원호 보간 마스터 3부: I, J, K로 G02/G03 계산 및 프로그래밍

다중 시리즈 기사 "원호 보간 개념 & 프로그래밍" 3번째 파트입니다.
이 파트에서는 CNC 공작기계 조작자가 I, J, K를 사용하여 원호 보간 G02/G03을 계산하고 프로그래밍하는 방법을 간단히 설명합니다.

시리즈 다른 파트 읽기 (1~6부 링크 생략)

원호 보간 G02 G03 I, J, K 개념 & 프로그래밍

원호의 축은 기계 좌표계의 X-, Y- 또는 Z축과 평행해야 합니다. 축 또는 축에 수직인 평면은 G17(Z축, XY평면), G18(Y축, XZ평면), G19(X축, YZ평면)로 선택합니다. I, J, K는 현재 위치로부터의 오프셋입니다. 한 번에 I, J, K 중 두 개만 사용됩니다. 이는 선택된 원호 평면에 따라 달라집니다.

• G17 (XY 평면) → I와 J 사용
• G18 (ZX 평면) → I와 K 사용
• G19 (YZ 평면) → J와 K 사용

I, J, K 인자는 원호 시작점에서 원호 중심점까지의 거리를 지정합니다. 원호 시작점은 G02/G03 명령에 주어지지 않습니다. 명령 실행 시 공구 위치가 시작점이 됩니다. 또한 중심점은 명령에 명시적으로 주어지지 않습니다. I, J, K는 거리(Distances)입니다. 원 기하학이 불가능한 경우(허용오차 0.0001 이내), 보통 에러가 발생합니다.

4사분면별 I, J 계산표 (원 반지름 50mm 기준)

위 표는 반시계 방향(G03) 기준입니다. 시계 방향(G02)은 시작/종점 반대, I/J 부호 반대.

I/J/K 계산 핵심 규칙

1. 벡터 방향: 항상 "시작점 → 중심점" 방향
2. 부호: 기계 좌표계 양방향 기준 (+X, +Y, +Z 방향이면 양수)
3. 평면별 조합: G17→I,J / G18→I,K / G19→J,K (나머지 1개는 사용 안 함/무시)
4. 단위: 최소 설정 단위 (0.001mm) 기준 정수 입력

실무 계산 예시

도면: 중심점 (100, 100), 반지름 25, 시작점 (125, 100) → 1사분면 0°→90° 원호 (G03)

• I = 100 - 125 = -25
• J = 100 - 100 = 0
• 종점: X=100, Y=125
• 코드: G03 X100 Y125 I-25 J0

Fanuc 선반용 (G18 평면)

G18 G02 X50. Z-30. I25. K0   (XZ 평면, 시계 방향, X중심+25, Z중심 동일)

• 선반 X축: 직경 값 모드 시 I 값도 직경 값으로 입력 (반경의 2배) - 파라미터 확인 필수
• K: Z축 방향 중심점 벡터

R 지정 vs I/J/K 지정 선택 가이드

• R: 도면에 반지름 명시, 180° 이하 단순 원호, 빠른 프로그래밍
• I/J/K: 도면에 중심점 좌표 명시, 180° 초과/전체 원, 고정밀 요구, CAM 자동 생성

I/J/K 방식은 원호 기하학을 완벽히 이해해야 하지만, 어떤 복잡한 원호도 정확히 제어할 수 있는 가장 근본적이고 강력한 방법입니다.