머시닝센터의 준비 기능과 보정 기능

머시닝센터의 준비 기능

CNC 선반과 마찬가지로 어드레스 'G'를 사용하므로 간단히 'G 기능'이라고 합니다. 지령 숫자도 역시 0~99로 같습니다.

앞의 블로그 글에서 CNC 선반의 G 코드에 설명드렸으니 해당 글에는 CNC 선반과 다른 기능만 설명드리겠습니다.

 

절대 지령과 증분 지령

이동 지령 방식에는 절대(Absolute) 지령 방식과 증분(Incremental) 지령 방식 2가지가 있습니다.

 

-절대 지령(G90)

절대 지령 방식은 미리 설정된 좌표계 내에서 종점의 좌표 위치를 지령하는 것을 의미합니다. 사용하는 코드는 G90이며, 종점의 좌표 위치가 좌표계 원점을 기준으로 해서 양(+)의 방향이면 '+'를 , 음의 방향이면 '-'를 붙여 지령합니다.

 

-증분 지령(G91)

증분 지령 박식은 이동 시작점(공구의 현 위치)에서 종점(지령 위치)까지 이동량과 이동 방향을 지령합니다. 지령 워드는 G91이며 공구의 이동 경로를 X축 및 Y축에 투영시켰을 때 거리가 이동량이 되고, 방향은 X축상에서 오른쪽으로 이동하였을 때에는 X값 '+', Y축상에서 위로 이동하였을 때는 Y값은 '+'가 되고, 반대로 이동하였을 경우에는 X, Y 값 모두 '-'가 됩니다.

 

-헬리컬 가공(G02, G03)

헬리컬(Helical) 가공이란 3개 축의 직교 좌표계 내에 2개 축으로 이루어지는 평면상에서 원호 가공을 하고 동시에 나머지 하나의 축 방향으로 직선 이동을 하는 일종의 3차원 가공이라 볼 수 있습니다. 기본 평면을 기준으로 볼 때 X, Y 평면상에서 회전 가공을 하면서 Z 축 방향으로 이동하는 형태입니다. 이러한 가공 방법은 원통 캠(Cylindriacl Cam)이나 수나사 절삭에 주로 이용됩니다.

 

-나사 가공(G33)

나사 가공 바이트를 이용하여 일정 간격 리드(Lead)의 나사를 가공할 수 있습니다. 한 번에 가공하는 것이 아니라 나사산의 높이를 적절한 절입 깊이로 나누어 해당 깊이만큼 바이트를 수동 조절하면서 반복 절삭하여 나사를 완성합니다. G33 기능을 이용한 나사 가공 방식은 매 1회 절삭시마다 주축을 정위치에 정지시키고 나사 바이트의 길이를 조절해야 하기에 불편합니다. 그래서 최근에는 G02, G03 기능을 이용한 헬리컬 절삭으로 가공하는 것이 일반적이라 할 수 있습니다.

 

-원점 복귀 확인(G27)

기계 원점에 복귀 지령 후 정확하게 원점에 복귀했는지를 확인하는 기능입니다. 지령된 위치가 원점이면 원점 복귀 램프가 점등되며 원점 위치가 아니면 알람이 발생합니다.

 

-원점에서 자동 복귀(G29)

원점 복귀 후에 G28, G30(제2, 제3, 제4 원점 복귀)과 함께 지령된 중간점을 경유해서 G29 다음의 좌표값으로 위치를 결정하는 기능입니다.

 

-제2, 제3, 제4 원점 복귀(G30)

제1 원점의 경우와 마찬가지로 중간점을 경유하여 지령 원점에 급속으로 복귀합니다. 이 기능은 기계 원점 복귀를 먼저 완료한 후에 해야 합니다. 기계 원점(제1원점)은 기계에 고정되어 있는 고유의 점인데 비해 제2, 3, 4 원점은 파라미터 설정에 따라 위치를 바꿀 수 있으며 통상적으로 제2원점은 공구 교환점으로 주로 사용되기에 이 경우는 기계에 고정되어 있다고 간주합니다.

보정 기능

프로그램을 작성할 때 지금까지는 대부분 공구경(지름)이나 길이를 고려하지 않고, 공구 중심이 공작물의 외형 윤곽선을 따라 이동한다고만 생각하였습니다. 하지만 실제 엔드밀이나 페이스 커터(Face Cutter) 등으로 작업 시에는 공구반경(R)만큼 가공면에서 떨어진 경로로 이송하여야 치수가 정확하게 가공됩니다. 그렇다고 사용되는 각 공구마다 일일이 반경과 길이를 생각하여 프로그래밍하자면 아주 복잡하고 불편하게 됩니다.

 

이러한 불편함을 없애기 위해 각 공구마다 고유 번호를 지정하여 각각의 반경값과 길이를 미리 측정하여 기계에 등록해 두고서 가공할 때 호출하여 위치 보상을 받을 수 있게 하는 기능을 보정 기능이라고 합니다. 프로그램은 도면 형상대로만 작성하면 되기에 훨씬 쉽습니다. 

 

공구 보정에는 공구경 보정과 공구 길이 보정이 있으며 공구반경 혹은 상대적인 길이값을 차감 계산하여 이동하여야 하기에 흔히 공구 오프셋(Offset)이라 하고 기계에 등록하는 값을 오프셋량이라 합니다. 이러한 값을 측정하는 것을 공구 세팅(Tool Seeting)이라고 합니다.

 

-공구경 보정(공구경 보정 취소 G40, 공구경 좌측 보정 G41, 공구경 우측 보정 G42)

엔드밀 등으로 측면 윤곽 가공을 하는 경우에 공구 중심의 경로는 공구반경(R)만큼 떨어진 경로에서 공작물의 실제 치수대로 가공되는 것을 알 수 있었습니다. 미리 공구의 반경값들을 보정 화면에 등록해 두고서 사용할 때 공구의 이동 방향에 따른 규정된 지령 모드를 사용하여 자동으로 떨어지게 하는 기능을 공구경 보정 기능이라 합니다.

 

공작물을 기준으로 하여 공구 진행으로 바라볼 때 공구의 위치에 따라 G코드를 정확히 선택해야 하고, 처음 배우는 사람에게는 어려운 부분이긴 하지만 반복 연습으로 확실히 이해하고 적용할 수 있어야 합니다. 공구경 보정 G코드는 평면 선택 기능에 따른 1축 이상의 이동 지령과 함께 사용되며, 평면의 경우 X나 Y축, 또는 X, Y 2축 방향으로 급속 이송이나 직선 가공이 함께 지령되어야 하고 실제 이동량도 보정량(공구반경) 이상으로 하는 것이 보통입니다. G41, G42 코드는 모달 지령으로 취소될 때까지 계속 유효합니다.