CNC 효율 극대화: 전문가가 알려주는 5가지 G코드 팁

최근 이 칼럼들은 G코드 프로그램 생산성에 기여하는 요소들—일관성, 호환성, 사용 편의성, 안전성—에 초점을 맞췄습니다. 프로그램을 이러한 측면에서 개선하면 보통 가공 효율이 향상됩니다. 즉, 프로그램을 더 일관성 있고 호환 가능하게, 사용하기 쉽고 안전하게 만들면 기계와 운영자 모두 자연스럽게 더 생산적이 됩니다.

하지만 효율성 면에서는 조심해야 합니다. 효율을 높이는 조치가 가공을 더 어렵고 위험하게 만들 수 있습니다. 기계를 다루는 사람의 숙련도를 높이면 이도 받아들일 수 있는 결과일 수 있습니다. 더 높은 숙련도는 CNC 사용자가 더 복잡한 작업을 안전하게 수행할 수 있게 합니다.

그렇지만 여기서는 사용성이나 안전을 희생하지 않으면서(대부분) 효율을 높이는 G코드 프로그래밍 기법에 집중하겠습니다. 물론 가공, 지그, 절삭 공구 개선으로 프로그램 실행 시간을 줄이는 방법은 무수히 많습니다. 하지만 여기서는 프로그램을 재구성해 더 빨리 실행되게 하는, 비용이 들지 않는 기법들에 집중합니다.

내 모든 생산성 칼럼과 마찬가지로, 독자들이 자신의 CNC 환경을 돌아보고 최적화할 방법을 찾도록 영감을 주는 게 목적입니다. 제 제안들을 출발점으로 삼으십시오.

최단 거리 이동

가능하고 안전하다면, 비절삭 명령 중 가능한 많은 축이 동시에 움직이게 하십시오. 여기에는 접근, 후퇴, 가공 면에서 다른 가공 면으로 공구가 이동하는 동작이 포함됩니다. 다만 머시닝 센터 프로그램에서 접근 시, 운영자가 X/Y축 이동 다음 Z축 이동을 보는 데 익숙하다면, 공작물 표면 0.1인치(2.5mm) 이내에서 모든 축이 동시에 움직이는 걸 불안해할 수 있습니다. 그렇다면 Z축으로 공작물 표면 위 1.0인치(25.0mm)까지 먼저 올린 뒤, 나머지 거리를 Z축 급이송으로 이동하십시오.

M코드 내재화(Internalize M Codes)

가능할 때마다 이동 명령에 M코드를 포함시키십시오. 스핀들 켜기/끄기, 쿨런트 켜기/끄기가 해당됩니다. 이렇게 하면 M코드 활성화 시간이 이동 소요 시간 내부에 포함됩니다(또는 그 반대). 이는 한 명령에 하나의 M코드만 허용하는 기계에서 특히 중요합니다. 이런 기계에서는 기계 제조사가 추가 M코드를 제공하지 않는 한 스핀들과 쿨런트를 동시에 켜거나 끌 수 없습니다.

자동 공구 교환장치(ATC) 효율적 프로그래밍

상식일 수 있지만 몇 가지 상기사항:

• 공구가 공구 교환 위치로 이동할 때 M19(스핀들 방향 고정)를 포함시키십시오. 공구 교환 암의 키와 공구 홀더의 키웨이가 이동 중에 정렬됩니다.
• 듀얼 암 ATC의 경우, 공구 교환 직후 다음 공구의 T코드를 지정해 다음 공구를 미리 준비시키십시오.
• 가공 사이클이 짧으면 공구들을 공구 교환 매거진에 연속으로 적재하십시오.

일정 면속도(Constant Surface Speed) 주의

터닝 센터에서 일정 면속도가 비효율적으로 프로그래밍되면 공구 교환 시 스핀들이 감속했다 가속하는 현상이 나타납니다. 이는 스핀들이 감속/가속하는 데 인출/접근 이동보다 더 오래 걸리기 때문에 프로그램 실행 시간이 늘어납니다. 스핀들 구동계에 불필요한 마모를 주고 전기도 낭비합니다.

연속된 공구가 일정 면속도를 사용할 때 해결법:

• 공구가 터렛 인덱스 위치로 인출되는 동안 일시적으로 RPM 모드를 선택하고 다음 공구의 접근 위치 RPM을 지정하십시오. 스핀들이 감속하지 않아 시간을 절약합니다.
• 터렛을 인덱싱하고 새 공구의 접근 위치로 이동 명령을 내리십시오.
• 다시 일정 면속도 모드를 선택하십시오. 스핀들이 이미 적정 RPM으로 돌고 있으므로 속도가 변하지 않습니다.

눈에 띄는 정지(Noticeable Pauses) 찾기

프로그램 실행 중 기계가 멈추는 원인을 분석하고 제거하십시오. 공구 교환 중 정지가 있다면 매거진이 아직 다음 공구로 회전 중인 것입니다. 공구를 매거진에 연속 배치하십시오. 공구는 교환됐는데 첫 이동 전 지연이 있다면 기계가 스핀들 레인지를 바꾸고 있는 것입니다. 스핀들 레인지 전환 임계점을 파악하고, 같은 레인지를 쓰는 공구들을 연속으로 배치하십시오.

펙 드릴링 사이클(G73/G83)에서 펙 사이 정지 시간이 길다면 파라미터 값을 줄이십시오. G73은 0.005인치, G83은 0.04인치가 적당합니다. 펙 사이 후퇴량을 제어하는 파라미터인데, 대부분 기계 제조사가 매우 보수적으로 설정해 둡니다.