CNC 프로그래밍이란 CNC(Computer Numerical Control) 기계를 제어하는 데 사용되는 명령 또는 코드를 작성하는 프로세스를 말합니다. CNC 기계는 절단, 밀링 및 드릴링과 같은 다양한 재료에 대해 정밀하고 복잡한 작업을 수행하는 자동화된 제조 도구입니다.
CNC 프로그래밍에는 CNC 기계가 수행해야 하는 작업을 지정하는 일련의 명령(일반적으로 프로그래밍 언어 G-코드 형식)을 작성하는 과정이 포함됩니다. 이러한 명령에는 도구 이동, 스핀들 속도, 이송 속도(영문), 도구 변경 및 특정 기계가공 작업을 수행하는 데 필요한 기타 매개변수에 대한 정보가 포함됩니다.
CNC 프로그래밍 소프트웨어는 CNC 프로그램을 생성, 편집, 시뮬레이션 및 관리하는 데 사용되는 컴퓨터 프로그램을 의미합니다. 이러한 소프트웨어 도구는 CNC 기계의 프로그래밍과 제어를 용이하게 하는 그래픽 인터페이스와 다양한 기능을 제공합니다.
CNC 프로그래밍에 사용되는 소프트웨어는 기계 유형 및 제조업체와 사용자 또는 조직의 특정 요구사항에 따라 달라질 수 있습니다. 소프트웨어 도구마다 각기 다른 수준의 기능, 호환성 및 사용 편의성을 제공하므로 CNC 기계의 요구사항과 기능에 적합한 소프트웨어를 선택하는 것이 매우 중요합니다.
CNC 프로그래밍은 제조업체가 기계가공 작업에서 보다 높은 수준의 자동화, 정밀도, 효율성 및 유연성을 얻을 수 있도록 지원하기 때문에 중요합니다. CNC 프로그래밍은 뛰어난 일관성, 품질 및 속도로 복잡한 부품을 생산할 수 있도록 해주기 때문에 최신 제조 공정의 기본 구성요소가 되었습니다.
G-코드(영문)는 CNC(Computer Numerical Control) 기계를 제어하는 데 사용되는 프로그래밍 언어입니다. 이 코드는 절단 도구, 스핀들 및 보조 기능과 같은 다양한 구성요소를 이동, 배치 및 작동하는 방법을 CNC 기계에 알려주는 일련의 명령으로 구성됩니다.
G-코드 명령은 일반적으로 문자와 숫자의 조합으로 표현됩니다. 각 명령에는 특정 함수가 있으며 CNC 기계에 의해 순차적으로 실행됩니다. G-코드 명령은 도구 이동, 스핀들 속도, 이송 속도, 도구 변경, 냉각수 제어 등을 포함한 다양한 작업을 지원합니다.
CNC 라우터는 목공 분야에서 일반적으로 사용되며 크기와 스타일이 데스크톱 3축에서 룸 크기 5축 구성에 이르기까지 다양합니다.
CNC 플라즈마 절단기는 핫 플라즈마 제트를 사용하여 전도성 금속을 절단하는 데 사용됩니다. 이 CNC 기계는 낮은 비용으로 높은 정밀도를 제공합니다.
레이저 커터는 레이저의 힘에 따라 금속을 포함해 다양한 종류와 두께의 재료를 자르는 데 사용할 수 있습니다.
CNC 선반은 가공물을 회전하고 다양한 절단 도구를 적용하여 회전된 프로파일이 있는 부품을 작성합니다. 이러한 부품은 종종 수작업으로 프로그래밍됩니다.
밀/턴 머신은 밀링과 터닝을 단일 기계로 결합한 것입니다. 이 기계는 선반과 같이 회전 프로파일을 작성할 수 있습니다.
밀링 머신은 다기능성을 자랑하며 2축~5축 밀링 구성 등 다양한 구성으로 제공됩니다.
다중축 밀링은 3축 밀링 구성에 최대 2개의 회전 축을 추가한 것입니다. 이를 통해 부품의 더 많은 부분에 액세스할 수 있습니다.
CNC 워터젯 커터는 고압의 물과 연마재를 함께 사용하여 부품을 절단합니다.
Fusion 360은 CNC 프로그래밍에 일반적으로 사용되며, 통합된 CAD/CAM 기능(영문)으로 알려져 있습니다. Fusion 360을 사용하면 부품의 3D 모형을 설계한 다음 CNC 기계가공을 위한 가공 경로와 G-코드를 생성할 수 있습니다.
