CNC 기계는 오늘날 제조업에서 가장 중요한 기계 중 하나입니다. 현재 시장에 많은 CNC 기계 유형이 있으며, 작동 방식, 절삭 공구, 소재, 동시 가공 가능한 축 수에서 차이가 있습니다.
이 글에서는 CNC 기계 정의, 다양한 CNC 기계 유형, 최적의 CNC 기계 선택 방법을 제공합니다. 계속 읽으며 유용한 정보를 얻으세요.
CNC 기계는 부품과 제품 제조를 용이하게 하는 컴퓨터 제어 장치입니다. CNC 약자는 Computer Numerical Control(컴퓨터 수치 제어)에서 왔습니다. 이 기계는 금속, 목재, 플라스틱 등 소재로 부품 제작이나 수정을 더 쉽게 만듭니다. 게다가 구동/모션 시스템, 피드백 시스템, 명령 기능의 세 가지 주요 구성요소를 가진 자동화 시스템입니다.
CNC 기계는 CAD와 CAM 소프트웨어로 만든 디지털 지시에 따라 최적으로 작동합니다. CAD 소프트웨어가 설계를 만들고, CAM이 CNC 설계를 CNC 기계가 읽을 수 있는 G-코드로 변환합니다.
또한 자동화 처리 시스템 덕분에 수동 기계보다 부품 제조가 더 빠르고 정확한 경우가 많습니다.
아래는 CNC 기계 시스템에서 일반적으로 발견되는 요소 또는 부품들입니다.
밀링, 그라인딩, 드릴링부터 플라즈마 절단까지 다양한 CNC 기계 유형이 있습니다. 이 섹션에서는 CNC 기계 유형 목록과 용도, 적용 분야, 한계를 살펴봅니다.
CNC 밀링 기계 유형은 고속 절삭 공구로 공작물에서 소재를 제거해 요구 사양에 맞게 정밀하게 형상을 만듭니다. 밀링 머신 커터 유형은 다양하며 여러 기능을 수행합니다. 일반적인 예로 엔드밀, 리머, 페이스밀, 탭, 드릴 등이 있습니다.
하지만 가공 가능 크기는 기계를 수용하는 인클로저 크기와 절삭 공구가 이동할 수 있는 최대 거리에 따라 달라집니다.
CNC 선반 기계는 공작물 소재를 주축을 중심으로 회전시켜 작동합니다. 선반 절삭 공구가 공작물에서 소재를 제거해 필요한 형태로 만듭니다.
CNC 선반 기계는 스위스 가공, 드릴링, 너링, 터닝, 샌딩 등 다양한 작업에 적합합니다. 이 카테고리 CNC 기계는 자동차 부품, 캠샤프트, 크랭크샤프트, 악기, 총신, 야구 방망이, 가구 생산에 적용됩니다.
하지만 이 기계가 제품을 만드는 방식상 대칭 부품 제작에 더 적합합니다.
드릴링 기계는 대부분의 CNC 머신숍에서 볼 수 있는 가장 인기 있는 CNC 기계 중 하나입니다. 드릴링 CNC 기계는 드릴 비트 또는 드릴이라 불리는 특수 절삭 공구를 사용합니다. 나사, 심미적 요구사항, 2차 조립 목적으로 소재에 구멍을 뚫는 데 이상적입니다.
드릴링 CNC 기계는 자동차 제조, 항공우주, 조선, 금형 제작, 엔지니어링 기계, 가구 제작, 기타 목공에 적용됩니다.
주요 한계는 만들 수 있는 구멍 치수입니다. 특수 드릴 비트 없이는 충분히 깊거나 큰 구멍을 만들기 어렵습니다.
이 기계는 연삭 숫돌로 공작물에서 소재를 제거합니다. 그라인딩 기계 유형은 주로 샌딩, 연마, 마감용으로 기능합니다. 연삭 숫돌 소재는 세라믹 블렌드나 다이아몬드일 수 있습니다. 하지만 다이아몬드 연삭 숫돌이 고품질 2차 마감을 제공하는 경우가 많습니다.
하지만 이 CNC 그라인딩 기계는 공작물에서 소재를 매우 느린 속도로 제거합니다. 그래서 주로 마감이나 평활화 기계로 쓰입니다.
이 CNC 기계는 고도로 집중된 레이저 빔으로 제품이나 부품을 성형합니다. 레이저 빔은 소재 전도성과 관계없이 소재를 관통해 원하는 제품이나 형태를 만듭니다. 또한 레이저 절단 CNC 기계는 항공우주, 자동차, 의료 세 주요 산업에 적용됩니다.
하지만 레이저 절단 CNC 기계의 한계 중 하나는 2.75인치(약 70mm) 최대 절단 두께입니다.
