1.1 좌표계
좌표계는 기계원점을 기준으로하는 기계 좌표계와 프로그램의 원점을 기준으로하는 작업물 좌표계가 있습니다.
좌표계는 주로 오른손 직교 좌표계(중지 : +Z축, 엄지 : +X축, 인지 : +Y축)를 사용하고 있습니다.
공작기계의 좌표축의 기호는X, Y, Z를 사용하고, 좌표축에 평행한 주요한 직선운동의 기호도 각각 X, Y, Z를 사용합니다.
좌표축 주위에 회전운동 또는 선회운동의 기호는A, B, C를 사용합니다.
밀링과 같이 공구가 회전하는 공작기계는 주축의 방향이 고정되어 있는 경우에 Z축 주축과 평행 하게 합니다.
Z축이 수직인 경우에는 X축은 테이블에서 컬럼을 향하여 좌우 방향으로 하고, 그 + 방향은 오른쪽으로 합니다.
Y축은Z축과 X축의 직교방향으로 하고, 그 + 방향은 이들3축이 표준 좌표계의 축이 되도록 합니다.
또한 부가 축은 A, B, C축으로 나누어지며, A축은 X축을 중심으로 회전하는 축, B축은 Y축을, C축은 Z축을 중심으로 회전하는 축을 의미합니다.
1.2 기계 좌표계
각각의 CNC 공작기계는 고유의 기계 기준점을 가지고 있으며, 이 기계 기준점을 기준으로 공작 기계의 좌표계를 설정합니다.
기계 원점은 원칙적으로는 주축의 중심점을 기준으로 하지만, 공구가 장착된 경우 원점 복귀의 어려움 등의 이유로 인하여 특별한 위치(기계원점, 제1원점)를 기계 기준점으로 설정하여 사용합니다.
* 기계 좌표의 설정은 전원투입 후 수동 원점복귀를 실행하여 완료하면 됩니다.
* G90 G53 IP _____ --> 형태로 직접 기계좌표계상의 절대 위치를 지령할 수 있습니다.
* G22/G23 Stored Stroke Limit , Over Travel, 제2, 3, 4원점 등의 설정 기준좌표가 되며 기계원점에서 기계 좌표 값은X0, Y0, Z0입니다.
1.3 작업물 좌표계 ( 절대좌표계 )
작업물 좌표계는 공작물의 가공 기준점이 원점으로 설정되는 좌표계입니다.
이 가공 기준점은 프로그램 도면의 원점에 해당하고, NC 프로그램 작성에서 사용되는 도면상의 원점입니다.
도면을 기준으로 작업자가 프로그램을 편리하게 작성하고, 이렇게 작성한 NC프로그램을 그대로 적용하여 가공을 실행하기 위하여 공작물의 임의의 어떤 점도 원점으로 정할 수 있는 좌표계 입니다.
일반적으로 절대 좌표계 원점은 공작물 좌표계 설정방법을 사용하여 Setting하며 보통 G54 ~ G59를 이용하여 작업물 좌표계를 선택하여 가공을 수행합니다.
작업물 좌표계 유지 파라미터가 설정된 경우에는 초기 전원을 ON하면 G54가 선택되어 적용되고 초기 지령 모드 파라미터에 의해 G90(절대 지령) 모드 또는 G91(증분 지령) 모드가 설정될 수 있습니다.
또는, 프로그램에서 G92 X _ Y _ Z _ 와 같이 공작물 좌표계를 설정 할 수 있습니다. 절대 좌표계(작업물 좌표계) 원점은 절대지령의 기준점이 되고, 프로그램상의 원점을 기준으로 절대 좌표 ( G90 ) 값으로 X0 Y0 Z0입니다.
1.4 상대 좌표계
일시적으로 임의의 위치를 " 0 " 로 설정할 때 사용하며, 좌표어는X _ , Y _ , Z _로 표시합니다. 작업물 좌표계 Setting, 간단한 핸들 이동 그리고 좌표계 설정 등에 이용됩니다.
1.5 잔여 좌표계
자동모드 ( AUTO, MDI모드 )에서 프로그램을 실행하여 축 이송을 지령하면 잔여 좌표계에 나타나는 수치는 현재 실행중인 불록의 나머지 이동 거리를 표시합니다. 공작물 Setting후 시제품을 가공할 경우에 Setting의 이상 유무를 확인하는 방법으로 활용합니다.
1.6 옵셋 설정
위에서 설명된 기계좌표계 원점과 작업물 좌표계 원점사이의 위치 편차량을 옵셋이라고 하며, 이 옵셋량을 CNC에 알려주어야 합니다. 이러한 기능은 작업물 좌표계 설정(G92) 또는 작업물 좌표계 선택(G54~G59) 기능 등을 이용하여 사용할 수 있습니다.
2 CNC가공의 조건 설정
2.1 절삭속도 V ( m/min )
절삭속도 V는 공구와 공작물 사이의 최대 상대속도를 말하며 절삭속도는 공구수명에 중대한 영향을 끼치며, 가공명의 거칠기, 절삭률 등에도 밀접한 관계가 있는 절삭현상에서 기본적인 변수로 단위는 m/min를 사용합니다.
D : 공구의 직경 , N : 주축의 회전속도
2.2 회전속도
이송속도 F는 절삭 중 공구와 공작물 사이의 상대운동 크기를 말하며 이송속도는 잇날 한 개당 이송량에 의해 결정되며 스핀들 1회전당의 축 이송속도 f ( mm/rev )는 G95 F0.2와 같은 형태, 1분당 축 이송속도 F ( mm/min )는G94 F200과 같은 형태로 이송속도를 지령하며 분당 이송속도 F = 회전당 이송속도 f ( 회전속도 N 과 같은 관계를 갖습니다. )
F = f z Z N
F : 테이블 이송속도 ( mm/min )
fz : 날당 이송 ( mm/tooth )
Z : 날수
N : 회전수 ( rpm )
만약 절삭 조건 표에서 이송속도가 매회전당 이송거리 ( mm/rev )로 주어질 경우에는 이를 다음과 같이 분당 이송거리 ( mm/min )로 환산 하여야 합니다.
드릴, 리머 카운터싱크의 경우 F ( mm/min ) = N ( rpm ) ( f ( mm/rev ) - 밀링 커터의 경우 F ( mm/min ) = N ( rpm ) 커터의 날수 f ( mm/teeth )- 태핑 및 나사절삭의 경우F ( mm/min ) = N ( rpm ) ( 나사의 피치
2.3 절삭률Q ( Cm3 / min )
- 드릴의 경우 Q = ( 드릴의 면적 ) ( 회전수 ) ( 이송속도 ) , 직경이 d인 드릴의 면적은 (d2 /4 [mm2 ) 이므로
- 밀링 커터의 경우
Q = ( 커터의 너비 ) ( 절삭깊이 ) ( 커터날 당 이송속도 ) ( 커터날의 수 )
2.4 실 가공 시간 T ( sec )
길이 계산에서 주의할 것은 가공시작 할 때와 끝부분의 여유를 가공길이에 포함하고 계산합니다.
L : 절삭 가공길이 ( mm )
F : 분당 이송속도 ( mm/min )