5축 CNC 프로그래밍: IJK & UVW 벡터로 변환 평면 정의하기

이전 블로그 글 '5축 프로그래밍: 툴 벡터로 프로그래밍하기'에 달린 댓글에서, 기존 ABC 회전축 지정 대신 IJK UVW 벡터 토큰으로 5축 변환 평면(Transform Plane)을 지정하는 방법에 대한 질문이 있었습니다. 단순히 댓글로 답하기보다 이 글로 답변을 대신합니다. 5축 CNC 기초 시리즈의 연장이므로, IJK 툴 벡터 사용법을 선행 학습하시길 권장합니다.

벡터를 이용해 5축 변환 평면을 생성하는 원리는 5축 머신에서 IJK 툴 벡터로 공구 이동을 프로그래밍하는 것과 정확히 같습니다. 차이점은 두 개의 별도 벡터가 필요하다는 점입니다. 하나는 IJK, 다른 하나는 UVW로 사용합니다. 하나의 축만으로는 평면을 정의할 수 없기 때문입니다. 방 안의 바닥을 예로 들어보죠... 벽이 최소 두 개 있어야 바닥을 만들 수 있습니다. 벽이 하나만 있으면 바닥은 그 축을 중심으로 회전하며 말 그대로 어떤 방향이든 가리킬 수 있습니다. 변환 평면의 두 '다리'를 수용하고 궁극적으로 Z축 방향을 결정하기 위해, 우리는 X축과 Y축을 원하는 변환 평면의 두 다리, 즉 벽으로 사용합니다.

위 이미지에 표시된 변환 평면을 IJK UVW 벡터로 지정하는 G코드 예제입니다(Y축 기준 90도 회전). 원래 파트 제로는 6" x 6" x 6" 큐브의 상단 중심이었습니다:

G68.2 X3.0 Y-3.0 Z-6.0 I0 J0 K-1 U0 V1 W0

IJK는 빨간 화살표(X축)의 방향을 지정합니다. 화살표의 X, Y 방향은 원래 방향에서 움직이지 않았고, 원점을 기준으로 양방향 정렬되어 있습니다. 오직 Z축 방향만 바뀌어 음의 Z 방향(-1)을 가리킵니다. 만약 양수(+1)였다면(I0 J0 K1), 빨간 화살표는 위쪽을 향하고 Z축은 부품의 왼쪽을 향하게 됩니다.

UVW는 녹색 화살표(Y축)의 방향을 지정합니다. 화살표 방향을 지정하기 위해 Y축 방향에 양수(+1) 값만 사용하면 됩니다. 이는 부품 상면 가공 시 Y축 방향과 우연히 일치합니다. 이 UVW 벡터는 Y축이 여전히 원래 방향에 정렬된 모든 변환 평면에서 동일합니다. 그러나 V 토큰에 음수(-1)를 사용했다면(U0 V-1 W0), 녹색 화살표는 부품 앞쪽(180도 차이)을 향하고 Z축은 부품 왼쪽을 향하게 됩니다.

조금만 이해하면 이걸 시각화하거나 프로그래밍하는 게 그렇게 어렵지 않다는 걸 알 수 있습니다. 이 예제는 한 축 기준 단순 90도 회전을 사용했지만, 같은 원리로 필요한 모든 복합 회전 각도의 변환 평면을 지정할 수 있습니다. 빨간 화살표와 녹색 화살표가 필요한 방향으로 향하게 하면 Z축은 항상 생성된 평면에 수직으로 향합니다.

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