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>> 1. 엣지 파인더
>> 2. 다이얼 표시기
>> 3. 3D 터치 프로브
>> 1단계: 작업물 고정
>> 4단계: Z 좌표 결정
>> 1. 프로브 지원 설정
● 좌표 문제 해결
● 결론
>> (1) CNC 가공에서 작업장 좌표란 무엇입니까?
>> (3) 좌표를 자동으로 설정하려면 어떻게 해야 하나요?
>> (4) 직장 좌표가 정확하지 않으면 어떻게 되나요?
>> (5) CAD/CAM 시스템에서 좌표를 직접 정의할 수 있나요?
● 참고자료
정밀엔지니어링 분야에서는 CNC 가공은 금속 및 플라스틱 부품의 제조 방식을 변화시켰습니다. 이는 반복성, 치수 정확도 및 생산 확장성을 보장합니다. CNC 설정의 가장 중요한 측면 중 하나는 작업 오프셋 또는 작업 좌표계(WCS)라고도 하는 작업장 좌표를 결정하는 것입니다. 작업장 좌표를 적절하게 설정하지 않으면 최첨단 CNC 기계라도 정확한 절단이나 반복 가능한 부품 생산을 보장할 수 없습니다.
간단히 말해서 작업장 좌표는 두 작업 사이의 '참조 언어' 역할을 합니다. CNC 컨트롤러와 물리적 공작물 . 이 기사에서는 CNC 가공에서 작업장 좌표를 찾는 방법, 사용되는 도구 및 방법, 일반적인 실수, 작업에서 최고 수준의 정밀도를 달성하기 위한 팁을 살펴봅니다.
모든 CNC 기계는 세 개의 선형 축(X, Y, Z)과 때로는 A, B, C와 같은 추가 회전 축으로 구성된 직교 좌표계를 사용하여 작동합니다. 이러한 축의 교차점은 기계 좌표계(MCS)로 알려진 기계의 원점 또는 원점을 정의합니다.
그러나 제조업에서는 운영자가 이 원점에서 직접 작업하는 것을 거의 허용하지 않습니다. 부품의 크기, 모양, 테이블 위의 위치가 다릅니다. 따라서 각 공작물 설정에 대한 특정 영점을 정의하기 위해 작업 좌표계(WCS)가 설정됩니다.
WCS가 정의되면 CNC 기계는 해당 지점을 기준으로 모든 공구 이동을 해석합니다. 이를 통해 운영자는 전체 시스템을 재설정하지 않고도 여러 부품, 고정 장치 또는 작업에 걸쳐 프로세스를 효율적으로 반복할 수 있습니다.
Fanuc, Siemens 또는 Haas와 같은 대부분의 CNC 제어 장치에서 표준 작업 좌표계는 G 코드(G54 ~ G59)를 사용하여 저장됩니다. 이러한 코드를 사용하면 하나의 기계에서 여러 설정을 수행할 수 있어 유연성과 생산성이 향상됩니다.
CNC 가공 작업의 성공을 위해서는 정확한 작업장 좌표가 필수적입니다. 이는 표면 마감부터 부품 형상 및 공구 수명까지 모든 것에 영향을 미칩니다. 주요 이점은 다음과 같습니다.
- 치수 정밀도: 올바른 좌표는 절단 도구가 부품 형상을 기준으로 정확한 경로를 따르도록 보장합니다.
- 설정 시간 단축: 오프셋이 저장되면 작업자는 반복적인 부품이나 주문에 이를 재사용할 수 있습니다.
- 향상된 반복성: 동일한 부품을 여러 교대조에 걸쳐 일관된 정확도로 절단할 수 있습니다.
- 향상된 도구 효율성: 적절한 좌표는 최적의 절단 깊이와 이송 경로를 보장합니다.
- 충돌 방지: 올바른 좌표 정렬은 도구 충돌 및 기계 손상 위험을 최소화합니다.
정확한 좌표 설정이 없으면 잘 프로그래밍된 도구 경로라도 치수 부정확성, 표면 결함 또는 부품 폐기로 이어질 수 있습니다.
이 시스템은 CNC 제조업체가 정의한 내부 좌표 프레임워크를 나타냅니다. 이는 기계의 원점 위치에 해당하는 영구 영점을 사용합니다. 기계는 초기화될 때마다 이 원점 참조로 이동하여 일관된 기준선 좌표를 보장합니다.
WCS는 가공되는 실제 부품의 원점 또는 영점을 정의합니다. 작업자는 모든 새로운 설정에 대해 이 좌표를 이동하거나 재정의할 수 있습니다. G54 또는 G55와 같은 시스템은 CNC 컨트롤러에 직접 저장되며 프로그램 실행 중에 적용됩니다.
CNC 가공에 사용되는 각 절삭 공구에는 고유한 길이와 직경 오프셋이 있습니다. TCS는 이러한 차이점을 고려하여 모든 도구가 동일한 참조 평면에 정렬되도록 합니다. 이렇게 하면 도구를 전환할 때 과도한 절단이나 언더컷이 방지됩니다.
