원호 G코드 작업 이송률 최적화로 일정한 윤곽 속도 구현

이전 칼럼에서 일정한 윤곽 속도(Constant Contouring Speed) 목표 시 원호 운동 필요 이송률 이슈, 특히 내부 원호나 가공 윤곽 주변에 제거 소재가 균형 잡힌 외부 원호(정삭 밀링, 니어넷셰이프 등) 경우 다뤘습니다. 밀링 커터 중심선 경로와 공작물 표면 경로 크기 차이로 외부 원호 운동은 선형 운동 이송률 증가, 내부 원호는 감소시켜야 일정 윤곽 속도 달성.

지난 달 원호 운동 필요 수정 이송률 결정법 시연. 하지만 관련 계산 수동 수행은 번거롭고, 이 기법 정기적 활용이나 다양한 공작물 표면 반경 크기 적용 시 더 그렇습니다. 커터 반경 보상 사용하고 프로그래밍 좌표가 공작물 표면 경로 반영하는 한, 운영자가 밀링 커터 반경 크기를 커터 반경 보상 오프셋 레지스터에 입력할 수 있습니다.

우측 밀링 커터 사용 시 커터 반경 보상 상태(G41-공구 좌측, G42-공구 우측)가 주어진 원호 명령이 내부/외부 반경 가공인지 판단 도움. 공구가 가공면 좌측에 있을 때(G41) G02(시계방향 원호)는 외부 원호. G03(반시계방향)은 내부 원호. 공구 우측(G42)면 반대. 팬욱 커스텀 매크로로 오프셋 레지스터서 커터 반경 값 접근, 현재 커터 반경 보상 상태(G41/G42) 접근 가능.

조정된 이송률로 원호 운동 수행하는 두 사용자 정의 G코드 커스텀 매크로 작성: G102(시계방향), G103(반시계방향). G02/G03과 같은 방식으로 프로그래밍(모달 아님). 각 매크로는 G102/G103 명령의 R워드(공작물 표면 반경)와 오프셋 레지스터 커터 반경·공작물 표면 반경으로 계산한 커터 중심선 경로 반경 비교. 앞서 보인 방법으로 수정 이송률 계산 후 G02/G03으로 수정 이송률 적용해 원호 명령 수행.

사용자 정의 G코드 프로그램이란?

두 사용자 정의 G코드 프로그램:

O9010 (G102, 시계방향 원호 프로그램)
#1=#4109 (현재 F워드 유지)
IF[#9NE#0]THEN#1=#9 (새 이송률 지정 테스트)
IF[#9EQ#0]THEN #9=#1 (새 이송률 없으면 현재 이송률 유지)
#2=[#_OFSDG[#4107]] (오프셋 값 접근)
IF[#4007EQ41]GOTO5 (G41 조건, 외부 원호)
IF[#4007EQ42]GOTO10 (G42 조건, 내부 원호)
#3000=100 (CRC COMP MUST BE USED)
N5 (외부)
#3=#9*[#18+#2]/#18 (외부 이송률)
GOTO75
N10 (내부)
#3=#9*[#18-#2]/#18 (내부 이송률)
N75 G02 X#24 Y#25 R#18 F#3
F#1
M99

O9011 (G103, 반시계방향 원호 프로그램)
#1=#4109 (현재 F워드 유지)
IF[#9NE#0]THEN#1=#9
IF[#9EQ#0]THEN #9=#1
#2=[#_OFSDG[#4107]]
IF[#4007EQ41]GOTO5
IF[#4007EQ42]GOTO10
#3000=100 (CRC COMP MUST BE USED)
N5 (내부 원호)
#3=#9*[#18-#2]/#18 (외부 이송률)
GOTO75
N10 (외부 원호)
#3=#9*[#2+#18]/#18 (내부 이송률)
N75 G03 X#24 Y#25 R#18 F#3
F#1
M99

이 프로그램들이 사용자 정의 G코드로 작동하게 하려면 팬욱 파라미터 두 개 변경(최신 팬욱 CNC 기준 예제에선 6051, 6052). 파라미터 6051=102, 6052=103 설정 후 CNC가 G102 보면 O9010, G103 보면 O9011 실행.

테스트용 예제 프로그램(커스텀 매크로 프로그램이라 관련 변수 쉽게 수정 가능). 실행 전 커터 반경 보상 형상 오프셋(D 레지스터, 이 예제에선 오프셋 1)에 밀링 커터 반경 값 설정 필수.

참고로 커터 반경 보상 오프셋 레지스터 값 0이면 공작물 표면 경로 사용. 사이클 타임은 오프셋에 커터 반경 값 입력 시와 거의 동일. 거리 차이는 커터 반경 보상 발동 명령 때만 모션 길이 관련. 이는 일정 윤곽 속도 정상 작동 확인.

O0041
(G41 / G102, 외부 원호)
#100=0.25 (코너 반경)
#101=10.0 (이송률)
#102=1.5 (X 길이)
#103=1.5 (Y 길이)
T01 M06
G40 G00 X-1.5 Y-.5
G43 H01 Z-0.5
G01 G41 D01 X0 F10.0
G01 Y[#103-#100] F#101
G102 X#100 Y#103 R#100
G01 X[#102-#100]
G102 X#102 Y[#103-#100] R#100
G01 Y#100
G102 X[#102-#100] Y0 R#100
G01 X#100
G102 X0 Y#100 R#100
G00 G40 X-1.5 Y-0.8
M30

G102가 G02처럼 X, Y, R로 프로그래밍됨. 로컬 변수 #24(X), #25(Y), #18(R) 적절 설정. O9010 호출해:

1. 로컬 변수 #1을 현재 활성 이송률로 설정(원호 이동 후 복원용)
2. G102 명령에 이송률 지정 시 #1 동일 설정
3. G102 포함 이송률 유지 보장
4. 현재 커터 반경 보상 오프셋 값 로컬 변수 #2에 저장
5. G41 조건 시 N5행부터 실행(외부 원호)
6. G42 조건 시 N10행부터 실행(내부 원호)
7. 커터 반경 보상 미발동 시 알람 발생
8. 해당 시 외부 원호 이송률 계산
9. 해당 시 내부 원호 이송률 계산
10. G02로 원호 명령 수행
11. 원호 이동 전 이송률로 복원

O9011 프로그램에도 거의 동일한 기법 적용.