원호 보간 기법: G90/G91 고급 프로그래밍과 CNC 예제

'원호 보간 개념 & 프로그래밍' 시리즈 5번째 파트로, 다음의 사용법을 설명합니다.

• G90 절대 프로그래밍 (Absolute Programming)
• G91 증분 프로그래밍 (Incremental Programming)

CNC 프로그램 예제 코드로 G90/G91 모두 설명합니다.

시리즈 다른 파트 읽기 (1~6부 링크 생략)

G90과 G91을 사용한 원호 보간

• G90 X_ Y_: 공작물 좌표계에서 원호 종점 절대 좌표 정의
• G91 X_ Y_: 원호 시작점에서 종점까지의 부호 있는 상대 거리 정의
• I_ J_: 원호 시작점에서 원호 중심점까지의 부호 있는 상대 거리 정의 (G90/G91 무관하게 항상 증분)

예를 들어 다음 그림을 보세요.

G90과 G91을 사용한 원호 보간

예제 CNC 프로그램 비교

G41 G90 G01 X0 Y20 G02 X10 Y30 I10 J0 G01 X20 Y30 G01 X20 Y40 G02 X30 Y50 I10 J0 G01 X45 Y50 G02 X50 Y45 I0 J-5 G01 X50 Y5 G02 X40 Y0 I-13.59 J14.68 G01 X0 Y0

G41 G91 G01 X0 Y20 G02 X10 Y10 I10 J0 G01 X10 Y0 G01 X0 Y10 G02 X10 Y10 I10 J0 G01 X15 Y0 G02 X5 Y-5 I0 J-5 G01 X0 Y-40 G02 X-10 Y-5 I-13.59 J14.68 G01 X-40 Y0

코드 상세 비교 분석

핵심 원리: I/J/K는 항상 증분(상대) 벡터

절대 좌표(G90)든 증분 좌표(G91)든 I, J, K는 항상 "원호 시작점에서 중심점까지의 벡터"로 증분 값입니다. 이는 모든 CNC 컨트롤러(Fanuc, Siemens, Heidenhain, Haas, Mitsubishi 등) 공통 규칙입니다.

원호 보간의 기계적 요구사항

원호 보간은 두 축을 정밀하게 조정해야 하므로 기계에 상당한 부담을 줍니다. 완전한 원을 그리려면 조정 운동뿐만 아니라 4분기점(0°, 90°, 180°, 270°)에서 방향 반전이 필요합니다.

• 고속 고정밀 원호 보간 시: 서보 게인 튜닝, 역간극(Backlash) 보정, 피치 오차 보정 필수
• 코너에서 급격한 가감속 → 진동, 자국 발생 방지 위해 G64(연속 경로) 또는 코너 반경/챔퍼 적용
• 5축 동시 가공 시: RTCP(Tool Center Point Control)로 공구 끝점 기준 원호 보간

실무 권장사항

• 메인 프로그램: G90 절대 좌표 기본 (도면 치수 직관적, 수정 용이)
• 서브프로그램/매크로: G91 증분 좌표 활용 (위치 독립적 재사용)
• CAM 포스트프로세서: 보통 G90 절대 좌표 출력, 옵션으로 G91 선택 가능
• 수동 편집/수정: G90이 직관적, G91은 현재 위치 추적 필요로 실수 위험

G90/G91 원호 보간 차이를 완벽히 이해하면 어떤 도면이든 유연하게 프로그래밍할 수 있습니다.