CAM 소프트웨어에서 도구 경로를 프로그래밍할 때 디지털 환경에 정의된 좌표계는 실제 기계의 WCS와 일치해야 합니다. 일치하지 않는 좌표 정의는 가공 오류의 가장 일반적인 원인 중 하나입니다.
엣지 파인더는 공작물 엣지를 찾는 데 가장 간단하고 일반적으로 사용되는 도구 중 하나입니다. 작업자는 스핀들에 있는 공구를 회전시킨 후 공작물 쪽으로 천천히 이동합니다. 공구가 이동하거나 '킥'되는 즉시 기계는 가장자리 위치를 등록합니다.
다이얼 표시기는 공작물 표면을 기계 테이블과 평행하게 설정할 때 작은 변화를 측정하는 데 도움이 됩니다. 이는 다면 가공에 중요한 X 및 Y 정렬 모두에서 뛰어난 정밀도를 제공합니다.
3D 터치 프로브는 자동 좌표 감지 기능을 제공합니다. 공작물 표면의 여러 지점을 측정하고 컨트롤러에 직접 데이터를 기록합니다. 이 도구는 복잡한 3D 구성요소나 고속 설정이 필요할 때 특히 유용합니다.
이 도구는 스핀들 게이지 라인을 기준으로 각 절삭 도구의 정확한 길이를 측정합니다. 일단 저장되면 절단 작업 중에 Z축 좌표가 자동으로 보정될 수 있습니다.
고급 CNC 머시닝 센터에는 레이저 측정 시스템이나 광학 정렬 도구가 있어 물리적 접촉 없이 윤곽과 모서리를 감지하는 경우가 많습니다. 압력에 따라 변형될 수 있는 섬세하거나 얇은 재료에 이상적입니다.
작업장 좌표를 설정하기 전에 작업물이 단단히 고정되어 있는지 확인하십시오. 영점 조정 후 움직이면 정확성이 저하됩니다. 장착 고정물이 깨끗하고 안정적이며 칩이나 오일 잔여물이 없는지 확인하십시오.
모서리, 중앙 구멍, 데이텀 서피스 등 일관되고 찾기 쉬운 참조점을 선택합니다. 일관된 프로그래밍 정확성을 위해 참조점은 CAD 파일에 정의된 원점과 일치해야 합니다.
엣지 파인더 또는 프로브를 사용하여 공작물 엣지에 닿을 때까지 공구를 점진적으로 이동합니다. 접촉이 발생하는 기계 좌표를 기록한 다음 중간점을 X 및 Y 원점으로 설정합니다.
Z축 영점을 찾으려면 공구나 프로브가 부품의 상단 표면에 닿을 때까지 천천히 낮추십시오. 이 위치는 특정 작업에 대한 도구 높이를 정의합니다. 선택한 WCS 코드(예: G54) 아래에 오프셋을 저장합니다.
실제 절단 전에 항상 시뮬레이션된 '건조 사이클'을 실행하십시오. 공구는 재료와 접촉하지 않고 프로그래밍된 경로를 통해 이동하여 모든 좌표 값이 정확하고 충돌이 없는지 확인합니다.
확인되면 실제 CNC 가공 프로세스를 시작합니다. 모든 오프셋이 정확하게 설정되고 문서화되면 수십 또는 수백 개의 부품에 걸쳐 자신 있게 이 작업을 반복할 수 있습니다.
숙련된 기계 기술자라도 좌표 설정에 오류가 발생할 때가 있습니다. 이러한 일반적인 실수를 이해하면 시간과 물질을 모두 절약할 수 있습니다.
- 잘못된 오프셋 선택: G54 대신 G55를 사용하면 즉시 정렬 불량이 발생할 수 있습니다.
- 도구 오프셋 계산 오류: 도구를 변경할 때 Z 오프셋 업데이트를 잊어버리면 깊이 불일치가 발생합니다.
- 기계 예열 무시: 온도 확장은 특히 대형 부품의 경우 영점을 약간 이동할 수 있습니다.
- 더러운 고정 장치 표면: 공작물 아래의 칩으로 인해 잘못된 정렬 참조가 생성됩니다.
- 검증 건너뛰기: 건조 사이클이나 검증 프로그램을 실행하지 못하는 것은 재료 폐기의 빈번한 원인입니다.
이러한 설정 습관을 수정함으로써 기계 기술자는 더 엄격한 공차와 더 재현 가능한 결과를 유지합니다.
터치 프로브 시스템은 이제 대부분의 최신 CNC 머시닝 센터에서 표준으로 사용됩니다. 프로빙 사이클은 좌표점, 부품 방향, 고정 장치 정렬 불량까지 자동으로 측정합니다. 많은 컴퓨터에서는 매크로 프로그램을 사용하여 WCS를 자동으로 업데이트할 수도 있습니다.
이러한 G 코드를 사용하면 작업자는 부품을 물리적으로 다시 고정하는 대신 디지털 방식으로 좌표계를 회전하거나 미러링할 수 있습니다. 각진 형상이 있는 부품을 가공하거나 고정 장치 설정을 재사용해야 할 때 특히 유용합니다.
