쟁이 이야기

캠가공/CAM 가공 - CNC 선반

깜부 2010. 12. 16. 16:29

캠가공/CAM 가공 - CNC 선반

 

1. CNC 선반의 구성

 

(1) 주축대(head stock)

   주축대는 스핀들 서보모터(spindle servo motor)의 회전을 벨트 및 변환 기어를 통

   해 스핀들(Spindle)선단에 있는 척(chuck)을 회전시키고, 척에 물린 공작물을 회전

   시킬 수 있는 시스템이다. 일반적으로 주축의 회전은 무단변속으로 회던수를 프로

   그램에 의해 지령하고, 변속장치가 없는 소형기계와 변속장치가 있는 중형 이상의

   기계가 있다. 그리고 벨트 전동으로 슬립이 발생되는 문제를 해결하는 포지션 코

   더(position coder)가 설치되어 실제 공작물의 회전수를 검출한다.

 

(2) 공구대(tool post)

   공구대는 공구를 장착하는 장치로서 회전 공구대(turret)와 갱(gang)타입 공구대가 있다.

   회전 공구대는 일반적으로 회전 드럼의 4~12개 station에 각종 공구를 장착하여

   프로그램에 의해 선택하여 사용한다. 매회 공구선택의 위치 정밀도는 회전 공구대

   내부의 커플링(coupling)에 의해 정밀한 위치를 결정을 하게 구성되어 있고, 회전

   드럼의 회전력은 유압 또는 전기모터로 회전시킨다.

 

(3) 척(chuck)

  공작물을 고정하는 척(chuck)은 유압으로 작동하는 유압척과 공기압력으로 작동

   하는 공압척 및 특수척이 사용된다.

  척 죠(chuck jaw)를 작동시키는 실린더는 로터리 실린더를 사용하여 공작물 회전

   중에도 공작물 물림압력이 저하되지 않으며, 공작물의 형상이나 재질에 따라 척의

   압력을 조절하여 공작물이 변형되지 않고 이탈하는 것을 방지할 수 있어야 한다.

 

(4) 심압대(tail stock)

   심압대(tail stock)은 가늘고 긴 공작물을 가공할 때 휨 현상이나 떨림을 방지하기

   위하여 공작물 중심을 지지하는 장치이다.

   심압대의 시핀들에는 회전센터(live center)를 끼워 공작물을 지지하는데 이용하고

   유압이나 공기압을 사용하여 공작물을 지지하기 때문에 센터 드릴이나 드릴은 심

   압대에 끼워 사용할 수 없다.

 

(5) 조작판

   조작판은 CNC 선반을 조작할 수 있는 스위치가 집결되어 있으며, 같은 콘트롤러

   (controller)를 사용해도 공작기계 메이커에 따라 스위치(switch) 모양과 종류에 따

   라 조작방법차이가 있다

 

(6) 서보모터(servo motor)

   서보모터(servo motor)는 정보처리회로(CPU)의 명령에 따라 공작기계 테이블

   (table)등을 움직이게 하는 모터(motor)이다. 일반 3상 모터와는 달리 저속에서도

   큰 토오크(torque)와 가속성, 응답성이 추수한 모터로서 속도와 위치를 도잇에 제

   어한다. 속도제어와 위치검출은 엔코더(encoder)에 의하며, 일반적으로 모터 뒤쪽

   에 붙어있다.

 

2. 인서트(insert), 툴 홀더 표기법(ISO)

 

(1) 형상 및 크기

   ㄱ. 형상은 가능한 강도가 크고 경제적인 큰 코너각의 인서트를 선정하다.

   ㄴ. 인서트 크기는 최소 크기를 선정하며 최대 절삭깊이는 인선길이의 1/2 정도가

       적당하다.

 

(2) 인서트 형번 표기법

   간단히 요약 설명하였으며 자세한 사항은 ISO 규격표를 참고한다.

   ㄱ. ISO 선삭용 인서트 규격(예시)

 

T

N

M

G

16

04

08

B25

① 

② 

 

 

⑤ 

  ⑥

⑦ 

  ⑧

 

   ㄴ. ISO 선삭용 인서트 규격 요약 설명

 

번호

구분

형상분류

요약설명

인서트 형상

C, D, E, K, L, R,

S, T, V, W

. 코너각이 클수록 강도가 증가하고 작을수

록 모방절삭이 가능

. 강도가 크고 경제적인 큰 코너각을 선정

주절인

여유각

B, C, D, E, F, N,

O, P, T

. 여유각이 클수록 강도는 저하되고 절삭 저

항은 감소

. “O”번 Special

공 차

A, C, H, B, G, J,

K, L, M, U

. 인서트 형상 제작시 공차를 의미하며 정밀

작업의 공구보정에 고려한다

단면형상

A, B, C, F, G, H, J, M,

N, Q, R, T, U, W, X

. 공구수명을 고려하여 단면형상 선택

. “X"번 special

인서트 길이

내접원 직경

R, S, T, C, D, V, W의

길이 치수로 약칭 구분

. 인서트 형상에 따라 인선의 길이, 내접원

직경을 의미한다.

인선높이

인선높이의 치수로

약칭 구분

. 인선높이를 의미한다

노즈 반지름

노즈 반지름 치수로

기호화 구분

. 노즈 반지름을 너무 크게 하면 절삭저항이

증가하고 공작물에 딸림이 발생할 수 있다

칩브레이크의

형상

B, C, D, E, F,

N, P, T

. ISO, 인서트의 규격을 참고한다

 

 

3. 좌표계

 

(1) 기계 좌표계

   기계원점 즉 원점복귀가 되는 위치를 기준으로 기계 좌표계가 설정되며, 사용자가

   임의로 변경할 수 없도록 되어 있다. 기계원점은 기계가 항상 동일한 위치로 되돌

   아가는 기준점으로 공작물원점인 프로그램 원점과 기계원점을 알려줄 때 기준이

   되는 점이며, 각종 파라미터의 값이나 설정치의 기준이 되며, 모든 연산의 기준이

   되는 점이다. 이 기계원점을 잘 이해하여 프로그램에 적용할 경우 기계의 워밍업

   후 바로 작업을 시작할 수 있어 편리하다.

 

(2) 절대 좌표계

CNC 기계는 수치제어에 의해서 움직이며 수치 즉 좌표값은 대부분 절대 좌표계

에 의해서 움직이며 절대 좌표계의 원점은 도면을 보고 기준을 쉽게 잡을 수 있는

곳의 한점을 원점으로 정하는데 이 점을 프로그램 원점이라고 하며, 이점을 원

점으로 한 좌표계를 절대 좌표계 또는 공작물 좌표계라고도 한다.

 

(3) 상대 좌표계

상대 좌표는 현재의 위치에서 이동하고자 하는 거리만큼 쉽게 이동하고자 하거나,

좌표계 설정 또는 공구 보정을 할 때 주로 사용되며, 현 위치가 좌표계의 기준이

되고, 필요에 따라 현 위치를 0점(기준점)으로 지정(setting)할 수 있다.

 

(4) 잔여 좌표계

프로그램을 실행(AUTO)할 때 실행되고 있는 현재의 프로그램 위치가 얼마 남았나

를 나타내는 좌표계로, 이 잔여 좌표값을 확인함으로써 기계의 충돌을 예상하여

미리 아전조치를 취할 수 있다.

 

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