CAD CAM 및 CNC 가공

01??? CNC의 개요


1.1 CNC의 정의 11
1.2 CNC 공작기계의 역사 12
1.3 CNC를 활용한 자동화 15




02??? CNC 공작기계의 구성 (머시닝 센터)


2.1 구조부 22
2.2 제어부 (제어방식 포함, 좌표축, 동시제어) 26
2.2.1 CNC의 구성 26
2.2.2 서보기구의 제어방식 27
2.2.3 가공경로의 제어 29
2.2.4 좌표축과 좌표계 31
2.2.5 CNC 공작기계의 주요부 33




03??? 머시닝 센터 프로그래밍


3.1 NC 프로그램의 기초 39
3.2 준비기능 40
3.3 보간 42
3.3.1 위치결정 42
3.3.2 직선보간 43
3.3.3 원호보간 45
3.3.4 헬리컬보간 49
3.3.5 나사절삭 50
3.4 이송 51
3.4.1 급속이송 51
3.4.2 절삭이송 51
3.4.3 휴지 52
3.5 원점 (Reference점) 53
3.5.1 원점복귀(Reference점복귀) 검사 53
3.5.2 자동원점(Reference점) 복귀 54
3.5.3 원점(Reference점)으로부터 복귀 54
3.5.4 제2, 제3, 제4 원점 복귀 55
3.6 좌표계 55
3.6.1 기계 좌표계 55
3.6.2 공작물 좌표계 56
3.6.3 지역 좌표계 59
3.6.4 평면 선택 60
3.7 좌표값과 치수 61
3.7.1 절대 좌표 지령과 증분 좌표 지령 61
3.7.2 극좌표 지령 62
3.7.3 인치(Inch)/미터(Metric) 변환 63
3.8 주축 64
3.8.1 주속일정 제어 64
3.8.2 주축속도변동 검출기능 64
3.9 보조기능 65
3.9.1 프로그램 관련 66
3.9.2 주축 관련 67
3.9.3 기타 기능 67
3.10 보정 67
3.10.1 공구길이 보정 67
3.10.2 공구경 보정 69
3.10.3 공구위치 보정 72
3.11 고정 사이클 73
3.11.1 고속 펙 드릴링 사이클 76
3.11.2 역 태핑 사이클 78
3.11.3 정밀 보링 사이클 79
3.11.4 고정 사이클 취소 81
3.11.5 드릴 사이클, 스폿 드릴링 81
3.11.6 드릴 사이클, 카운터 보링 82
3.11.7 펙 드릴링 사이클 84
3.11.8 태핑 사이클 85
3.11.9 보링 사이클 87
3.11.10 보링 사이클 88
3.11.11 백 보링 사이클 89
3.11.12 보링 사이클 90
3.11.13 보링 사이클 91
3.11.14 고정 사이클 반복 92




04??? CAD (Computer Aided Design)


4.1 하이퍼캐드(HyperCAD) 모델링 (따라하기 I) 98
4.2 하이퍼캐드(HyperCAD) 모델링 (따라하기 II) 115




05??? CAM (Computer Aided Manufacturing)


5.1 하이퍼밀(HyperMill)을 이용한 3축 가공 152
5.2 하이퍼밀(HyperMill) 3축 가공 ? 황삭 (3D Arbitrary Stock Roughing) 159
5.3 하이퍼밀(HyperMill) 3축 가공 ? 정삭 (3D Profile Finishing) 170
5.4 하이퍼밀(HyperMill) 3축 가공 ? 잔삭 (3D Automatic Rest Machining) 177

[부록]
CAD/CAM 예제 모음(컴퓨터 응용가공 산업기사 기출문제) 185

머리말



CNC가공은 공작기계의 제어시스템이나 이송부의 위치, 거리, 속도, 가속도 등을 컴퓨터를 이용하여 수치제어 데이터에 의해 제어함으로써 다양한 3차원형상을 생성한다. 또한, 수치제어는 제 2차 세계대전 후 군사적인 목적에서 높은 정밀도의 부품생산 요구에 의해 연구가 시작되었으나 지금은 전통적인 제거가공법인 절삭가공 공작기계에서 뿐만 아니라 방전가공, 레이저가공 등의 특수가공 공작기계와 로봇, 자동화기계 등 다양한 생산장비에 널리 적용되어 일반화되었다. 수치제어가공의 필수도구인 CNC공작기계는 기계산업의 중심에서 제조업의 생산성과 정밀도를 결정하는 핵심기반이다. 즉, 제품을 생산하는 설비를 제조하는 역할을 하기 때문에 CNC공작기계 및 가공기술은 그 나라에서 생산되는 기계의 기술수준을 나타내고 또한 전체 제조업 수준을 가늠할 수 있게 한다.

한편, 현대의 제조공정은 난해한 형상의 가공이나 매우 높은 수준의 정밀가공을 요구하고 있기 때문에 컴퓨터를 이용한 설계인 CAD와 가공 모델이 CNC공작기계에서 실현될 수 있도록 연결해 주는 CAM시스템이 보편적으로 이용되어 부품가공, 금형가공 등에서 필수적인 도구가 되었다. 이와 더불어 CAE시스템에 의해 만들어질 부품의 특성과 성능을 해석?평가할 수 있도록 함으로써 설계에서부터 제조까지 신속하게 제품을 개발하고 생산할 수 있어 다품종소량생산을 가능하게 하였다.

이렇듯 현대의 제조산업에서 매우 중요한 역할을 하고 있는 CNC가공과 CAD/CAM시스템에 대해 학생들이 기본적인 관련 제반지식을 습득하고 상용 CAD/CAM시스템의 하나인 독일 OPEN MIND사의 HyperCAD와 HyperMill을 이용하여 가공 모델의 설계에서부터 가공경로생성 및 검증 등을 ‘따라하기’ 학습으로 기본적인 기능들을 익히도록 하고자 부족하나마 이 교재를 제작하게 되었다. 아무쪼록 학생들이 여기서 습득한 지식을 기반으로 초보에서 벗어나 더 나은 교재와 학습으로 CAD/CAM실무능력이 더욱 향상되고 발전되어 산업현장에서 우수한 능력을 발휘하여주기를 바라마지 않는다.