CNC 플라즈마 절단 장치는 매우 정밀한 절단을 만듭니다. 공기를 이온화하고 전기 아크(플라즈마 토치와 유사)를 사용해 경로상 소재를 녹입니다. 전기 아크를 사용하므로 전도성 소재에만 작동합니다.
플라즈마 절단은 대형 산업과 취미용 숍에서 인기 있는 기계입니다. 산업 건설, 자동차 수리 및 복원, 스크랩 작업에 도움이 됩니다.
하지만 이 기계들은 소재를 녹이며 절단하므로 엄청난 열을 발생시킵니다. 이 열이 절단 소재 표면 마감에 영향을 미쳐 열영향부(HAZ)가 생기기 쉽습니다.
또 다른 한계는 절단 가능 소재 범위가 제한적이라는 점입니다. 금속과 기타 전도성 합금만 절단할 수 있습니다.
이 기계는 얇은 물줄기로 소재를 절단합니다. CNC 워터젯 절단은 어떤 소재든 절단할 수 있는 능력 덕분에 가장 적응력이 뛰어난 공정 중 하나입니다.
워터젯 절단 기계는 매우 다재다능해 고무, 가죽, 유리섬유, 기저귀, 회로 기판, 폼, 종이, 세라믹, 유리, 석재, 판금 등을 성형할 수 있습니다.
가장 큰 단점 중 하나는 워터젯 절단 속도가 다른 절단 대안보다 느리다는 점입니다. 이 느린 속도는 특히 곡선 절단과 코너에서 두드러집니다.
EDM은 전기 아크를 사용해 공작물에서 소재를 제거합니다. 플라즈마 커터와 유사하게 작동합니다. 게다가 이 기계는 비접촉 공정으로 부품을 생산하며 경도와 관계없이 가공합니다.
하지만 이 기계도 플라즈마 절단처럼 전도성 소재에서만 작동합니다. 즉, 세라믹, 목재, 플라스틱 등 전기를 전도하지 않는 소재는 이 기계로 가공할 수 없습니다.
CNC 라우터는 모든 소재의 평평한 표면에 다양한 형태와 패턴을 절단할 수 있습니다. CNC 라우터 기계는 악기, 간판, 문 조각, 몰딩, 내외장 장식 제작에 사용됩니다.
하지만 CNC 라우터 기계 전체 작동은 다양한 구성요소로 인해 꽤 시끄러울 수 있습니다.
이 CNC 기계는 4개 이상의 방향 또는 축으로 움직일 수 있습니다. 2축이나 3축 기계와 비교해 다축 가공은 더 복잡하고 더 정확한 부품을 생산합니다. 또한 머시니스트에게 더 큰 가공 유연성을 제공합니다. 이 카테고리 기계는 4축부터 12축 기계까지 다양합니다.
이 카테고리 기계는 2축, 3축 기계와 꽤 다르며 최적 작동을 위해 전문가 전문성이 필요한 경우가 많습니다.
3D 프린터는 디지털 파일을 사용해 3차원 고체 물체를 만듭니다. 이 글에서 논의한 다른 공정과 달리 3D 프린팅은 적층 제조 공정입니다. 소재를 서로 쌓아 올려 제품을 연속적으로 만드는 공정입니다.
하지만 이 CNC 장비 조달 비용과 이 공정으로 부품 제조 비용이 꽤 높습니다. 또한 3D 프린팅 속도는 느립니다. 특히 양산 공정에 사용할 때 그렇습니다.
ATC로도 알려진 이는 다양한 CNC 기계 유형의 변형입니다. 하지만 이 기계는 기계 절삭 공구를 자동으로 교체합니다. 이는 생산 속도를 높이고 리드타임을 줄입니다.
ATC는 두 가지 주요 이유로 이 교체를 수행합니다: 파손되거나 마모된 공구 교체, 잘못된 공구를 올바른 공구로 교체.
기계가 이동하는 축 수에 따른 다양한 CNC 기계 유형입니다.
가장 기본적인 CNC 시스템은 2축 CNC 기계입니다. 이 카테고리 기계는 X축(수평)과 Y축(수직)으로 움직입니다.
일반적으로 이 기계들은 정밀 직선 절단, 보드에 구멍 뚫기, 공작물 이동 없이 단일 표면 가공 등을 수행합니다.
가장 보편적인 CNC 기계 유형은 3축 기계입니다. 2축 기계처럼 이 카테고리 기계도 고정된 공작물에서 작동합니다. 이 기계들은 기본 부품을 2.5차원에서 가공할 수 있습니다. 3축 CNC 기계는 기존 X, Y축에 깊이용 Z축이 추가돼 움직입니다.
이 기계는 회전축인 A축과 X, Y, Z축을 가집니다. 이 축은 절삭 공구가 X축을 따라 회전할 수 있게 합니다. 컷아웃과 아크 절단에도 훌륭한 기계입니다.
