CNC 프로그래밍 완전 정복: G-코드 vs M-코드

오늘날의 멀티태스크·멀티축 가공은 기계 프로그래밍 없이는 불가능합니다. 기계 프로그래밍 언어의 기초인 G-코드, M-코드, CAM을 살펴보고 G-코드 너머의 미래를 조망합니다.

오늘날 CNC 제조에서 기계 프로그래밍의 역할을 이해하려면 G-코드와 M-코드에 대한 기본 이해가 필요합니다.

"CNC 가공은 40~50년 역사를 가진, 우리 산업에서 새로운 공정이 아닙니다."라고 Atlantic Technical College 및 Technical High School의 강사 Kevin Finan은 말합니다. Finan이 제조와 가공을 가르칠 때, 먼저 학생들이 부품 도면을 이해하도록 합니다. 그 후 수동 가공을 배우고, G-코드와 M-코드를 사용한 CNC 가공, 그리고 CAM(Computer-Aided Manufacturing) 소프트웨어로 나아갑니다.

G-코드 명령과 M-코드: 차이점은?

G-코드 명령은 기계에 어느 부품을, 어떻게, 어디로 이동할지 지시하는 특정 문자와 숫자 조합의 집합입니다. 일반적인 G-코드 명령은 모든 기계에서 보통 동일합니다. 예를 들어:

• G0: 다른 위치로 급속 이동
• G1: 직선 절삭
• G2: 시계 방향 아크
• G3: 반시계 방향 아크

"이 코드들은 XYZ 좌표와 결합됩니다. 예를 들어 G0 명령은 기계를 지정된 위치로 급속 이동시킵니다."라고 Finan은 설명합니다.

"예전에는 학생들과 인턴들에게 코드를 암기시키곤 했지만, 저는 굳이 그렇게 하지 않습니다. 결국 사용하다 보면 자연스럽게 암기되고, 온라인과 머시니스트 핸드북에서 찾아볼 수 있기 때문입니다."라고 그는 덧붙입니다.

G-코드는 기계 컨트롤러에서 읽고 처리되어 헤드나 베드를 이동시켜 절삭 평면 내에서 절삭 작업을 수행합니다. 이들은 같은 프로그램에서 M-코드와 함께 작동합니다(M은 Miscellaneous의 약자).

M-코드는 쿨런트 흐름이나 칩 제거용 에어 컴프레서 같은 기계의 보조(비절삭) 기능을 제어합니다. 더 복잡한 밀턴 기계에서는 M-코드가 테일스톡에 전면 스톡에서 부품을 잡아 후면을 가공하도록 명령할 수도 있습니다.

G-코드 명령에서 CAM 시스템으로

"예전에는 이 G-코드를 손으로 작성했습니다."라고 3D Systems의 기술 마케팅 매니저 Chris MacBain은 말합니다. "프로그래머는 공구가 부품을 만들기 위해 무엇을 해야 할지(어떻게 이동할지, 어디서 절삭할지, 얼마나 빨리 절삭할지)를 상상하고, 그런 움직임을 G-코드와 M-코드로 구성된 텍스트 파일로 변환했습니다."

MacBain에 따르면 CNC 가공은 역사적으로 펀치 카드나 펀치 테이프에 입력된 이동 명령으로 시작되었습니다.

"컨트롤러(CNC 기계의 두뇌)는 카드나 테이프의 구멍을 읽고 적절한 동작을 수행했습니다."라고 그는 말합니다.

하지만 바쁜 공작기계 환경에서 종이 카드와 테이프는 찢어지거나 더러워지거나 분실되거나 순서가 뒤바뀌어 기계에 투입되어 스크랩 부품과 기계 충돌을 일으켰습니다. 결국 작업자가 기계 앞에서 직접 코드를 입력할 수 있는 전자 컨트롤러가 개발되었습니다.

"그러다 제조가 더 발전하고 3축·5축 가공이 등장하면서 손으로 G-코드를 작성하는 것이 거의 불가능해졌습니다. 그때 컴퓨터 지원 제조, 즉 CAM 시스템이 탄생했습니다."라고 MacBain은 말합니다.

CAM 시스템 프로그래밍으로 G-코드 명령 생성

"CAM 시스템은 부품의 CAD 모델을 가져다가 커터를 어디에서 절삭할지, 어떤 공구를 쓸지, 얼마나 빨리 이동할지, 어디서 시작하고 멈출지, 얼마나 많은 소재를 제거할지, 공구가 부품에 얼마나 가까이 접근한 후 절삭을 시작할지 등을 지정할 수 있게 합니다."라고 MacBain은 설명합니다. "G-코드 생성 과정을 크게 단축시킵니다."

CAM 시스템이 G-코드를 생성하기 전, 프로그래머는 기계가 부품을 만드는 방식으로 작동할 툴패스 시뮬레이션을 구축할 수 있습니다.

"예전 속담처럼 '쓰레기를 넣으면 쓰레기가 나온다'고, 이 기계는 무슨 일을 시키든 정확히 수행합니다."라고 MacBain은 말합니다. "공구에게 8인치 아래로 이동하라고 지시하면, 코드는 고정구나 부품 조각 같은 장애물이 있을 수 있음을 인식하지 못하지만, CAM 시스템은 실제로 버튼을 누르기 전에 공구가 무엇을 할지 미리 볼 수 있게 해줍니다."

MacBain은 CAM 소프트웨어를 컴퓨터가 이미지를 인쇄하는 데 필요한 특정 프린트 드라이버에 비유합니다. 이 드라이버를 포스트 프로세서라고 하며, CNC 기계를 움직이는 G-코드를 생성합니다.

"모든 컨트롤러가 같은 일반 G와 M 명령을 사용하지만, 그 순서, 간격, 숫자 표현 방식(앞자리 0 유무 등)은 기계마다 다릅니다."라고 MacBain은 말합니다. "각 프린터마다 특정 드라이버가 필요하듯, 각 CNC 기계마다 그 기계 전용 G-코드를 생성하는 다른 포스트 프로세서가 필요합니다."

CAM 시스템에서의 포스트 프로세싱 동작이 G-코드를 생성하고, 이는 네트워크나 플래시 드라이브를 통해 기계 컨트롤러에 전송됩니다. 파일은 기계에 전송되고, 작업자는 프로그램을 컨트롤러 모니터에 불러와 올바른 부품, 올바른 공구, 올바른 오프셋으로 실행되는지 G-코드를 확인합니다.

"그때 작업자는 필요시 코드를 수정할 수 있고, 기계가 프로그램을 실행할 준비가 되면 녹색 버튼을 눌러 프로그램을 실행하여 부품을 만듭니다."라고 MacBain은 말합니다.

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