직접 수치 제어(DNC): 정의, 유형, 장단점 및 CNC와의 차이점

직접 수치 제어(DNC)란?

직접 수치 제어(Direct Numerical Control, DNC)는 분산 수치 제어(Distributed Numerical Control)라고도 하며, CNC 공작기계를 네트워킹하는 제조 업계 표준 용어입니다. 일부 CNC 컨트롤러는 메모리가 작아 복잡한 가공 프로그램(예: 자유곡면 가공)을 담을 수 없는데, 이때 별도 컴퓨터에 프로그램을 두고 한 블록씩 기계로 직접 전송합니다.

컴퓨터가 여러 대의 기계와 연결되면 필요에 따라 각 기계에 프로그램을 분배할 수 있습니다. 보통 컨트롤러 제조사가 DNC 소프트웨어를 제공하지만, 그렇지 않을 경우 서드파티 소프트웨어로 대체 가능합니다.

CAM 프로그램을 CNC 컨트롤러에서 실행하려면 DNC 네트워킹/통신이 필수적입니다. 유선 대신 무선 DNC도 쓰이며, 판금 가공 비중이 큰 자동차, 가전, 항공우주 산업에서 널리 활용됩니다.

DNC 가공의 이해

DNC는 제조 현장에서 한 대의 프로그래밍된 컴퓨터가 직접 연결된 여러 대의 기계를 제어하는 시스템입니다. 이 기계들은 CNC(컴퓨터 수치 제어) 기반이며, 실시간 데이터 기반으로 기계에서 데이터를 수집해 메인프레임으로 주기적으로 전송합니다. 운영자는 원격으로 메인프레임 컴퓨터를 제어합니다.

DNC에는 테이프 리더가 없습니다. 대신 컴퓨터 메모리에 저장된 여러 파트 프로그램을 기계로 전송합니다. 기계 컨트롤러의 메모리 부족으로 전체 프로그램을 저장 못 할 때, 별도 컴퓨터에 프로그램을 두고 명령을 직접 내려보냅니다.

DNC는 시스템 내 각 기계에 별도 지시를 내리도록 설계되어 있으며, 기계가 즉시 명령을 수행해야 할 경우 즉각 전송됩니다.

DNC 시스템의 기능

• 중앙 컴퓨터에서 연결된 모든 공작기계의 프로그램을 저장·편집
• 요청 시 저장된 프로그램을 해당 기계에 전송
• 공통 데이터베이스로 CAD와 CAM 통합
• 중앙 컴퓨터와 플랜트 컴퓨터(원거리라도) 간 네트워크 연결 제공

DNC 시스템의 유형

주요 두 가지 유형:

• BTR(Behind the Tape Reader) 시스템
• 특수 MCU(Specialized MCU) 시스템

1. BTR(Behind the Tape Reader) 시스템

컴퓨터가 일반 NC 컨트롤러 유닛에 직접 연결됩니다. 명령 지시 출처가 다를 뿐 기존 NC와 동작 원리는 같습니다.

컨트롤러 유닛은 두 개의 임시 저장 버퍼를 써서 DNC 컴퓨터에서 블록 단위 명령을 받아 기계 작동으로 변환합니다. 한 버퍼가 데이터 블록을 받는 동안 다른 버퍼가 기계에 제어 지시를 내보냅니다. 시스템 비용이 매우 낮음이 특징입니다.

2. 특수 MCU(Specialized MCU) 시스템

일반 컨트롤러 유닛을 특수 기계 제어 유닛(MCU)으로 교체합니다. 특수 제어 유닛은 기계와 컴퓨터 간 통신을 위해 전용 설계되었습니다. BTR 시스템보다 보간 정밀도와 금속 제거율의 균형이 더 우수합니다.

DNC의 장점

• 펀치 테이프와 리더 불필요
• 기계에서 다양한 리포트와 유용 데이터 수집 → 생산 성과 파악 용이
• 기계 중앙 집중 제어 구현
• 시간 관리 및 생산성 향상에 기여
• 파트 프로그램을 여러 컴퓨터 파일에 편리하게 저장
• 고차원 의사결정 지원
• 계산 능력 향상
• 경영정보시스템(MIS) 효과적 지원

DNC의 단점

• 구축 비용이 매우 비싸고 고도 자동화 구역 필요
• 중앙 제어 시스템이라 컴퓨터 장애 시 연결된 모든 기계 가동 중단

DNC와 CNC의 차이점

• DNC = 직접 수치 제어, CNC = 컴퓨터 수치 제어
• CNC는 원격 제어 불가, DNC는 원격 제어 가능
• CNC는 기계 지시를 전송, DNC는 정보를 제어·관리하며 다양한 컴퓨터에 분배
• CNC는 NC 기계 1대만 제어, DNC는 프로그래머로 여러 NC 기계를 요구사항에 따라 제어
• DNC 시스템은 기계에서 떨어져 설치 가능(기계 일체형 아님), CNC는 기계 일체형
• CNC는 처리 능력 낮음, DNC는 처리 능력 높음
• DNC는 테이프를 없애지 않음(? 원문 오타 추정: DNC didn't remove the tape → 실제론 DNC가 테이프 리더 불필요), CNC는 피드백 시스템
• DNC 유지보수 비용 낮음, CNC 유지보수 비용 높음
• CNC는 특정 공작기계 컴퓨팅 능력 증대, DNC는 장비 제어 + MIS 역할 겸함