속하게 처리하도록 되어 있어 무인화가 가능하고 가공 시간을 대폭 줄일 수 있다. 최근에는 300개 이상의 공구를 수납할 수 있는 대용량 매거진도 등장하고 있다. 머시닝센터와 ATC의 조합은 필수이며 완전 무인화도 가능하게 한다.
자동팔렛트교환장치
머시닝센터 작업은 가공 시간이 긴 것과 짧은 것이 혼재되어 있다. 가공 완료한 공작물을 기계에서 제거하고 대기 상태인 새로운 소재를 투입할 때 사람이 위주가 된 작업은 많은 시간이 걸리고 그만큼 가공이 지연되거나 중단된다. 공작물 투입과 배출에 소비되는 준비 시간을 단축하고 가공 정지 시간을 최소화하여 가동율 향상을 목적으로 하는 것이 APC(Automatic Pallet Changer)이다. 자동팔렛트교환장치는 1대의 공작 기계로 여러 공작물을 가공할 때 가공물의 고정과 위치 결정에 소요되는 시간을 줄여 연속 가공이 가능하도록 지원한다. 파트1과 파트2로 구분하며 공작물을 서로 번갈아가면서 가공하고 제거하여 기계 가공 정지 시간을 최소화한다. ATC는 사용 공구의 교체 시간을, APC는 대기 공작물의 교체 시간을 줄여주는 기능을 갖춘 장치이다.
인덱스 테이블
로터리 테이블
머시닝센터에서 가공을 하다 보면 각도면 가공을 위해 특수 고정구를 제작해야 하는 경우가 있다. 일반 머시닝센터의 이송축은 대부분 직교(X,Y,Z 3축) 상태로 이루어져 있어 틀어진 각도 가공에 어려움이 있다. 인덱스 테이블(Index Table)과 로터리 테이블(Rotary Table)은 각도 문제를 해결하기 위해 공작물을 원하는 각도만큼 안전하게 회전하는 장비이다. 테이블 회전에 의해 3축에서 어려움이 있는 가공을 빠르고 쉽게 수행할 수 있다.
칩 처리장치
머시닝센터는 장시간 연속적으로 무인 운전하므로 가공 도중 발생하는 칩을 제거하지 않으면 안 된다. 사람이 없는 야간 무인 가공 중에도 칩은 계속 발생한다. 남아있는 칩은 가공면에 달라붙거나 절삭을 방해하기도 하고 공구인선을 유발시킨다. 가공면으로부터 원활한 칩 배출과 모아진 칩 처리를 위해 컨베이어나 이송 튜브와 같은 자동화 운송 장치가 필요하다.