학습(9.28~29) CNC선반 가공 CAM프로그램 작성하기

[안샘]

학습목표:

• 모델링 데이터를 불러와서 가공 데이터를 생성하기 위한 수정·편집을 수행할 수 있다.

• 작업표준서에 따라 CNC선반 공구를 선택하고, 결정된 가공 조건으로 공구 경로를 결 정하고, 공정 순서대로 프로그램을 작성할 수 있다.

• 가공 데이터 생성 시 공작물 가공 원점, 공작물 회전수, 공구 이송 속도, 절삭 공구의 절입 깊이, 재료 물림량 등의 가공 조건을 참고하여 결정할 수 있다.

• 작성된 작업표준서의 작업공정을 보고 CAM 시스템을 사용하여 CNC선반 가공 데이터 를 생성할 수 있다.

필요지식

1. CAD/CAM의 주요 기능
CAD/CAM(computer aided design/computer aided manufacturing)이란 제품의 설계와 제조과정에 컴퓨터를 활용하는 기술을 일컫는 용어이지만, CAD/CAD 시스템이란 컴퓨터의 그래픽 기능을 이용한 하나의 소프트웨어 시스템을 의미하는 데 사용된다.
1990년대 중반 들어 대형 CAD/CAM 시스템이 2,000여 개 이상 도입되어 활용되는 것으로추정되는데, 이들 CAD/CAM 시스템들은 엄격한 의미에서 단순히 도형 정보를 처리할 수 있는 컴퓨터 소프트웨어 시스템에 지나지 않는다. 설계 및 제조에 필요한 기술 정보를 표현하고 의사소통을 하기 위하여 과거부터 도면을 이용하여 왔다. 일반적으로 제조 도면에 는 다음과 같은 정보가 담겨 있다.
1. 부품의 형상과 부품 간 위치
2. 공차 및 표면 상태
3. 수량 및 재질
4. 제작 방법 및 기타 주석
따라서 컴퓨터를 이용하여 위와 같은 정보를 다루려면 무엇보다도 형상 정보를 컴퓨터 내에서 표현하고 저장하여 여러 가지 조작을 할 수 있어야 한다. 

2.데이터 인터페이스
CAD/CAM 기능을 모두 갖춘 소프트웨어도 있지만, 제작하는 부품의 형상이나 공정에 따라 맞춤형 CAM 소프트웨어를 활용하는 경우 데이터 CAD와 CAM 소프트웨어 간에 데이터 교환이 필요하다. 데이터 교환을 위해서 특별한 조작을 해야 하는 경우가 생긴다. 데이터를 교환하는 방법은 직접 변환하는 방법([그림 2-1])과 중간 파일([그림 2-2])을 이용하는 방법이 있다.
일반적인 방법으로는 중간 파일을 이용하는 것이다. 이 방법은 공개된 파일 형태로 입력과 출력을 하여 다른 CAD/CAM 시스템과 데이터를 교환하는 방법이다. 

1. 직접 교환 방식
변환하려는 시스템과 변환되는 시스템의 파일 형식을 알아야만 가능하다. 일반적으로 CAD/CAM 시스템의 파일 형식은 바이너리 코드(binary code)이므로, 파일 형식에 대한 특별한 자료가 없으면 매우 어려운 작업이다. SOLIDWORKS, INVENTOR,NX, CATIA 등 유명한 소프트웨어에 대한 변환기는 상용화한 것도 있다.
2. 표준 형식 교환 방식
공개된 파일 형태로 입력과 출력을 하여 다른 CAD/CAM 시스템과 데이터를 교환하는 방법이다. 따라서 CAD/CAM 시스템은 지정된 중간 파일 형태로 쓰고 읽을 수 있는 기능만있으면 CAD/CAM 시스템의 기종과 관계없이 데이터를 교환할 수 있다. 이 방법은 CAD/CAM 시스템의 하드웨어, 종류, 버전에 제한을 받지 않고 독립적이므로, 직접 변환보다 좋은 방법이라 할 수 있다. 이 경우 자료 분석을 편리하게 하기 위해 이전 코드가 아닌 아스키(ASCIⅡ) 코드로 되어 있다.

