G코드 & M코드 마스터하기: CNC 프로그래밍 완벽 가이드

소개

G코드와 M코드를 이해하는 것이 어렵게 느껴질 수 있습니다. 하지만 사실이 아닙니다. CNC 가공에 관심이 있거나 CNC 머신 샵에서 일할 계획이라면, 두 코드에 대한 지식을 갖추면 업무 수행에 큰 도움이 됩니다.

이를 돕기 위해 G코드와 M코드를 이해하는 완벽 가이드를 정리했습니다. 이 글에서는 다음을 다룹니다:

• G코드와 M코드
• CNC 프로그래밍의 역사
• CNC 가공에서 머신 프로그래밍의 역할
• G코드와 M코드 명령어 리스트

그리고 더 많은 내용. 이제 G&M 코드를 파헤쳐 보겠습니다.

G코드와 M코드란?

CNC 머신을 올바르게 사용하는 방법을 알기 전에는 CNC 부품을 가공할 수 없습니다. 그렇다면 어떻게 CNC 머신 사용에 능숙해질 수 있을까요?

CNC 머신 프로그래밍 언어를 배우고 CNC 가공 코드(G코드, M코드 등)에 대한 노하우를 익히면 CNC 머신 다루는 법을 마스터할 수 있습니다. 이 CNC 가공 코드에 대한 충분한 지식 없이는 CNC 부품을 성공적으로 만들 수 없습니다. 이제 이 두 가지 코드 유형을 빠르게 살펴보고 이해해 보겠습니다.

G코드

G코드는 가장 일반적인 프로그래밍 언어입니다. CNC 프로그래밍에서 G코드는 컨트롤러이자 지시자 역할을 합니다. 머신의 움직임을 제어하고, 최종 CNC 가공 제품을 만들기 위해 어떻게, 어디로 이동해야 하는지 지시합니다.

M코드

M코드는 특정 애플리케이션에 사용됩니다. M코드 CNC 프로그래밍은 특정 동작이나 프로그램의 시작과 정지 등 다양한 머신 기능을 제어합니다.

G코드와 M코드는 함께 작동하여 CNC 가공 부품과 컴포넌트를 제작합니다. 따라서 제조 및 산업 분야에서 필수적입니다.

CNC 프로그래밍의 역사

1950년대 후반, MIT 서보메커니즘 연구소에서 최초의 수치 제어 프로그래밍 구현이 개발되었습니다. 그 이후 다수의 상업 및 비상업 조직이 수치 제어 프로그래밍 구현을 개발했습니다. 주로 G코드가 사용되었습니다.

이후 1960년, 미국에서 전자산업연합(EIA)의 수치 제어 프로그래밍 언어가 표준화되었습니다. 1980년 2월 최종 개정안이 승인되었습니다. G코드의 표준화된 버전 중 하나는 BCL(Binary Cutter Language)로, 직선과 호를 제어하기 위해 개발되었습니다.

많은 공구 제조업체들이 1970년대와 1990년대에 머신 툴 컨트롤러를 표준화하여 호환성 문제를 해결하려 했습니다. 2010년에는 컨트롤러 차이와 비호환성이 더 이상 큰 문제가 되지 않았습니다. 가공 작업이 CAD/CAM 애플리케이션으로 개발되었기 때문입니다.

위키피디아에 따르면, "G코드는 루프, 조건 연산자, 프로그래머 선언 변수가 없어 논리를 인코딩할 수 없는 언어로 시작했습니다." 그러나 이제 G코드에는 고급 프로그래밍 언어에 다소 가까운 매크로 언어 기능이 포함되어 있습니다.

CNC 가공에서 머신 프로그래밍의 역할

CNC 프로그래밍의 'C'는 시스템을 작동하는 'Computer(컴퓨터)'를 의미합니다. 컴퓨터는 다양한 작업을 수행하기 위해 특정 언어만 이해합니다.

CNC 프로그래밍도 마찬가지입니다! 머시니스트는 프로그램을 수동으로 입력하거나 CAD 소프트웨어를 사용할 수 있습니다. 어떤 방법을 사용하든 코드는 완벽해야 합니다.

컴퓨터 기반 머신 프로그래밍 이전에는 NC 프로그래밍이 종이 형식이어서 여러 가공 작업에 대한 올바른 프로그램을 유지하기가 어려웠습니다.

CNC 프로그래밍이 CNC 머신을 제어하는 방식

CNC 프로그래밍이 CNC 머신을 어떻게 제어하는지 알기 전에, 컴퓨터가 등장하기 전 CNC 머신이 어떻게 작동했는지 살펴보겠습니다.

