캠가공/CAM 가공 - CNC선반/ 머시닝센터

◐ 캠가공/CAM 가공 - CNC선반/ 머시닝센터 ◑

 

▶ 가상 인선

 

가공작업은 프로그램작성 후 프로그램내용에 맞게 공구를 선정하여 작업을 하게

되는데 이때 그림Z와 같이 X축은 외경에, Z축은 단면에 공구를 셋팅하게 되는데

이때 모든 공구는 공구의 끝이 날카롭지 않고 그림에서와 같이 로우즈반경 주어

져있다. 그러므로 그림B의 확대도와 같이 끝이 없는데도 마치 끈이 있는 경우처럼

가정되어서 가공이 이루어진다.

그런데 이때 Z축에 수평이거나 X축에 수평인 제품의 가공에서는 문제점은 없으나

테이퍼나, 원호가공에서는 프로그램의 요구와는 다른 치수와 형상의 제품이 완성

되게 된다.

이를 해결하기 위한 방법은 가상인선을 정해 높고 이 점을 기준점으로 가상인선

보정을 하면되는데 이를 “인선 반지름 보정”이라고 한다.

원리는 인선중심이 가공면에 대하여 항상 수직방향으로 반지름 벡터(vector)만큼

떨어져 운동하도록 CNC장치에서 제어하여 자동으로 보정한다.

 

공구 인선 반지름 보정

. 인선 반지름 보정 명령 방법

 

G41 (C00, C01) X(U) Z(W) ; 좌보정 C42 (G00, G01) X(U) Z(W) ; 우보정 G40 (G00, G01) X(U) Z(W) I K ;취소

 

프로그램을 작성 할 때 공구인선이 프로그램경로의 어느쪽에 접하여 이동하는

가를 지정하여 주어야 하는데, 준비기능 G41, G42(그림참조)로 지령하며 테이퍼

절삭이나 원호 절삭시 반드시 지령하여야 한다.

 

 

▶ 머시닝센터

 

 

1. 머시닝센터의 특징

ㄱ. 소형부품은 테이블에 여러 개 고정하여 연속작업을 할 수 있음

ㄴ. 면 가공, 드릴리으 태피으 보링 작업 등을 수동으로 공구교환 없이 자동 공구교환을 한

    다. 공구를 자동교환함으로써 공구교환 시간이 단축되어 가공시간을 줄일 수 있음

ㄷ. 원호가공 등의 기능으로 엔드밀을 사용하여도 치수별 보링 작업을 할 수 있어 특

    수 치공구의 제작이 불필요함

ㄹ. 주축회전수의 제어범위가 크고 무단변속을 할 수 있어서 요구하는 회전수를 빠른

   시간 내 정확히 얻을 수 있음

ㅁ. 컴퓨터를 내장한 NC로서 메모리 작업을 할 수 있으므로 한사람이 여러 대의 기계

   를 가동할 수 있기 때문에 인건비를 절약할 수 있음

ㅂ. 프로그램 오류시 직접 키보드를 사용하여 수정 작업을 할 수 있음

 

2. CNC 머시닝센터의 주요 부품

(1) 자동공구 교환장치(ATC)

자동공구 교환 장치는 공구 매거진(tool magzine), 공구 교환기(change arm), 서브

체인저(sub shanger)로 구성되며 모든 기능은 전기모터와 공압 실린더에 의해 작동

된다. 공구 매거진(TOOL MAGAZINE) 종류는 드럼(drum)형, 체인(chain)형, 공구 선

택방식이 있다.

ㄱ. 순차(sequential)방식

   매거진 내의 배열순으로 공구를 주축에 장착

ㄴ. 랜덤방식

   a. 배열순과는 관계없이 매거진 포트 번호 또는 공구번호를 지령하는 것에 의

      해 임의로 공구를 주축에 장착.

   b. 순차방식에 비해 구조가 복잡하고 공구의 배치에 주의를 기울여야 함.

   c. 사용 빈도가 높은 공구를 항상 같은 번호로 매거진에 넣어두고 TM거나 한

      개의 공구를 한 작업에서 여러 번 선택하여 사용할 경우에는 공구를 순서대로

      배열할 필요가 없기 때문에 프로그램이 간단해지고 사용이 편리하다.

ㄷ. 공구 교환기(CHANGE ARM)

   스핀들에 꽃혀있는 공구와 새로 사용될 공구를 교환해주는 장치로 대기 포트

   에 ?혀있는 공구과 시핀들에 꽃혀있는 공구를 동시에 뽑아 180도 회전하여 장

   착시킨다.

ㄹ. 서브 체인저(SUB-CHANGER)

   T지령에 의하여 공구 매거진에 꽃혀있는 공구를 대기 포트에 M06지령에 의하

   여 대기 포트에 꽃혀있는 공구를 공구 매거진에 장착한다. 수동으로 교환시킬

   수도 있다.

(2) 자동 팔레트 교환장치(APC)

공작물의장착 및 탈착 시간을 단축하기 위하여 2개 이상의 팔레트를 이용하여 1

개가 기계측에서 작업하는 도중에 다름 팔레트는 공작물을 장착 및 탈착한다. 2개

의 팔레트는 모양이 동일하며 작동은 수동 조작 및 자동 프로그램에 의한 교환이

가능하다. 테이블을 대응할 수 있는 APC의 교환장치는 팔레트 유닛, 팔레트 베드,

공압장치로 구성된다.

 

3. 머시닝센터 좌표어와 제어축

 (1) 좌표어

ㄱ. 공구의 이동을 지령

ㄴ. 이동축을 표시하는 어드레스와 이동방향과 이동량을 지령하는 수치로 구성

ㄷ. 기본축(X, Y, Z) : 서로 직교하는 3축에 대응하는 어드레스로 좌표의 위치나 거

   리를 지정

ㄹ. 부가축(A, B, C, U, V, W) : 부가축의 어드레스로 최전축의 각도와 축의 길이 및

   위치를 지정

ㅁ. 원호보간(I, J, K) : X, Y, Z를 따라가는 원호의 시작점부터 원호중심까지의 거리

   를 지정

ㅂ. 원호 보간(R) : 원호 반지름을 지정

(2) 제어축

머시닝센터에서 제어축은 좌표어의 X, Y, Z를 사용하여 제어축을 지령하며, 각 축

에 대한 회전축에 A, B, C를 사용하기도 하며 이를 부가축이라 한다.

(3) 좌표축

ㄱ. 좌표계 : 프로그램을 작성할 때 혼란을 방지하기 위해서 오른손 좌표계를 사용

   한다.

ㄴ. 기준 : 가공시 테이블과 주축이 움직이지만 공작물은 고정되어 있고 공구가 이

   동하면서 가공하는 것처럼 프로그램 한다.

 

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