CNC 프로그래밍 & 가공법

제 1 장 CNC 공작기계의 일반

1. NC 공작기계 개론 13

1-1 NC 공작기계의 역사 13
1-2 NC의 개요 13
1-3 NC 공작기계의 구성 14
1-4 NC의 정보처리 14
1-5 NC의 서보기구 14
1-6 NC 공작기계의 좌표축 15
1-7 NC 공작기계의 종류 17
1-8 NC 가공의 특성 17
1-9 NC의 현황 17

2. CNC의 기본원리 18
2-1 NC의 종류 18
2-1-1 절삭 제어방식 18
2-1-2 아날로그와 디지털 방식 18
2-1-3 펄스분배방식 19
2-1-4 구동방식 21
2-2 CNC와 DNC 21
2-2-1 CNC 21
2-2-2 DNC 21
2-3 FMS 22

3. NC 테이프 23
3-1 NC 테이프 규격 23
3-2 NC 테이프 코드 24
3-2-1 EIA코드 24
3-2-2 ISO코드 25
3-3 패리티 체크 27

4. NC프로그래밍의 기본요소 27
4-1 NC프로그램의 의미 27
4-2 NC가공을 위한 공정계획 27
4-3 수동 프로그래밍의 기초 27
4-4 2차원 자동 프로그래밍의 기본개념 28
4-5 프로그램의 구성 29
4-5-1 어드레스 29
4-5-2 단어 29
4-5-3 블록 29
4-5-4 프로그램 30
4-5-5 프로그램 번호 30
4-5-6 전개번호 30
4-5-7 지령절 선택 도약 31
4-6 절대좌표와 증분좌표 31
4-7 제어축 31
4-8 최소 설정단위 32
4-9 좌 표 계 32
4-9-1 기계 좌표계 32
4-9-2 가공물 좌표계 32
4-9-3 지역 좌표계 33

5. NC의 주요기능 34
5-1 준비기능 (C) 34
5-2 보조기능 (M) 39
5-3 이송기능 (F) 42
5-4 주축기능 (S) 42
5-5 공구기능 (T) 43

6. NC 공작기계의 주요 기본동작 44
6-1 위치결정 44
6-2 직선보간 45
6-3 원호보간 46
6-4 헬리컬 보간 48
6-5 휴 지 49
6-6 자동 기준점 복귀 49
6-6-1 기준점 복귀 체크 49
6-6-2 기준점에 자동복귀 49
6-6-3 기준점으로부터의 자동복귀 50
6-6-4 제2, 제3, 제4기준점 복귀 50

제 2 장 CNC 선반의 프로그램&운전법

1. CNC 선반의 수동 프로그래밍 51
1-1 CNC 선반의 구조 51
1-1-1 구동모터 51
1-1-2 주툭대 52
1-1-3 공구대 52
1-1-4 유압척 54
1-1-5 심압대 54
1-1-6 조작반 54
1-2 입력양식 55
1-3 프로그램의 원점 56
1-4 좌표계 설정 57
1-5 절대 & 증분좌표 프로그래밍 57
1-6 이송량 지령 57
1-7 원주속도 제어 58
1-8 공구 기능 59
1-9 선반용 보조기능 60
1-10 선반용 준비기능 60
1-10-1 직선보간 61
1-10-2 원호보간 62
1-10-3 자동면취와 코너R 가공 64
1-10-4 나사절삭 66
1-10-5 제2원점 복귀 67
1-10-6 고정 사이클 68
1-10-7 복합 반복 사이클 74

2. 자동 프로그래밍 86
2-1 선삭용 공구 정의문 86
2-1-1 일반공구의 정의 87
2-1-2 나사가공 공구의 정의 87
2-1-3 홈가공 공구의 정의 87
2-2 선삭 운동 정의문 88
2-2-1 가공 시작점의 정의 88
2-2-2 절대좌표 위치결정 정의 88
2-2-3 증분좌표 위치결정 정의 89
2-2-4 윤곽운동 89
2-3 영역가공 정의문 90
2-3-1 가공조건의 정의 90
2-3-2 가공영역의 정의 90
2-3-3 황삭가공의 실행 93
2-3-4 정삭가공의 실행 96
2-3-5 홈가공의 실행 101
2-3-6 나사가공의 실행 103