컴퓨터 이전 시대에는 머시니스트가 카드와 테이프로 CNC 머신을 제어했습니다. 코드를 만들기 위해 카드를 다른 순서로 펀칭했습니다. 이는 효과적인 방법이었지만 지루한 작업이었습니다. 게다가 카드가 손상되거나 분실될 수 있어 생산 공정에 여러 문제가 발생했습니다.

컴퓨터의 등장으로 대부분의 생산 문제가 해결되었습니다. 그래도 모든 게 순탄치만은 않았습니다... 모든 코드를 수동으로 입력해야 했습니다. 이는 다시 성가신 일이었습니다. 더 정교한 부품을 제조할 때는 더 많은 지시를 따라야 했기에 수동 코딩은 더 큰 노동이 되었습니다.

더 발전된 컴퓨터가 보편화되자, 머시니스트는 소프트웨어에 지시하기만 하면 되었습니다. 그러면 이 첨단 소프트웨어가 머신이 이해하는 G코드와 M코드를 생성했습니다. 컴퓨터 지원 설계(CAD)와 컴퓨터 지원 제조(CAM) 소프트웨어 덕분에 코드 생성이 훨씬 쉬워졌습니다!

G코드와 M코드 상세 이해

G코드란?

G코드는 RS-274D로도 알려져 있습니다. 위키피디아에 따르면 G코드는 가장 널리 사용되는 컴퓨터 수치 제어(CNC) 프로그래밍 언어입니다. 이 언어는 많은 컴퓨터 공구를 제어하는 데 사용되며 다양한 방언이 있습니다. G코드는 논리적인 언어로 작성됩니다.

G코드의 'G'는 'Geometry(기하학)'를 의미합니다. CNC 머신에 지시할 때 'G' 문자에 특정 숫자가 따라오면, 가공 중인 부품의 기하학을 변경하라는 명령이 됩니다.

주요 G코드

아래는 일부 G코드와 그 의미입니다.

• G00 – 급속 이동 (특정 좌표 위치로)
• G01 – 직선 이송 이동
• G02 – 시계 방향 이송 이동
• G03 – 반시계 방향 이송 이동

이 모든 G코드 뒤에는 기하학적 위치가 옵니다. 기하학은 축을 따른 좌표, 즉 평면상의 'X'와 'Y'로 구성됩니다.

G코드의 기능

G코드는 주로 'G' 문자로 시작하지만, G코드 프로그래밍에 사용되는 문자는 이게 전부가 아닙니다. 다음은 G코딩에 사용되는 추가 문자 목록입니다.

• A: X축 중심으로 공구 회전 지시
• R: 호의 반지름 지정
• X, Y, Z: 3차원에서 공구 위치 표시 - X는 수평, Y는 수직, Z는 공구 깊이
• I, J: 머신이 만드는 호의 증분 중심 지정
• N: 줄 번호 부여
• F: 머신이 공작물을 이송하는 속도 표시
• S: 스핀들 회전 속도 지시
• T: 사용할 공구 지정
• R: 호의 반지름 지정 (머신이 만드는)
• A: 축 중심으로 공구 회전 지시
• B: X축 중심 회전 값 표시
• C: C값으로부터 Z축 중심 보조 축 회전
• D: 공구 직경 오프셋 양 표시
• L: 반복 작업 및 반복 횟수 지정
• P: 시간 점프 또는 지연 시간 (P 명령으로)

G코드는 CNC 머신의 능력에 따라 다른 문자를 사용할 수도 있습니다. G코드는 중단될 때까지 동작을 반복할 수 있습니다.

G코드는 머신에게 무엇을 할지를 지시하는 단일 문자 명령입니다. 스핀들을 켜는 등 다른 동작도 명령할 수 있습니다. 이 코드들이 CNC 머신을 프로그래밍 가능하게 만들어 다양한 부품을 제작할 수 있는 유연성을 줍니다.

대부분 G코드 명령은 영숫자 형식입니다. 하지만 머신마다 G코드를 읽는 형식이 다릅니다. 이 차이는 다음에 따라 달라집니다:

• 공백의 유무
• 문자와 명령 사이의 0의 개수

따라서 머시니스트는 자신이 사용하는 머신 유형도 잘 알아야 합니다. 그렇지 않으면 명령 오류로 인한 문제가 발생할 수 있습니다.

G코드 읽는 법

G코드 읽기는 어렵지 않습니다. 단계는 다음과 같습니다.

• 1단계: 길고 복잡한 내용을 데카르트 좌표와 마커로 분해합니다.
• 2단계: 가장 익숙한 코드를 찾습니다. 잊어버린 코드는 키를 통해 상기할 수 있습니다. 각 숫자 문자열마다 순서가 있으므로 G코드는 기능을 제대로 수행하기 위해 신중한 구조를 따릅니다.

