선반 단일형 복합 사이클과 복합형 고정 사이클

단일형 고정 사이클

CNC 선반에서 주로 하는 작업은 외경가 내경 가공, 홈, 단면, 나사 가공이 대부분을 차지합니다. 이러한 종류의 가공은 공구에 절입을 주면서 여러 회에 걸쳐 일정한 동작을 반복하면서 공작물을 소정의 치수로 가공하게 되는데 이 경우 공구의 동작 하나하나를 전부 프로그래밍하면 매우 많은 블록이 필요하게 됩니다. 때문에 프로그래밍을 간단히 하기 위해 공구의 반복 동작을 1개 또는 소수의 블록으로 지령할 수 있도록 하는 것이 고정사이클이라 정의할 수 있습니다. 고정 사이클에는 단일형과 복합형이 있는데 이 글에서는 고정 사이클의 지령 형식과 동구 동작을 설명드리겠습니다.

 

외경, 내경 가공 사이클(G90)

외경이나 내경의 단차 가공 또는 테이퍼 가공 등에서 황삭을 반복하는 경우에 이용합니다. G90에 이어서 외경, 내경의 절삭 종점과 이송속도를 지령하게 하는데 이송속도를 지령하지 않으면 그 이전에 지령된 이송속도가 유효하게 됩니다.

 

나사 가공 사이클(G92)

앞의 블로그 글에서 G32 지령 나사 가공에 대하여 언급하였는데, 피치에 따라 반복 가공 횟수도 다르고 하나의 나사 가공에도 많은 블록이 필요하기에 G92의 지령으로 평행 및 테이퍼 나사를 고정 사이클화 할 수 있습니다. 외경, 내경 가공 사이클과 마찬가지로 나사 가공의 종점 좌표와 리드(1줄 나사는 피치)를 지령하며, 테이퍼 나사의 경우는 구배 R값도 동시에 지령되어야 합니다.

 

단면 가공 사이클(G94)

단면 가공 사이클은 단차 가공이나 테이퍼 가공 등에 있어서 단면 절삭을 반복하는 경우에 사용합니다. G90, G92와 마찬가지로 X, Z 축의 가공 종점을 지령하고 동시에 이송속도를 지령합니다.

 

G90 기능은 먼저 X축이 급속 절입하고, Z 축 방향으로 절삭하지만 G94 기능은 Z 축으로 먼저 급속 절입하고, X축 방향으로 절삭 가공하는 것이 G90과 G94의 차이점입니다. 공작물의 외경 가공에서 외경, 내경 절삭 사이클과 단면 절삭 사이클의 구분은 주로 가공 방향이 어느 쪽이 긴 방향인지에 따라 결정되기에 긴 방향으로 가공하면 능률적이라 할 수 있습니다.

 

일반 프로그램과 단일형 고정 사이클을 사용하여 작성한 프로그램의 길이는 후자가 훨씬 더 짧습니다. 때문에 고정 사이클을 이용하는 것이 기계 오퍼레이터가 프로그래밍하는데 소요되는 시간과 노력을 줄일 수 있습니다. 그러나 제품 가공시간을 비교하면 일반 프로그램으로 작성한 쪽이 더 짧은데, 이유는 단일형 고정 사이클은 바깥지름이 가공되어 줄어들어도 항상 초기점 위치까지 복귀 후 다시 절입 하여 가공하는 과정을 반복하는 반면에 일반 프로그램은 매회 가공 때마다 최단의 후퇴 경로를 선정하여 작성할 수 있기 때문입니다. 그러므로 제조 환경에서는 프로그래밍 시간과 제품 가공시간 등을 고려하여 적절하게 선택하는 것이 좋은 방법입니다.

 

복합형 고정 사이클

단일형 고정 사이클보다 더욱 프로그램을 간단하게 하는 여러 종류의 고정 사이클이 있습니다. 제품의 최종 형상과 절잎 깊이 등의 절삭 조건을 지정하면 자동적으로 공구 경로가 결정되어 가공합니다. 선반의 복합형 고정 사이클은 G코드 70 계열의 숫자로 7가지가 있는데 이에 대해 설명드리겠습니다.

 

외경, 내경 황삭 사이클(G71)

일정한 정삭 여유를 주고, 제품의 최종 치수를 지령하면 자동으로 경로를 결정하여 공작물을 황삭 가공합니다.

 

단면 황삭 사이클(G72)

이 사이클은 G71과 같은 유형이지만 Z 축 방향으로 절입 하여 X축 방향으로 공작물의 단면을 절삭 가공합니다.

 

형상 반복 가공 사이클(G73)

형상 반복 가공 사이클은 G71, G72의 경우와는 달리, 공구가 최초 절삭부터 제품의 최종 치수 형상과 같은 모양으로 이송하게 됩니다. 제품의 형태와 유사하지만 가공 여유가 주어져 있는 주조품이나 단조품의 황삭 가공에 이용합니다. 정리하자면 일정의 절삭 형상을 조금씩 절입 하면서 가공하는 사이클입니다.

 

정삭 가공 사이클 (G70)

앞서 설명드렸던 사이클(G71, G72, G73)로 황삭 가공한 공작물을 G70 정삭 사이클로 정삭 가공합니다.

 

단면 홈 가공 사이클(G74)

공작물의 단면에 홈 가공이나 드릴 가공을 지령하는 사이클로 지정된 값만큼 후퇴하면서 간헐적으로 절삭 이송을 반복하여 가공하기에 긴 칩(Chip)이 발생하는 가공이나 깊은 홈 또는 심공(Deep Hole) 드릴 가공 프로그램에 사용합니다.

 

외경, 내경 홈 가공 사이클(G75)

공작물의 외경이나 내경에 홈을 가공하거나, 또는 절단 사이클로 이용하는데 지정한 값만큼 절입과 후퇴를 반복하면서 긴 칩을 절단하여 효율적인 가공이 가능합니다.

 

나사 가공 복합 사이클(G76)

평행이나 테이퍼 나사 가공을 가장 간단하게 2블록으로 지령할 수 있는 복합 고정 사이클입니다. 절입량은 최초값과 최소의 값만 지령하면 기계 내부에서 점차 절입량을 줄여가며 가공합니다. 즉 절삭량을 일정하게 하려면 가공 횟수가 많아질수록 바이트가 깊이 내려가게 되므로 절입량은 작아져야만 합니다. 나사 표면의 조도나 정밀도를 고려하여 마지막 정삭은 직각으로 절입 하여 가공하고 나사산의 각도를 0으로 지령한다면 처음부터 직각으로 바이트가 절입 하게 됩니다.