NC 가공 이해: 정의, 공정 및 주요 이점

NC 가공이란?

수치 제어(컴퓨터 수치 제어, 일반적으로 CNC라고 함)는 컴퓨터를 통해 가공 공구(드릴, 선반, 밀링 머신, 3D 프린터 등)를 자동으로 제어하는 것입니다.

CNC 기계는 코딩된 프로그래밍된 지침을 따라 수동 조작자가 가공 작업을 직접 제어하지 않고 금속, 플라스틱, 목재, 세라믹, 복합재 등 공작물 재료를 사양에 맞게 가공합니다.

CNC 기계는 모터 구동 조작 가능 공구이자 종종 모터 구동 조작 가능 플랫폼으로, 특정 입력 지침에 따라 컴퓨터로 제어됩니다. 지침은 G-코드, M-코드 같은 기계 제어 지침의 순차적 프로그램 형태로 CNC 기계에 전달되어 실행됩니다.

프로그램은 사람이 작성하거나, 더 자주 그래픽 컴퓨터 지원 설계(CAD) 소프트웨어 및/또는 컴퓨터 지원 제조(CAM) 소프트웨어에 의해 생성됩니다. 3D 프린터의 경우 인쇄할 부품이 "슬라이스"된 후 지침(또는 프로그램)이 생성됩니다. 3D 프린터도 G-코드를 사용합니다.

CNC는 수동으로 제어해야 하는 비컴퓨터화 가공(예: 핸들 휠이나 레버 같은 장치 사용) 또는 사전 제작된 패턴 가이드(캠)에 의한 기계적 제어에 비해 큰 발전입니다. 현대 CNC 시스템에서는 기계 부품의 설계와 제조 프로그램이 고도로 자동화됩니다.

부품의 기계적 치수는 CAD 소프트웨어로 정의된 후 컴퓨터 지원 제조(CAM) 소프트웨어로 제조 지침으로 변환됩니다. 결과 지침은 "포스트 프로세서" 소프트웨어에 의해 특정 기계가 부품을 생산하는 데 필요한 특정 명령으로 변환된 후 CNC 기계에 로드됩니다.

특정 부품은 여러 다른 공구(드릴, 톱 등)를 요구할 수 있으므로 현대 기계는 종종 여러 공구를 단일 "셀"로 결합합니다. 다른 설치에서는 외부 컨트롤러와 인간 또는 로봇 조작자가 부품을 기계 간에 이동시키는 여러 다른 기계를 사용합니다.

어느 경우든 모든 부품을 생산하는 데 필요한 일련의 단계가 고도로 자동화되어 원래 CAD 도면과 거의 일치하는 부품을 생산합니다.

NC 기계란?

수치 제어는 숫자, 문자, 기호가 작업을 제어하는 프로그래밍 가능한 자동화 형태로 정의됩니다. 이 지침은 특정 작업을 수행하도록 설계됩니다. NC 기계는 각 작업에 대해 프로그램을 변경할 수 있는 능력이 있습니다. 즉, 작업이 변경되면 프로그램 지침도 변경됩니다. 생산 설비를 수정하는 것보다 프로그램 지침을 변경하는 것이 더 쉽습니다. 이 유연성은 전체 생산 비용을 절감합니다.

NC 시스템의 종류

NC 시스템의 두 가지 주요 유형은 다음과 같습니다:

1. 포인트 투 포인트(PTP) 시스템

PTP는 구성 요소의 위치만 제어하는 NC 시스템입니다. 이 시스템에서는 공작물에 대한 구성 요소 움직임의 경로가 제어되지 않습니다. 서로 다른 위치 간 이동은 기계 공구에 허용되는 이송 속도로 최단 경로를 따라 수행됩니다.

2. 윤곽 제어 시스템

윤곽 제어 NC 시스템은 위치뿐만 아니라 구성 요소 움직임, 즉 원하는 위치 사이의 이동 속도와 프로그래밍된 경로도 제어할 수 있습니다.

수치 제어 기술의 응용

수치 제어 기술은 금속 절단, 자동 제도, 스폿 용접, 프레스 작업, 조립, 검사 등 다양한 생산 작업에 응용됩니다. 그러나 NC는 주로 금속 가공 작업에 주요 응용을 찾습니다. 거의 모든 금속 제거 공정을 수행하도록 제작됩니다. (금속 가공 예: 터닝, 톱질, 그라인딩, 밀링, 드릴링, 보링).

수치 제어 기계가 가장 적합한 생산 작업은 다음과 같습니다.

• NC 기술은 가공 공정 시퀀스/시리즈에 적합합니다.
• 작업 형상이 복잡하고 비쌉니다. 공정 실수로 인한 손실이 큽니다.
• 향후 엔지니어링 설계 변경이 예상됩니다.
• 대량 금속 제거가 필요합니다.
• 작업 부품에 100% 검사가 필요합니다.
• 작업 부품에 엄격한 공차가 있어야 합니다.
• 가공 시 많은 작업이 필요합니다. 소량 로트 크기로 자주 배치 처리됩니다.

NC 기계의 장점

• 더 큰 제조 유연성. NC는 엔지니어링 설계 변경과 생산 일정 변화에 쉽게 적응할 수 있습니다.
• 제조 리드 타임 단축. 작업이 NC로 쉽고 빠르게 설정됩니다.
• 비생산 시간 단축. 복잡한 가공의 경우 NC가 비생산 시간 단축에 도움이 됩니다. 빠른/자동 공구 교환, 빠른 설정, 공작물 취급 시간 단축 때문입니다.
• 픽스처 필요성 감소. NC 작업에 필요한 픽스처는 NC 테이프가 지그와 픽스처 대신 위치를 결정하므로 더 단순하고 저렴합니다.
• 재고 감소. 설정 횟수 감소와 리드 타임 단축의 결과입니다.
• 품질 관리 개선. 사람의 실수 위험이 없습니다. 높은 정밀도로 부품을 생산합니다. 검사 인시도 줄여줍니다.
• 작업자 안전성 향상.
• 스크랩 감소. NC 기계의 높은 정밀도가 스크랩 재료를 줄이는 데 도움이 됩니다.
• 바닥 공간 요구 감소. 한 대의 NC가 다양한 작업을 수행할 수 있어 여러 기존 기계를 대체합니다.

NC 기계의 단점

• 높은 투자 비용 및 유지보수 비용. 가장 복잡하고 정교한 기술은 기존 기계보다 비용이 더 많이 듭니다.
• 숙련된 작업자 필요. NC 인력 발굴 및 교육을 고려해야 합니다.
• 펀치 테이프의 찢어짐과 마모, 신뢰성 낮은 펀치 테이프 구성 요소.
• 펀치 테이프의 파트 프로그래밍 실수.
• 최적의 이송과 속도 없음. 기존 NC 기계는 작업 중 절삭 속도와 이송을 변경할 옵션을 제공하지 않습니다.