3. CNC 선반의 공구보정 및 공구선정 117
3-1 공구 인선반경 보정 117
3-1-1 가상인선 보정 118
3-1-2 가공위치와 이동지령 119
3-1-3 공구 인선반경 보정지령과 취소 120
3-2 고정 사이클에서의 공구인선 보정 121
3-3 복합 반복 사이클에서의 인선 보정 121
3-4 공구 길이 보정 122
3-4-1 공구 길이 보정개념 122
3-4-2 공구 길이 보정방법 122
3-5 선삭 공구 선정 124
3-5-1 선삭 공구의 형상 124
3-5-2 절삭 공구 재종과 선정기준 125
3-5-3 절삭 공구의 특성 126
3-5-4 선삭 공구의 인선형상과 그 영향 127
3-5-5 칩 브레이커의 기본 선택방법 128
3-5-6 선삭 인서트의 규격 선정법 129
3-5-7 선삭 Tool Holder 규격 선정법 129
3-5-8 보링바 규격 선정법 134
3-5-9 선삭용 카트리지 규격 선정법 135

4. CNC 선반의 운전법 136
4-1 전원의 공급과 차단 136
4-1-1 전원의 공급 136
4-1-2 전원의 차단 137
4-2 MDI/CRT 패널 137
4-2-1 표준 MDI /CRT 패널 137
4-2-2 14'' 컬러 MDI/CRT 패널 137
4-2-3 MDI/CRT 패널 키(Key) 138
4-2-4 기능 선택 키 138
4-2-5 장 선택 키 139
4-3 조 작 반 141
4-4 테이프 리더 142
4-5 수동 운전 143
4-5-1 수동 원점 복귀 143
4-5-2 조그 이송 144
4-5-3 핸들 이송 144
4-6 자동 운전 145
4-6-1 운전 모드 145
4-6-2 NC테이프 운전 145
4-6-3 메모리 운전 145
4-6-4 NDI 운전 146
4-6-5 프로그램 선택 146
4-6-6 자동운전의 실행 146
4-6-7 자동운전 정지 146
4-7 시험 운전 147
4-7-1 기계고정 147
4-7-2 공 운전 147
4-7-3 단일 지령절 운전 147
4-8 안전 기능 148
4-8-1 비상정지 148
4-8-2 행정한계 148
4-9 기타 기계 기능 148
4-9-1 기어단 결정 및 주축 회전속도 제어 148
4-9-2 공구교환 및 공구길이 측정 148
4-9-3 키 스위치 149
4-10 프로그램의 입력과 편집 149
4-10-1 준비사항 149
4-10-2 프로그램의 입력 149
4-10-3 프로그램의 편집 150
4-10-4 백 그라운드 편집 150
4-11 시작점 찾기 151
4-11-1 MDI 입력에 의한 시작점 설정 151
4-11-2 프로그램상의 시작점 찾기 151
4-11-3 기계 원점을 시작점으로 이용하는 방법 152