과거에는 중간 파일 형태 중에서 많이 쓰이는 것이 IGES(Initial Graphics Exchange Specification), DXF(Drawing Exchange Format)였지만, SOLID 모델링이 보편화하면서 Parasolid, Step 등의 표준규격이 널리 활용되고 있다.
3. 모델링 파일 편집
3D 모델링 작업은 스케치를 이용하여 3차원 피처를 생성하는 과정이므로, 도면이 변경되면 모델링 과정을 참고하여 스케치 편집이나 피처 편집을 이용하여 모델링을 수정한다.
(1) 스케치 편집
피처 상태에서는 스케치 치수는 변경할 수 있지만, 스케치 모양이나 구속 조건을 변경할 수 없고, 수정하려는 스케치를 선택하여 스케치 편집 명령을 내려야 편집할 수 있다. 스케치 편집 후에는 반드시 스케치 종료 명령을 내려야 다른 작업을 진행할 수 있다. 스케치를 편집하는 방법은 <표 2-1>를 참고한다.

(2) 피처 편집
3차원 형상의 속성을 변경할 때 사용한다. 다만, 피처 명령을 변경할 수 없다. 예를 들어, 회전 돌출 베이스 명령을 돌출 컷이나 스윕으로 변경할 수 없다. 다른 피처 명령을 사용하려면 현재 부여된 피처 명령 삭제 후에 새로 명령을 부여한다. 피처를 편집하는 방법은 <표 2-2>를 참고한다.

3.용어 이해
CAD/CAM 소프트웨어 종류에 따라 한글 용어가 다를 수 있다. 대부분 CAD/CAM 소프트웨어에서는 대화상자의 용어를 그림으로 설명한 팝업창을 제공하므로, 이것을 확인하여 요구하는 값을 입력하면 된다.
1. 기계 사양 데이터베이스 입력
가공 작업을 할 기계의 사양이 파악되면 소프트웨어에 기계 사양을 입력하여 CAM 소프트웨어별로 제공되는 공구 경로 최적화 기술이 적용된 가공 데이터를 얻을 수 있다.
기계 사양정보를 입력하지 않아도 가공 데이터는 생성된다. 다만, 미리 데이터베이스([그림 2-3])로 관리하면 작업자의 가공 조건으로 입력 실수로 사양에 맞지 않은 정보를 입력했을 때의 불량을 사전에 방지할 수 있다.

2. 오퍼레이션(가공 방법)
가공 방법을 일컫는 용어로, 면삭, 내/외 황삭, 정삭, 홈 가공 등 가공 방법을 선택할 수 있는 기능을 제공한다. 일반적인 선반 가공 방법은 [그림 2-4]와 같다.

가공 방법 적용 시 실제 가공에 적용하면 <표 2-3>과 같은 결과를 얻을 수 있다.

[그림 2-5]와 같이 외경 황삭 가공 시 절삭 방향에 따라 반경 방향 절삭과 축 방향 절삭으로 설정할 수 있다. 반경 방향 절삭으로 설정하면 G72 코드가 작성되고, 축 방향으로 절삭하면 G71코드가 작성된다.

수행내용

CNC선반 가공 CAM 프로그램 작성하기

[그림 2-9] 가공 정의 대화상자-가공 설정
(2) 공구 목록 탭을 눌러 공구 목록을 확인한다.
공구 목록에 있는 공구 번호와 장비 터릿에 장착된 공구 번호, 종류가 일치하는지 확인한다. [그림 2-10]을 참고하여 필요 없는 공구는 클릭한 후, 공구 제거 버튼을 클릭한다. 필요한 공구가 없을 때는 공구 추가 버튼을 눌러 사용할 공구를 선택한 후 추가한다. 현재 정의한 공구 목록을 저장하려면 공구 목록 저장 버튼을 누른 후 저장할 이름을 입력하고 확인을 누른다.
공구 목록에 등록된 공구만 사용하려면 [그림 2-10]처럼 ‘공구 목록 우선순위’와‘공구 목록의 공구만 사용’을 체크한다. 

(3) 포스트 프로세서 탭을 눌러 컨트롤러 기종을 확인한다.
가공 작업을 할 CNC선반 컨트롤러가 FANUC이면 [그림 2-11]을 참고하여 FANUC
T2Axis을 선택한다. 가공 정의가 완료되었으면 확인을 누른다. 

[3기계3 16엄찬우]

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[3기계3 20 이주원]

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[3기계3 02김선광]

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[3기계3 18 유현호]

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[3기계3 5 김정식]

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[3기계3 14 서민준]

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[3기계3 9 노재민]

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[3기계3 01 김기렬]

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[3기계3 03 김세동]

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[3기계2반 1번 권영찬]

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[3기계2반11백지훈]

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[3기계2 06마성민]

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[3기계2 18 정혜성]

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[3기계2_13번송민규]

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[3기계2 09 박태성]

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[3기계2 12 손명환]

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[3기계219조재성]

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[3기계2 20 홍윤기]

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[3기계2반 15번 윤진혁]

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[3기계2 7 박정현]

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