5축 CNC는 회전과 피봇이 일어나는 C축이라 불리는 축을 따라 절삭 공구에 피봇팅 운동을 제공합니다.
이 기계들은 공작물이 고정된 상태에서 소재의 5개 면을 동시에 가공할 수 있어 복잡하고 정밀한 부품 생산이 가능합니다. 뛰어난 정확성 덕분에 의료 산업 장비 제작에 매우 유용합니다.
이 카테고리 CNC 기계에는 7개 축이 있습니다: 공작물 회전용 3개 기존 축, 절삭 공구 이동용 3개, 팔 회전용 1개(E축).
만들 수 있는 부품 복잡성 덕분에 이 기계들은 항공, 의료, 군수 장비를 자주 생산합니다.
5축 밀링 기계와 4축 선반 기계가 결합된 CNC 시스템이 9축 CNC 기계입니다. 선반이 공작물 내부 특징을 완성하고, 밀링 기계가 표면에서 필요 표면 마감을 달성합니다.
이 덕분에 9축 기계로 내부와 외부 부품 특징 생산이 더 쉽습니다. 치과 임플란트, 의료 기기, 정교한 항공기 장비 등을 이 장치로 생산할 수 있습니다.
12축 기계는 X, Y, Z, A, B, C축으로 움직일 수 있는 두 개의 절삭 헤드를 가집니다. 이 기계들은 생산 속도를 높이면서 정밀도를 몇 배나 높입니다.
아래는 이동 궤적에 따른 CNC 기계 시스템 유형입니다.
포인트 제어 시스템에서 CNC 기계 이동 구성요소는 가공 없이 한 지점에서 다른 지점으로만 정밀 제어됩니다. 동시 위치 지정이 필요 없다면 리버팅, 태핑, 스팟 용접, 드릴링에 사용할 수 있는 가장 비용 효율적인 시스템입니다.
연결된 두 지점 사이 이동 속도와 궤적을 제어하는 것 외에 CNC 기계 이동 구성요소를 한 위치에서 다른 위치로 정밀하게 배치하는 선형 제어 시스템.
평행 좌표축으로 이 제어는 직선 절단 운동을 보장합니다. 이 때문에 단순 CNC 밀링과 그라인딩 기계에 자주 적용됩니다.
윤곽 제어 시스템에서는 공작물이 프로그래밍된 궤적과 속도로 커터에 상대적으로 이동하며, 여러 피드 샤프트 움직임을 동시에 조정합니다. 이로써 이동 중 연속 절단이 가능합니다.
윤곽 제어로 평면 곡선이나 공간 표면 윤곽 가공이 더 쉬워집니다. CNC 그라인더, 밀링, 터닝 기계에 적용됩니다.
서보에 따른 CNC 기계 시스템 유형입니다.
개루프 제어 시스템에는 검출 및 피드백 장치가 없습니다. 구동 회로가 CNC 장치의 명령 신호를 증폭해 단방향으로 전달하면 스테핑 모터가 기계 테이블을 움직입니다.
개루프 제어 시스템 장점은 저렴한 가격으로 구매하기 쉽습니다. 단점은 정확도와 안정성이 낮아 작업 품질이 떨어집니다.
반폐루프 제어 시스템은 서보 모터 축 끝이나 볼스크류에 직접 설치된 각 변위 검출 장치로 작업대 실제 변위를 계산합니다.
이 장치는 계산값을 작업대 원래 명령 변위값과 비교하고 차이로 제어합니다. 이 시스템 가격은 보통이지만 정밀도와 안정성이 높습니다.
폐루프 제어 시스템은 기계 공구 이동 부품이나 테이블 위에 장착된 선형 변위 검출 장치를 사용합니다. CNC 장치의 비교기가 실제 변위를 발견해 프로그램 명령값과 비교합니다.
폐루프 제어 CNC 기계 안정성 제어는 꽤 어렵습니다. 하지만 이 기계는 높은 정밀도를 보장합니다.
회사에 이상적인 CNC 기계를 선택할 때 고려할 게 많습니다. 귀사에 적합한 CNC 기계는 운영 비즈니스 유형, 만드는 제품, 생산량에 따라 달라집니다. CNC 기계 선택 시 고려할 요소들입니다.
귀사 비즈니스 유형이 대안을 좁혀줍니다. 예를 들어 작은 CNC 머신숍이면 몇 대 CNC 라우터 기계만 필요할 수 있습니다. 반면 대규모 제조 회사를 운영하면 더 크고 다기능 기계가 필요할 겁니다.
