CNC 선반 축(Axis) 완벽 가이드: 2축부터 5축까지

CNC 선반 축(Axis)이란?

먼저 CNC는 컴퓨터 수치 제어(Computer Numerical Control)를 의미하며, 프로그램된 컴퓨터 소프트웨어가 기계의 작동과 공구 운동을 제어하고 구동하는 시스템입니다. 선반은 가공할 원자재를 회전시켜 공구에 대고 절단하거나 형상을 만드는 기계입니다.

일반 선반은 2축 기계만을 의미합니다. 그러나 CNC 선반 기계, 즉 CNC 머시닝 센터는 제3축, 제4축, 심지어 제5축까지 갖춘 고급 선반입니다. 이 경우 2축 초과 CNC 회전 선반을 터닝 센터(turning center)라고도 부릅니다. CNC 선반 축은 이 컴퓨터 수치 제어 기계상의 축을 의미합니다.

CAD(컴퓨터 지원 설계) 소프트웨어를 통해 지침이 일련의 순차적 명령으로 전달되면, CNC 선반은 프로그래밍된 지시에 따라 축을 조작합니다. 물리적 조작을 위한 인력이 불필요해 CNC 머시닝 센터는 비용과 시간을 절감하고 정확도와 생산성을 향상시킵니다.

9개의 CNC 선반 축과 운동

CNC 머시닝 센터의 9개 축에는 선형 축인 X, Y, Z축, 회전 축인 A, B, C축, 그리고 X, Y, Z축에 각각 평행한 U, V, W축이 있습니다. XYZ 평면상에서 X축은 수직으로, Y축은 수평으로, Z축은 깊이 방향으로 작동합니다. Z축은 머시닝 센터의 주축과 정렬된 CNC 선반 축입니다. 일반적으로 X축은 좌우, Y축은 전후, Z축은 상하로 움직입니다. 제4축인 A축은 X축을 중심으로 180° 회전하는 축입니다. 마찬가지로 5축 머시닝 센터에서 B축과 C축은 각각 Y축, Z축을 중심으로 180° 회전합니다.

다축 CNC 선반 머시닝 센터

CNC 선반의 축 개수는 수행 가능한 금속 가공 유형, 달성 가능한 품질과 디테일, 가공 가능한 제품 위치를 결정합니다. 앞서 언급한 XYZ, ABC, UVW 축 중 2축 선반에는 X, Z축이 있고, 3축 선반에는 X, Y, Z축이 있으며, 4축 선반에는 X, Y, Z축에 X축 중심 회전 A축이 추가됩니다. 5축 선반에는 X, Y, Z축에 X, Y, Z축 중심 회전 A, B, C축이 있습니다. 다음은 2축, 3축, 4축, 5축 머시닝 센터 소개입니다.

● CNC 2축 선반 (2 Axis Lathes)

표준 2축 선반은 X, Z축을 가지며, 작업자는 공작물 내외경을 회전 가공할 수 있습니다.

● CNC 3축 선반 (3 Axis Lathes)

3축 선반에서는 공작물이 같은 위치에 고정된 상태에서 절삭 공구가 XYZ 평면을 따라 소재를 가공합니다. 상세한 디테일과 깊은 절삭이 필요하지 않은 공작물에 적합하며, 밀링, 홀 드릴링, 금속 부품 모서리 절단 등에 활용됩니다.

● CNC 4축 선반 (4 Axis Lathes)

3축 선반에 추가 회전 운동인 A축이 더해진 유형입니다. 제4축이 부품을 자동으로 반대쪽으로 회전시켜 절삭 공구가 소재를 제거할 수 있게 합니다. 이 기능은 양면 홀 드릴링 또는 절단, 연속·간헐적 절단, 표면 인그레이빙이 필요한 제품에 매우 적합합니다.

● CNC 5축 선반 (5 Axis Lathes)

금속 부품을 5면에서 동시에 자동 이동 가공할 수 있어 단일 부품을 한 번에 5면 모두 가공할 수 있습니다. 작업자는 기본 X, Y, Z축과 함께 A, B, C 회전 축 중 두 개를 선택해 작업을 조작할 수 있습니다. 훨씬 복잡한 움직임을 위해 더 많은 CNC 프로그래밍 지침과 준비 시간이 필요합니다. CNC 5축 선반은 고품질 표면 마무리, 복잡한 형상 절단, 고정밀도, 다수의 산업 응용 분야에 빠른 생산을 제공합니다. 예를 들어 항공우주, 조선, 자동차 및 밀링, 레이저 절단, 워터젯 절단 같은 산업 제조 분야에서 널리 사용됩니다.