◆ 극좌표 보간

동양정밀 2014. 12. 30. 22:34
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1) 출발 - 배면에 사각형 가공하기

  

역시 윤곽제어의 일종인 ‘극좌표보간’을 이용한 가공을 알아봅니다.

‘극좌표’라는 말에 주위를 기울일 필요는 없습니다. 프로그램에서는

실제로 극좌표계가 사용되는 것이 아닙니다. 그래서 혼동을 일으키기 쉬운데, NC 내부적인 계산 공정에 극좌표가 사용되므로 극좌표 보간이라고 부를 뿐입니다. 실제 프로그램에서 사용되는 좌표계는 평면 좌표계이므로 아주 손쉽게 프로그램 할 수 있습니다.

먼저 그 좌표계를 알아봅니다. 여기서는 원통보간에서와 같이 C 축이 등장하지만, 실제로는 각도가 아니고 Y 축과 같은 개념으로 보면 됩니다. 실제로 공구가 아래위 방향으로 움직일 수 없으므로 가상축이라고도 합니다.

그 좌표계를 알아보기 전에 극좌표보간의 이해를 돕기 위해 위 그림의 사각형이 실제로 어떤 방식으로 가공이 되는지를 그림으로 살펴 봅시다. 가공 공정에서 움직이는 축은 공구 회전축을 제외하고, 서브스핀들의 각도위치를 제어하는 C 축과 서브의 X 축입니다.

 

 

 

 

2) 좌표평면과 공구경로

 

프로그램중 공정을 시작하기 위해,

M50 ;

G28 H0 ;

등의 블록들을 먼저 지령합니다.

그 후 G12.1 을 지령하면, 당시의 C 좌표(각도) 위치와 관계 없이 다음 그림과 같은 축 관계가 생성됩니다.

 

 

이 때 생성된 위의 그림과 같은 좌표계는 G13.1 의 지령이 나타날 때까지 유효하며, 공구의 움직임을 위해

중심에 기준한 좌표계입니다. 실제로 앞 페이지의 사각형을 가공하기 위한 프로그램은 다음과 같은데,

공구 경로는 아래 그림과 같이 좌표축의 밑그림을 그린 상태에서 결정합니다. (단, 여기서 사각형의 크기는

8.0x8.0mm 로 가정합니다.)

 

 

T2626 ;

G0 X-20. ; (1) (공구직경+재료직경+여유)

G0 Z-3.0 ;

M50 ;

G28 H0 ;

G12.1 ;

G41 G98 G1 X-14. F500 ; (1’) ((1)에서 공구직경을 뺀 치수)

C4.0 F500 ; (2)

X8.0 F100 ; (3)

C-4.0 ; (4)

X-8. ; (5)

C5. ; (6)

C10. F2000 ; (공구가 재료를 충분히 벗어 나도록 C 좌표 지정) (7)

G40 C12.0 ;

G13.1 ;

G28 W0 ;

 

위의 그림에서와 같은 방향일 때, G41 입니다. 반대 방향이 G42 입니다. 옵셋화면 에서 R 값은 공구의 반경값을

넣어 주시고, T 값은 0 을 입력하시기 바랍니다. 주주의: 부품 중심에 가까울수록 피드값(F)의 한계가 줄어 듭니

다. 즉, 중심에서 먼곳에서 사용했던 피드값을 중심 근처에서 사용할 때 알람이 발생할 수 있습니다. 또한, 공구

의 중심이 부품의 중심을 지나갈 수 없습니다. 역시 알람이 발생합니다.

 

 

 

3) 원호보간 방향과 인선R보정을 위한 주의

 

참고로 이 평면에서 원호보간은 다음과 같습니다. 이 때는 C 축을 Y 축과 같이 생각하기 때문입니다. 즉,

정상적인 X-Y 평면과 비교했을 때, 뒤집힌 모양이 되기 때문입니다.

 

 

 

상기 예제 프로그램에서는 G41 을 사용하였습니다. G41 을 사용하여 도면치수대로 프로그램을 하여야 하며,

그러지 않으면 공구 마모에 따른 보정이 힘듭니다. G41 이나 G42 를 사용하면 다음과 같은 (시작) 공구경로를

설정할 수 없습니다.

 

 

 

공구경로의 시작부분은 앞 페이지의 그림과 같이 설정해야 합니다. 실제 공구는 다음과 같이 움직입니다.

 

 

여기서 지점(1)과 지점(1’)의 관계를 살펴 보겠습니다. 지점(1) X-20.0 은 재료직경 12.0 + 공구경 6.0 + 여유공

2.0 입니다. 지점(1’) X-14.0 은 G41 이 지령된 뒤 다시 그 지점을 선언하는 것으로, 재료직경 12.0 + 여유공

2.0 입니다. 이런 방식으로 지령하면 안전하고 예측이 가능하며 비교적 짧은 경로를 지정할 수 있습니다.

만약 여기서 (1’)을 생략하고 다음과 같이 프로그램 하면, 아래와 같은 실제 공구 경로를 얻습니다.

 

G12.1 ;

G41 G98 G1 C4.0 F500 ; (2)

X8.0 F100 ; (3)

 

이런 불필요한 경로를 생략하려면, 위 예제 프로그램과 같이 지점(1’)을/를 지령하여야 합니다. 공구가 커질수록 이런 불필요한 경로는 시간상의 손실과 안전상의 문제가 될 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 
 
정리:

이상에서 보듯이 극좌표보간은 X 와 가상의 C 축으로 이루어진 평면에 공구의 경로를 설정하여 그 좌표값으로

프로그램 하면, (극좌표를 사용하는 중간과정은 관여할 필요가 없이) 결과적으로 원하는 형상을 가공할 수 있는

기능입니다. 앞서 언급 한대로 중간 계산과정에서 또 좌표 표시화면에서 극좌표계가 사용이 되지만, 프로그램을

작성하기위해서는 일반적으로 극좌표계는 고려할 필요가 없습니다. 상기의 예에서와 같이 X-C 로 이루어 지는

좌표평면에서 G41/G42 방향성을 고려하여 공구 경로를 설정하면 됩니다. 다시 한번 언급하자면, 여기서 C 는

각도가 아니며, 실제 존재하지 않지만 프로그램상 공구경로 구성에는 관여가 되는 축입니다. 그래서 가상축이

라고 부릅니다. 이 극좌표 보간을 이용하면, 위와 같은 단순한 형상 뿐만 아니라, 여러 복잡한 형상을 절삭할 수

있습니다.

 

 

 

 

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출처 : 진정한 기능의 세계
글쓴이 : grnfield 원글보기
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