CNC 제어 시스템이란 무엇인가요?
CNC 제어 시스템의 유형에 대해 논의하기 전에 먼저 CNC가 무엇인지 이해해 보겠습니다;
"CNC라는 용어는 컴퓨터 수치 제어의 약자로, 사람이 조작할 필요 없이 컴퓨터 소프트웨어에 의해 기계가 자동으로 작동하도록 제어하는 것을 의미합니다. 따라서 전체 프로세스를 제어하는 소프트웨어 및 하드웨어를 CNC 제어 시스템이라고 합니다." 알아보기 CNC 제조란 무엇인가요?.
CNC 기계는 주로 산업 분야에서 사용되지만 최근에는 필라멘트로 다양한 제품을 만드는 데 사용되는 3D 프린터의 형태로 젊은이들 사이에서 매우 유명해졌습니다.
CNC 제어 시스템은 작업자의 필요성을 최소화하지만 어느 정도까지는 기계에 따라 다르다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 어떤 기계는 때때로 사람의 도움이 필요한 반면 다른 기계는 모든 작업을 스스로 수행합니다.
CNC 제어 시스템의 유형
CNC 기계의 세계에서는 그 구조와 기능이 다양합니다. 자동차 차체 시트 구부리기, 제품 도색, 물건 들어올리기 및 넣기, 물건 압출, 볼트 조이기 등에 사용됩니다.
따라서 이러한 기계를 제어하는 데 사용되는 CNC 제어 시스템 또는 소프트웨어도 매우 널리 보급되어 있습니다. 그러나 모든 제어 시스템에 통합된 3가지 주요 매개 변수는 아래에 설명되어 있습니다;
- 피드백 루프 CNC 제어 시스템
- 모션 기반 CNC 제어 시스템
- 축 기반 CNC 제어 시스템 수
1. 피드백 루프 CNC 제어 시스템
가장 먼저 상식적으로 기계가 특정 작업이나 제품을 작업하려면 어떤 명령어(G코드 파일)를 통해 지시를 받아야 한다는 것입니다.
따라서 작업자가 기계 마더보드에 명령 파일을 입력하면 > 도구에 명령을 보내 이동과 속도를 제어합니다. 이제 루프 시스템이 개입합니다;
- 개방형 루프 시스템: 이 유형의 제어 시스템에서는 기계의 메인 마더보드에 몇 가지 지시를 내린 다음 마더보드가 기계의 고장, 일부 부품의 누락 등과 같은 기계의 상태를 알지 못한 채 기계 부품에 신호를 보냅니다. 개방형 루프 시스템에는 피드백 메커니즘이 없습니다.
- 폐쇄 루프 시스템: 이 제어 시스템에서는 G코드 파일이 마더보드에 전송된 후 마더보드가 기계로부터 피드백을 받은 다음 프로그램에서 실시간으로 조정하므로 최종 작업은 오류 없이 이루어집니다. 폐쇄 루프 시스템에는 아날로그/디지털 센서가 있어 작업 중 공구의 움직임과 속도를 계속 감시합니다.
2. 모션 기반 CNC 제어 시스템
따라서 G-코드 파일/명령이 기계에 어떻게 공급되는지, 루프 시스템이 이러한 명령을 암시하는 데 어떻게 도움이 되는지 파악해야 합니다. 이제 특정 작업에 대해 도구가 어떤 경로를 선택하는지 알아볼 차례입니다.
예를 들어 A 지점에서 B 지점 사이를 자르고 싶다고 가정할 때, 도구가 어떤 경로를 선택하느냐는 시스템에도 알려줘야 하기 때문입니다.
CNC 모션 기반 제어 시스템에는 두 가지 유명한 도구 경로가 있습니다;
- 컨투어링 경로: 이 제어 시스템에서는 시작점과 끝점 사이에 작은 점을 지정하여 기계가 미리 정의된 경로를 따라 필요한 모양과 정밀도를 제공합니다. 직선, 곡선, 불규칙한 점 등과 같은 모든 경로를 지정할 수 있으며 제어 시스템은 기계가 해당 경로를 따르도록 합니다. 코트 경로는 절단, 용접, 라우팅, 디스펜싱과 같은 복잡한 작업에 사용됩니다.
- 포인트 투 포인트: 이름에서 알 수 있듯이 포인트 투 포인트 제어 시스템에서는 G코드 파일에서 작업자가 시작점과 끝점을 정의하지만 공구가 선택하는 경로는 기계가 결정합니다(대부분 이 지점 사이의 최단 선). 포인트 투 포인트 시스템은 픽 앤 플레이스 및 디스펜싱과 같은 간단한 작업에 사용됩니다.
3. 축 기반 CNC 제어 시스템 수
따라서 CNC 제어 시스템이 마지막으로 관리해야 하는 것은 공구 헤드의 움직임과 때로는 공작물의 움직임입니다.
도구가 움직이는 축의 수에 따라 제어 시스템도 변경됩니다. 예를 들어
- 2축 제어 시스템: 이 모드에서는 공구가 X와 Y의 2축만 따라 이동합니다. 즉, 평면 표면에서 공구가 점 A에서 B(X축)로 이동한 다음 B에서 C(Y축)로 이동합니다.
- 2축 반축 제어 시스템: 이 모드에서는 도구가 2축 시스템과 동일하게 X축과 Y축을 이동하지만 수직축 Z도 추가로 이동합니다. 이 시스템에서는 Z축이 X축과 Y축을 따라 동시에 이동하지 않기 때문에 반축이라고 부릅니다.
- 3축 제어 시스템: 이름에서 알 수 있듯이 3축 제어 시스템에서는 수평 X축과 Y축, 수직 Z축이 동시에 작동할 수 있습니다.
- 4축 제어 시스템: X, Y, Z 축은 누구나 알고 있습니다. 4축 제어 시스템에서는 축 중 하나에 회전 또는 각도 이동 기능이 부여됩니다.
- 5축 제어 시스템: 마찬가지로 5축 제어 시스템에서는 세 축 중 두 축(X축 회전 = C축, Y축 회전 = B축, Z축 회전 = A축)을 따라 회전하면서 X, Y, Z축을 따라 이동할 수 있는 기능을 프로그램에 제공합니다.
기계의 축이 많을수록 복잡한 작업을 더 잘 처리하고 정밀한 제품을 만들 수 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다.
하지만 단점은 입력 프로그램이 복잡해지고 처리해야 할 부분이 많아진다는 점입니다. 더 자세한 내용은 3축과 5축의 차이점.
결론
간단히 말해, CNC 제어 시스템은 데이터 입력 루프 시스템과 공구가 이동하는 경로를 관리하고 다양한 축을 따라 움직임을 조정하는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로, 이 세 가지를 동시에 관리합니다.
또한 제어 시스템의 유형은 기계가 이 모든 작업을 수행하는 방식과 작업에 따라 제어 시스템이 얼마나 복잡한지를 나타냅니다. 예를 들어 개방형 또는 폐쇄형 루프를 사용하는지, 공구 경로가 윤곽선인지 점대점인지, 기계에 몇 개의 축이 있는지 등을 알 수 있습니다.