제 3 장 CNC 머시닝 센터의 프로그램 & 운전법

1. 머시닝 센터의 수동 프로그래밍 153
1-1 CNC 머시닝 센터의 구조 153
1-1-1 주축 모터 153
1-1-2 자동 공구교환 장치 153
1-1-3 공구 매거진 154
1-1-4 테이블 155
1-1-5 자동 팰릿 교환장치 155
1-1-6 축 구동 서보모터 155
1-2 좌 표 어 155
1-2-1 제 어 축 156
1-2-2 죄표축과 운동기호 156
1-3 최소 설정 단위와 최대 지령치 156
1-3-1 최소 설정 단위 156
1-3-2 최대 지령치 156
1-4 프로그램 원점 157
1-5 좌표계와 출발점 157
1-6 절대좌표 지령과 증분좌표 지령 157
1-7 절삭 이송속도 158
1-8 주축기능, 공구기능, 보조기능 158
1-8-1 주축기능 158
1-8-2 공구기능 158
1-8-3 보조기능 158
1-9 머시닝 센터용 준비기능 159
1-9-1 보간기능 160
1-9-2 나사절삭 162
1-9-3 보정량의 프로그램에 의한 입력 163
1-9-4 공구보정 기능 164
1-9-5 고정 사이틀 기능 171
1-9-6 보조 프로그램의 실행 177
1-9-7 사용자 매크로 179

2. 자동 프로그래밍에 의한 윤곽가공 184
2-1 점군에 관한 문 184
2-1-1 점군의 정의 184
2-1-2 점군상 점의 정의 189
2-1-3 점군에 위치결정 운동의 실행 190
2-2 사이클 명령문 191
2-2-1 사이클 명령 192
2-2-2 사이클 명령 예제 192
2-3 점열접속에 관한 문 195
2-3-1 점열접속곡선의 정의 195
2-3-2 점열접속곡선에 관한 운동 196
2-4 머시닝 센터용 파트 프로그램의 응용 199

3. 3차원 형상의 가공 205
3-1 2차원과 2 1/2차원 및 3차원 205
3-2 3차원 가공 207
3-3 기하학적 3차원 형상의 정의 208
3-4 3차원 운동에 관한 문 209
3-4-1 부품면의 지정 210
3-4-2 구동면과 정지면 211
3-4-3 허용오차의 지정 211
3-4-4 스타트업 지정 211
3-4-5 윤곽 운동 212

4. 3차원 자유곡면의 프로그래밍 218
4-1 3차원 자유곡면 218
4-2 DIE-II 곡면의 형성 218
4-3 자유곡면의 분류 220
4-4 자유곡면 파트 프로그래밍 방법 222
4-4-1 프로그래밍을 위한 준비 223
4-4-2 자유곡면 파트 프로그래밍 224
4-5 3차원 형상가공 연습문제 234

5. CNC 머시닝 센터의 공구보정 및 공구 선정 239
5-1 공구 옵셋 239
5-1-1 공구길이 보정 239
5-1-2 공구경 보정 239
5-1-3 기계에서의 공구길이 측정 241
5-2 밀링 공구의 선정 242
5-2-1 밀링 공구의 형상 242
5-2-2 밀링의 절삭조건과 공구선정 244
5-3 머시닝 센터의 Tooling System 245
5-4 밀링 Insert의 규격 선정법 245
5-5 생크와 풀 스터드 248

6. 머시닝 센터의 운전법 249
6-1 조작반의 기능 249
6-2 테이프 리더 (Reel 부착용) 250
6-3 운 전 253
6-3-1 워밍 업 253
6-3-2 운전 개시 253
6-3-3 수동 운전 254
6-3-4 자동 운전 255