M코드란?

M코드는 프로그래밍 머신의 전체 프로그램을 제어하는 머신 제어 언어입니다. 머신의 기능을 지시합니다.

M코드의 'M'은 'Miscellaneous(기타)'를 의미합니다. 하지만 일부는 이 코드들이 장비의 특정 작업을 제어하므로 'Machine code(머신 코드)'라고 부르기도 합니다. M코드는 머신의 비절삭 작업을 지시합니다. M코드 없이는 G코드의 세 가지 주요 움직임만 지시할 수 있습니다.

프로그램 정지, 공구 교체, 냉각수 공급 등 다른 작업을 위해서는 머시니스트가 M코드를 올바르게 실행할 지식과 노하우가 필요합니다.

M코드의 기능

M코드는 모든 비기하학적 머신 기능, 즉 기타 머신 기능을 제어합니다. 예를 들어 스핀들 회전 시작/정지, 팔레트 교체, 냉각수 온/오프 등이 있습니다.

M코드에는 두 가지 별도 동작이 있습니다. 머신이 시스템에 냉각수를 공급하고 온도가 떨어지면 차단해야 할 수 있습니다. G코드와 마찬가지로 M코드에 사용되는 방언도 머신에 따라 다릅니다. 예를 들어 일부 머신은 문자와 숫자 사이에 0이 필요하지만, 다른 머신은 필요하지 않을 수 있습니다.

주요 M코드

여기서도 머시니스트는 몇 가지 중요한 M코드를 알아야 합니다. G코드와 마찬가지로 M코드도 'M' 뒤에 숫자가 옵니다. 아래는 일부 M코드와 그 기능입니다. 일부 머신은 M코드 첫 문자 사이에 0을 포함할 수 있습니다.

• M00 – 정지 (프로그램이 수행 중인 모든 기능)
• M01 – 스핀들 회전 (시계 방향)
• M08 – 냉각수 공급 켜기
• M09 – 냉각수 공급 끄기

M코드는 G코드보다 머신별로 더 구체적이고 고도로 커스터마이징 가능합니다. 또한 M코드는 머신에 따라 달라질 수 있습니다. 예를 들어 일부 머신은 문자와 숫자 사이에 0을 포함하는 것을 지원할 수 있습니다.

기억하세요! CNC 프로그래밍 머신에서 G코드와 M코드를 설정할 때, 머시니스트는 정보 블록당 하나의 명령으로 M코드를 사용해야 합니다. M코드는 머신을 켜고 끌 수 있으므로, M코드를 한 번 이상 사용하면 프로그램 문제가 발생할 수 있습니다.

M코드 읽는 법

M코드는 단독으로 사용되지 않습니다. 대신 머신의 이상적인 설정을 활성화하기 위해 다른 코드들과 함께 사용됩니다. 다른 카테고리의 코드들과 결합되어 있어 M코드는 복잡해 보일 수 있습니다.

하지만 G코드와 마찬가지로 그들도 가공 공정이 원활하게 진행되도록 특정 순서로 설정됩니다.

G코드와 M코드 명령어 리스트

이 섹션에서는 다양한 G코드와 M코드를 배우고 그 의미를 알아봅니다. 앞서 언급했듯이 G코드와 M코드는 문자와 숫자, 그리고 일부 추가 단위로 구성됩니다. 따라서 이 코드들의 일부는 같은 의미일 수 있지만, 일부 단위는 다른 의미를 가질 수 있습니다.

G코드는 거의 100개에 달합니다. 터닝과 밀링 머신은 다른 코드를 가지지만, 일부 공통 코드도 공유합니다. 몇 가지 G코드와 M코드를 살펴보고 그 기능을 이해해 보겠습니다.

CNC 선반용 G코드 리스트

G코드	기능
G00	급속 위치 이동
G01	직선 보간 이동 또는 직선 이동, 챔퍼 및 코너 라운딩 – 모달
G02	시계 방향 원호 보간 이동 – 모달
G03	반시계 방향 원호 보간 이동 – 모달
G04	드웰 (P) P=초. 밀리초
G05	정밀 스핀들 제어 이동 (라이브 툴링) – 옵션
G09	정확한 정지
G10	프로그래밍 가능 오프셋 설정

CNC 선반용 M코드 리스트

M코드	기능
M00	프로그램 정지 – 모달
M01	선택적 프로그램 정지 – 모달
M02	프로그램 종료 – 모달
M03	스핀들 정회전 (S) – 모달
M04	스핀들 역회전 (S) – 모달
M05	스핀들 정지 – 모달
M08	냉각수 켜기 – 모달
M09	냉각수 끄기 – 모달
M10	척 클램프 – 모달

