8.2 3축 제어
CNC선반에서는 공구가 X축과 Z축의 평면선상을 움직이면서 2축에 의하여 제품이 가공되지만, 머시닝센터에서는 기본 3축 이 외에도 부가축에 의한 제어가 가능하므로 2축 가공인 CNC선반과는 다른 문제들이 대두되고 있다.
8.2.1 좌표어와 좌표축
1. 좌표어
좌표어는 공구의 이동을 지령하며 이동축을 표시하는 어드레스(Address)와 이동방향과 이동량을 지령하는 수치로 이루어져 있다.
2. 기본축과 제어축
(1) 기본 3축:머시닝센터의 기본 3축은 X, Y, Z의 3축으로 제어되며 이것을 기본 3축이라 하고 오른손 표준 좌표계를 사용한다.
(2) 제어축:머시닝센터에서 제어축 좌표어의 X, Y, Z를 사용하여 제어축을 지령하고 회전축인 A, B, C를 각 축의 부가축으로 사용한다.
8.2.2 프로그램 원점
가공물을 프로그램하기 위해서는 먼저 프로그램 원점을 설정해야 한다. 도면을 보고 프로그래머는 프로그램을 작성하기에 편리한 도면상이나 공작물상의 임의의 점을 프로그램 원점으로 지정하여 프로그램 한다. 이 원점을 기준으로 하는 좌표계를 절대좌표계 또는 공작물 좌표계라고 한다.
8.2.3 좌표계와 좌표계 설정
1. 좌표계
프로그램은 표준좌표계에 따라서 작성되며 실제는 테이블과 주축이 이동하지만 공구가 공작물의 주위를 이동하며 가공하는 것으로 가정하고 프로그래밍을 한다.
공구는 시작점부터 동작하고 프로그램도 출발점부터 시작하지만 공구를 움직이기 전에 프로그램 원점과 공구 시작점 위치를 NC컨트롤러에 알리기 위해서는 좌표계를 설정해야 하는데, 머시닝센터의 좌표계 설정을 G92 코드로 지령하며 이 지령은 단지 좌표계를 설정만 하고 기계의 운동은 일어나지 않는다. 만일 공작물 좌표계 선택기능(G54~G59)을 이용한 좌표계를 사용하면 G92 지령은 필요 없다.
2. 좌표계 설정
G92 X_ Y_ z_;
좌표계 설정은 프로그래밍을 할 때 먼저 프로그램의 원점과 좌표계가 결정되어야 하며 프로그램의 원점은 임의의 한 점을 잡는다. 따라서 공구의 시작점을 G92 지령으로 NC장치에 먼저 알려주어야 한다. 이것을 좌표계 설정이라 한다.
G92 X100.0 Y60.0 Z50.0 ;
3. 좌표계 설정방법
(1) 공구날 끝 기준
원점으로부터 공구의 날끝까지의 거리를 좌표계로 하는 경우로 공구를 교환할 때마다 좌표계가 변한다.
G92 X200.0 Y0.0 Z300.0 ;
(2) 주축선단
주축의 선단을 기준으로 좌표계를 설정하면 공구를 교환해도 좌표계가 변하지 않아 편리하나 반드시 공구 길이를 보정해야 한다.
G92 X300.0 Y0.0 Z600.0 ;
8.2.4 어드레스의 종류와 의미
머시닝센터의 종류 · 용도에 따라 어드레스의 종류와 의미는 다르다.
1. 프로그램 번호
프로그램 번호는 CNC장치에 등록된 프로그램을 식별하기 위한 번호로, 프로그램의 선두에 어드레스 "0" 에 이어서 4자리 (1~9999, 단, O는 사용불가능)이내의 수치로 지령해야 한다.
2. 시퀀스 번호
시퀀스번호는 프로그램중의 블록 구분이나 식별을 위한 번호로, 블록의 선두에 어드레스 "N"에 이어서 5리 (1~99999, 단, O는 사용 불가능) 이내의 수치로 지령해야 한다.
3. 준비기능(G기능)
준비기능은 블록에 다음과 같은 의미를 주기 위해 어드레스 G에 이어서 2자리 (00~99) 이내의 수치로 지정되어 있다. 급속이송,직선절삭, 원호절삭 등의 동작지령 XY 평면, ZX 평면, YZ 평면의 선택, 공구경, 공구길이 등 공구보정의 설정이나 공작물 좌표계의 선택, 드릴링이나 탭핑 등의 고정사이클 선택 등이 지령되어 있다. 자세한 설명은 다음 장에서 설명하기로 한다.
4. 좌표어
앞에서 설명한 바와 같이 좌표어는 이동량과 좌표치를 설정하기 위한 어드레스로 “X, Y, Z"에 이어서 지령치 (0~±99999.999mm)를 지령하면, 지령한 위치로 공구를 이동시킬 수 있다. 어드레스 "R"은 원호 보간에 있어 원호의 반경을 지령한다. 또, 어드레스 "T, J. K'는 원호 보간에서 원호의 중심을 지령한다.
5. 이송기능(기능)
이송 기능은 절삭을 하는 경우의 속도를 설정하는 기능으로 어드레스 "p"에 이어서 이송속도(0~4000mm/min)를 지령한다. 지령 방법에는 F 직접 지령과 F 한 자리 지령이 있으며, F 직접 지령을 많이 사용하고 있으며 이송속도를 어드레스 F에 이어서 지령한다.
6. 주축기능(S기능)
주축기능은 S기능이라고도 하고 주축의 회전수(rpm)를 설정하는 기능이다. S기능은 어드레스 S에 이어서 네 자리 이내의 수치로 주축의 건수를 직접 지령한다. S기능으로 지령 가능한 주축 회전수의 하한(최저 주축 회전수)과 상한(최고 주축 회전수)은 기계에 따라 다르다. 또, 일반적으로 주축 회전수에는 저속 영역과 고속 영역이 있는데, 변속 영역의 변경은 기계에
따라 자동적으로 이루어진다. 이 경우 주축 회전 중에 있어 다른 변속 영역에서의 주축 회전수 변속은 주축 회전이 일단 정지한 후 변속 영역으로 바뀌고 새로운 주축 회전수가 설정된다.
7. 공구기능(T기능)
공구기능은 T기능이라고도 하고 공구를 ATC 매거진의 공구 교환위치로 호출하는 기능으로 기능은 T에 이어서 두 자리 수치로 지령한다. 어드레스 "T"에 이어서 두 자리 수치는 공구번호로 불려지기도 하기 때문에 공구번호는 01~99까지 사용할 수 있다. 공구번호는 일반적으로 공구 사용순서에 따라 01부터 순번대로 지령한다.
8. 보조기능(M기능)
프로그램의 흐름제어 및 기계의 ON/OFF 제어에 사용하는 보조기능은 M 다음에 2자리 숫자로 지령한다. 보조기능은 기계 제작회사에 따라 다소 차이가 나므로 제작회사의 매뉴얼을 참고 바란다.