CNC 기계도 다른 기계처럼 마모되거나 고장날 수 있습니다. 그래서 구매할 브랜드나 모델이 전문가들에 의해 빠르게 수리 가능하고 교체용 예비 부품이 접근 가능한지 확인하세요. 이유는 쉽게 구할 수 있는 부품이 생산 재개까지 대기 시간을 결정하기 때문입니다.
필요한 CNC 기계는 주로 수행 작업에 따라 달라집니다. 간단한 제품이면 CNC 선반이나 3축 밀링 기계로 충분할 수 있습니다. 하지만 복잡성이 커지면 대부분의 부품을 한 번 셋업으로 가공할 수 있는 기계가 더 저렴해집니다. 이런 작업에 최적인 기계는 5축 CNC 기계입니다.
또한 일부 제품 카테고리는 특수 CNC 장비를 요구합니다. 예를 들어 수천 개의 작고 복잡한 원통형 부품 생산에는 목적 제작된 스위스 선반이 훌륭합니다.
이 기계들은 많은 전력을 필요로 하며 최적 작동을 위해 3상 전력을 자주 사용합니다. 따라서 건물이 새 장비 가동에 충분한 전력을 받는지 확인하는 게 중요합니다. 현재 전력 사용량 확인도 가치 있습니다. 현재 모든 기계 가동 시 시설에 충분한 전력이 공급될 수 있지만, 새 CNC 추가로 사용량이 공급량을 초과할 수 있습니다.
가공되는 소재 유형은 CNC 기계 선택 시 필수 고려사항입니다. 기계는 정밀 부품을 단단한 합금에서 깎아낼 만큼 충분히 견고해야 합니다. 마일드 스틸 같은 부드러운 소재엔 필요 공차를 유지할 수 있는 정밀 기계를 고려할 수 있습니다.
CNC 기계는 대부분 단순한 과정이지만, 귀사 필요에 맞는 이상적인 기계를 선택하는 건 어려운 일이 될 수 있습니다. 또한 CNC 기계는 꽤 비싸서 마음에 드는 게 있어도 높은 초기 투자를 감당하기 어려울 수 있습니다.
하지만 대안이 있습니다. WayKen 같은 업계 제조업체에 CNC 가공 서비스를 아웃소싱할 수 있습니다. WayKen에는 단순한 3축 기계부터 모든 필요를 위한 다축 기계까지 다양한 CNC 기계가 갖춰져 있습니다. 전문 엔지니어 팀이 제품 복잡성과 상관없이 항상 귀사 제품 니즈를 처리할 준비가 되어 있습니다.
왜 기다리세요? 오늘 연락 주시면 귀사 CNC 프로젝트 작업을 시작하겠습니다.
CNC 기계는 비싼가요?
CNC 기계는 비싼 투자입니다. 하지만 높은 정밀도와 공차 수준으로 비용을 정당화합니다.
CNC 기계의 주요 구성요소는?
컴퓨터 수치 제어(CNC) 시스템은 세 가지 기본 구성요소로 이뤄집니다: 가공 장치(공작 기계라고도 함), 기계 제어 장치, CNC 소프트웨어(명령어 모음).
가장 흔한 CNC 기계 유형은?
CNC 밀링 기계는 태핑부터 터닝까지 다양한 용도가 있어 가장 흔한 CNC 기계 유형 중 하나입니다.
장비 유지 보수 및 수리
적층 제조는 단일 출력으로 부품 세트 제작이나 나사산 같은 복잡한 형상 구현이 가능하지만, 후자의 경우 플라스틱이라 변형돼 치수를 잃거나 파손될 수 있어 정기적인 조립용으로는 적합하지 않습니다. 3D 프린팅으로 특정 유형 부품을 만들 때 탈착 가능한 부품을 만들거나 대형 부품의 영구 결합을 보장하기 위해 강력한 결합이 필요한 경우가 많습니다. 전통 기술로 제조된 기계 부품이 적층 제조 부품의 지지대가 됩니다. 특히 부품 결합에서 인서트(Insert)가 두드러집니다. 인서트란? 출력 중 너트를 내장하는 대안으로 금속 인서트를 사
제조 현장, 해양 시추설비, 교통 교차로 등 산업 현장에서 강력한 연결성이 필요할 때 시스코는 가장 신뢰받는 파트너입니다. 2년 연속 시스코가 레이어 2/3 스위칭, 무선, 라우팅을 아우르는 산업 네트워킹 시장 점유율 1위를 차지했습니다. IHS에 따르면 시스코는 이 모든 카테고리에서 성장세를 보이는 유일한 주요 벤더입니다. 더 이상 어떤 네트워킹 솔루션이나 통하지 않는다 IoT 배포 데이터가 경쟁력을 좌우하지만, 규모, 보안, 복잡성이 진전을 가로막을 수 있습니다. IT 전문가들이 탄력적인 네트워크 기반을 구축하기 위해 점점 더