CNC 밀링용 G코드

G코드	기능
G00	급속 이동
G01	직선 보간 이동
G02	시계 방향 보간 이동
G03	반시계 방향 보간 이동
G04	드웰
G09	정확한 정지
G10	프로그래밍 가능 오프셋 설정
G12	시계 방향 원형 포켓 밀링
G13	반시계 방향 원형 포켓 밀링
G17	XY 평면 선택

CNC 밀링용 M코드

M코드	기능
M00	프로그램 정지
M01	선택적 프로그램 정지
M02	프로그램 종료
M03	스핀들 시계 방향 (S)
M04	스핀들 반시계 방향 (S)
M05	스핀들 정지
M06	공구 교체 (T)
M08	냉각수 켜기
M09	냉각수 끄기
M10	4축 브레이크 켜기

G코드와 M코드의 차이점

두 코드(G와 M)는 CNC 프로그래밍 수행 시 함께 작동하지만, 여전히 차이가 있습니다. 아래는 G코드와 M코드의 주요 차이점입니다. 이는 CNC 제조에서 G&M 코드를 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다.

• G코드는 기하학(Geometry)에 관한 것이고, M코드는 기타 머신 기능(Miscellaneous)에 관한 것입니다.
• G코드는 CNC 머신마다 다르지만, M코드는 대부분의 CNC 머신에서 동일합니다.
• G코드는 제품 설계를 위한 머신의 움직임과 기능을 명령하는 반면, M코드는 프로그래밍의 비이동 작업을 수행하는 데 사용됩니다.
• G코드는 CNC 머신을 시작하는 반면, M코드는 머신의 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)를 시작합니다.

누가 G코드와 M코드를 배워야 하는가?

지금까지 두 마법 같은 코드에 대한 기본 이해를 위한 충분한 정보를 모았습니다. 하지만 진짜 질문은 "누가" G코드와 M코드를 배워야 하는가입니다. 맞죠?

여기가 답입니다. 머신 샵에서 일하거나 미래에 CNC 머신 프로그래밍을 추구하려는 모든 사람은 두 코드 사용법을 익혀야 합니다. 머신 샵의 모든 근로자가 직책에 관계없이 G코드와 M코드를 이해하는 것은 필수적이기 때문입니다.

직무 책임에 따라 이 코드들을 얼마나 깊이 알아야 하는지가 달라집니다. G코드와 M코드에 대한 기본 정보를 훑어보는 것으로 충분할 수도 있고, 업무 수행을 위해 두 프로그래밍 코드를 마스터해야 할 수도 있습니다. 예를 들어, CNC 가공 코드에 대해 조금 아는 것은 CNC 머신 샵의 거의 모든 직책에 도움이 됩니다. 일부 머신 샵은 직원들이 CNC 프로그래밍 언어에 정통해질 수 있도록 교육을 제공하기도 합니다.

CNC 머시닝 센터와 프로그램은 반복 실행되며 상호작용 없이 작동하지만, 이는 주로 제조되는 부품과 제조 공정에 따라 달라집니다. CNC 프로그래밍이 완료되면 추가 수정이 필요하지 않을 수 있습니다. 하지만 제조된 제품에 원하는 정밀도가 부족한 경우, 약간의 조정을 위해 편집할 수 있습니다. 다만 편집 작업은 숙련된 사람만 할 수 있습니다. 숙련된 엔지니어, 셋업 전문가, 감독자만!

G코드와 M코드 프로그래밍에 대해 더 배우고 싶으신가요? TITANS의 이 비디오 자료가 CNC 머신에서의 수동 프로그래밍을 설명해 줄 것입니다. 도움이 되길 바랍니다!

결론

G코드와 M코드는 다릅니다. G코드는 Geometry(기하학)에 관한 것이고 M코드는 Machine functions(머신 기능)에 관한 것입니다. G코드는 CNC 머신을 프로그래밍 가능하게 만들어 거의 모든 부품을 만들 수 있는 유연성을 줍니다. CNC 머신은 CNC 프로그래밍을 위해 G코드와 M코드를 사용합니다. 이 코드들은 머신에게 정확히 무엇을 해야 하는지 알려줍니다:

• 언제 이동할지
• 어디로 이동할지
• 어떻게 이동할지

한마디로, G코드와 M코드를 이해하지 못하면 CNC 머신 샵에서 커리어를 시작할 수 없습니다.

G코드와 M코드에 대한 이 블로그 글을 읽어주셔서 감사합니다. 더 잘 이해하는 데 도움이 되었기를 바랍니다. G코드와 M코드는 마법 같습니다. 오늘 G코드와 M코드에서 어떤 흥미로운 점을 배우셨나요? 아래 댓글로 남겨주세요.