복잡한 생산 환경에서는 여러 고정 장치 오프셋을 사용하면 이점을 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 한 설비에서는 파트 A에 G54를 사용하고 파트 B에 G55를 사용할 수 있습니다. 하위 프로그램은 수동 개입 없이 이러한 전환을 자동화할 수 있습니다.
고급 기계는 좌표 측정을 생산에 직접 통합합니다. 프로빙 사이클을 사용하여 프로세스 중간에 주요 치수를 측정하고 자동으로 오프셋을 조정합니다. 이는 낭비를 줄이고 전체 배치에서 부품 일관성을 보장합니다.
디지털 CNC 가공에서는 프로그래머가 CAD/CAM에서 직접 WCS를 정의합니다. 부품의 원점, 도구 방향 및 고정 장치 위치는 기계 제어와 동기화됩니다. 이러한 원활한 통합으로 작업 중복이 제거되고 설정 중 인적 오류가 줄어듭니다.
- 좌표 측정 전에 항상 전체 기계 홈 사이클을 수행하십시오.
- 공작물을 장착하기 전에 작업면과 지그 베이스를 모두 깨끗이 청소하십시오.
- 프로빙 시스템과 엣지 파인더를 정기적으로 교정합니다.
- 반복되는 작업에는 일관된 측정 방법을 사용합니다.
- 추적성을 유지하기 위해 설정 시트에 모든 오프셋 값을 기록합니다.
- 장시간 작동 중 열 변형을 방지하려면 기계 스핀들을 예열하세요.
- 도구 충돌, 유지 관리 활동 또는 고정 장치 변경 후 좌표를 다시 확인하십시오.
이러한 보편적인 모범 사례를 따르면 안정적이고 예측 가능한 가공 프로세스가 보장되어 가동 중지 시간과 낭비가 줄어듭니다.
CNC 가공에서 문제가 발생하면 좌표 정렬 불량이 원인인 경우가 많습니다. 문제를 해결하는 방법은 다음과 같습니다.
- 증상: 공구가 너무 깊게 절단됨
원인: Z 오프셋이 잘못되었거나 공구 길이 보정이 누락되었습니다.
해결 방법: 도구 설정 기능을 사용하여 도구 높이를 다시 보정하십시오.
- 증상: 도구 경로가 중심에 위치하지 않음
원인: WCS 원점이 잘못되었거나 클램핑 압력이 고르지 않습니다.
해결책: X/Y 위치를 다시 확인하고 작업물이 단단히 고정되었는지 확인하십시오.
- 증상: 시간 경과에 따른 오프셋 드리프트
원인: 온도 변동 또는 기계 마모.
해결 방법: 영점 재설정 절차를 수행하고 기계 예열 후 다시 측정하십시오.
검증을 조정하기 위해 체크리스트 기반 접근 방식을 구현하면 반복되는 문제를 대폭 줄일 수 있습니다.
CNC 가공을 위한 작업장 좌표를 찾는 방법을 이해하는 것은 정밀 제조를 위한 기본 요구 사항입니다. 에지 파인더와 같은 수동 도구를 사용하든 고급 자동 프로빙 시스템을 사용하든 모든 설정은 작업 좌표계를 올바르게 정의하는 데 달려 있습니다.
적절한 좌표 관리는 일관된 결과, 짧은 설정 시간 및 긴 공구 수명을 보장합니다. 이는 현대 CNC 가공 생산성의 세 가지 필수 요소입니다. 탄탄한 기술 지식, 규율, 디지털 통합을 결합함으로써 기계공은 수천 개의 부품에 걸쳐 정확성을 유지하고 글로벌 시장에서 생산 효율성과 경쟁력을 유지할 수 있습니다.
작업장 좌표는 CNC 기계가 가공 작업을 시작하는 위치를 정의하는 원점 또는 영점을 나타냅니다. 기계 테이블이나 스핀들을 기준으로 부품의 위치를 설정합니다.
이러한 G 코드는 여러 작업 좌표계를 정의하므로 작업자는 매번 기계를 재설정하지 않고도 다양한 공작물이나 고정 장치를 설정할 수 있습니다.
감지된 표면 데이터를 CNC 제어 장치에 전달하여 자동으로 오프셋을 업데이트하는 3D 터치 프로브 또는 통합 측정 시스템을 사용할 수 있습니다.
작업 공간 좌표가 잘못되면 정렬 불량, 표면 마감 불량, 치수 오류, 공구 충돌 등이 발생할 수 있습니다.
예. 최신 CAD/CAM 플랫폼을 사용하면 WCS를 디지털 방식으로 정의할 수 있습니다. 프로그램이 후처리되면 해당 좌표가 G 코드에 포함되어 가공 중 물리적 설정과 일치됩니다.
1. https://www.haascnc.com
2. https://www.cnccookbook.com
3. https://www.autodesk.com/manufacturing
4. https://www.siemens.com/motioncontrol
5. https://www.mastercam.com