제 4 장 자동 프로그래밍 장치

1. NC언어와 파트 프로그래밍 257
1-1 NC테이프 자동작성장치의 출현 257
1-2 NC 테이프의 자동작성순서 258
1-3 NC언어 259
1-4 메인 프로세서와포스트 프로세서 260

2. NC 자동 프로그래밍의 기초 261
2-1 일반규약 261
2-2 변수 정의문 264
2-3 도형 정의문 269
2-3-1 점의 정의 271
2-3-2 직선의 정의 277
2-3-3 원의 정의 284
2-4 운동 정의문 294
2-4-1 운동 평면의 정의 295
2-4-2 공구 정의 295
2-4-3 공구의 위치 지정 295
2-4-4 가공여유 정의 296
2-4-5 가공 시작점의 정의 296
2-4-6 운동방향의 지정 296
2-4-7 위치결정 운동의 실행 297
2-4-8 윤곽운동의 실행 299
2-5 NC지령 데이터에 관한 문 309
2-5-1 NC공작기계와 운전조건 지령 309
2-5-2 절삭이송속도 지령 309
2-5-3 급속이송 지령 309
2-5-4 전개번호의 자동 삽입 310
2-5-5 선택적 블록 도약 코드의 자동 삽입 310
2-5-6 NC지령 테이프 이송 310
2-5-7 문자열의 삽입 310
2-5-8 특정코드를 출력하는 지령 311
2-5-9 공구길이 보정 312
2-5-10 공구 보정 312
2-5-11 가공물 좌표계를 선택하는 지령 313
2-6 제어 명령문 313
2-6-1 FAPT Plate 314
2-6-2 매크로 명령문 315
2-6-3 분기 명령 316
2-7 카피 명령문 316
2-7-1 매크로에 의한 카피 명령 316
2-7-2 문번호에 의한 카피 명령 318

3. 자동 프로그래밍 장치 (P/G)의 운전법 322
3-1. 전원 공급 322
3-2 System Loading 322
3-3 FAPT Plate 323
3-4 키보드를 사용하는 방법 324
3-5 파트 프로그램을 키보드로 입력하는 방법 324
3-6 R키 324
3-7 프로그램 수정 방법 324
3-8 커서를 이용한 프로그램 수정 방법 325
3-9 화면상의 Graphic 표시 설정 조건 변경 325
3-10 화면상에서 Graphic 만 확대 축소 325
3-11 NC테이프 작성 326
3-12 파트 프로그램의 출력 326
3-13 파트 프로그램의 입력 326
3-14 FD에 저장된 File 이름을 찾는 방법 327
3-15 화면표시 및 프린트 내용의 변경 327

<< CNC 프로그램 종합연습 >>

1. CNC 선반 328
2. CNC 머시닝 센터 339
3. 자동 프로그래밍 344
4. CNC 선반 및 머시닝 센터 응용문제 346

부록

1. 절삭공구 349
(1) 절삭 공구재의 종류 349
(2) 초경 공구의 분류 349
(3) 공구 재료별 물성치 및 특성 350
(4) Cermet 재종 비교 350
(5) 초경 공구의 비교 351
(6) 피복 초경 공구의 비교 351

2. 선삭공구 홀더의 규격 353
(1)인서트의 고정방식 353
(2) 사용 인서트의 형상 353
(3) 여유각 353
(4) Holder 스타일 354
(5) 공구의 Version 354
(6) Shank의 높이와 폭 354
(7) 공구의 길이 및 내접원의 직경 355

3. 선삭공구 Insert의 표시법 355
(1) 인서트의 형상 356
(2) 여유각 356
(3) 내접원과 두께의 허용오차 356
(4) 인서트의 칩 브레이커 형상 357
(5) 내접원 직경과 절삭날 길이 357
(6) 인서트의 두께 358
(7) 인서트의 노즈 358

4. 선삭의 테이터 및 공구선정 359
(1) 선삭의 절삭조건 359
(2) Rake각의 추천 359
(3) 절삭속도의 환산도 360
(4) 가공재에 따른 인서트 형상의 추천 360
(5) 표면조도에 따른 공구반경 추천 361
(6) 각종 기계가공에서의 표면 거칠기 361

5. 밀링( 머시닝 센터) 공구의 선정 362
(1) 탄소강의 최적 공구 Grade의 선정 362
(2) 합금강의 최적 공구재종 362
(3) 밀링 절삭의 공구재 362
(4) 밀링 커터의 경사각 추천 363

6. 밀링 (머시닝 센터)의 절삭조건 363
(1) 엔드 밀 363
(2) 드 릴 364
(3) FACE 커터 366
(4) 리 머 366
(5) 탭 366

7. NC기계 작동표 367
(1) FANUC 6T/6M 작동 369
(2) FANUC 11T /11M 작동 370
(3) FANUC 0T/0M 작동 372

* 기출문제 375
* 찾아보기 407