Fusion 360을 사용하면 3D 모형을 작성 및 편집하고, 기계가공 작업을 정의하고, 밀링, 터닝, 라우팅 등의 다양한 CNC 프로세스를 위한 가공 경로를 생성할 수 있습니다. 이 소프트웨어는 가공 경로 전략, 시뮬레이션, 포스트 프로세싱 및 기계 도구 라이브러리 관리를 포함한 다양한 CAM 기능을 제공합니다.
Fusion 360의 CAM 기능을 사용하면 절단 도구를 정의하고, 이송 속도 및 스핀들 속도와 같은 기계가공 매개변수를 설정하고, 절단 전략을 선택하고, 기계가공 프로세스를 시뮬레이션하여 오류 또는 충돌을 감지하고 회피(영문)할 수 있습니다. CAM 설정이 완료되면 Fusion 360이 해당 G-코드를 생성하며, 이렇게 생성된 G-코드는 실행을 위해 CNC 기계로 전송될 수 있습니다.
복잡한 작업을 높은 정밀도로 자동으로 수행하면서 수동 작업에 대한 의존도를 낮추고 인적 오류를 최소화하고 생산성을 높일 수 있습니다.
CNC 프로그래밍을 통해 기계 시간을 효율적으로 사용할 수 있으므로 가공 경로를 최적화하고, 유휴 시간을 최소화하고, 재료 낭비를 줄일 수 있습니다.
기계 변경 없이 CNC 프로그램만 간단히 변경하여 다양한 부품을 생산할 수 있습니다. 이러한 다기능성을 통해 변화하는 생산 요구사항(영문)에 맞게 신속하게 설정하고 조정할 수 있습니다.
CNC 프로그램을 만들고 테스트한 후에는 반복해서 사용하여 동일한 부품을 생산할 수 있습니다. 이는 정밀도와 품질 제어가 중대한 산업에서 중요합니다.
프로그램이 올바르게 설정되면 기계는 프로그래밍된 대로 작업을 정확하게 실행하므로 피로, 부주의 또는 기술 변형과 같은 인적 요인에 의해 실수가 발생할 위험을 줄일 수 있습니다.
CNC 프로그래밍을 통해 고급 기계가공 기술과 기능을 활용할 수 있습니다. 여기에는 고속 기계가공, 다축 기계가공, 적응형 기계가공, 복잡한 도구 정렬 등이 포함됩니다.
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Autodesk Fusion 360은 제품 설계 및 제조를 위한 클라우드 기반 3D 모델링, CAD, CAM, PCB 소프트웨어 플랫폼입니다. 이 제품은 2D, 2.5D, 3축, 3+2 및 5축 기계가공 솔루션을 위한 통합된 CAD 및 CAM, CNC 프로그래밍 도구를 제공합니다. 개인용 무료 옵션, 상업용 서브스크립션, 더욱 높은 수준의 응용 사례의 요구에 맞게 추가 기술을 이용할 수 있는 다양한 익스텐션 등 다양한 서브스크립션 옵션이 있습니다.
CNC(Computer Numerical Control) 기계 프로그래밍은 명령을 함께 결합하여 CNC 기계가 움직이고 작동하는 방식을 정의하는 프로세스입니다. 이러한 명령을 수행하면 CNC 기계가 어떤 형태의 원재료를 완제품으로 변환합니다. CNC 프로그래밍을 사용하면 라우터, 밀, 선반, 밀-턴 및 턴-밀 기계, 멀티태스킹 센터, 와이어 EDM(방전 가공) 및 산업용 로봇을 비롯한 다양한 기계 유형을 구동할 수 있습니다.
사용하는 기계의 유형에 관계없이 명령은 일반적으로 두 가지 방법 중 하나로 제공합니다. 다시 말해 1) CNC 기계에 내장된 일종의 휴먼 인터페이스를 사용하는 MDI(수동 데이터 입력)를 통해서나, 2) 오프라인 CAM(Computer-Aided Manufacturing) 소프트웨어를 사용하여 디지털 파일을 생성하는 방법으로 제공할 수 있습니다.
최근 몇 년 동안 부품 복잡성이 크게 증가했습니다. 이 같은 상황은 부품 품질을 개선하고 OOE(전반적인 운영 효과)를 증대해야 하는 압박이 증가하는 것과 맞물려 대부분의 제조업체가 수동(MDI) CNC 프로그래밍에서 벗어나 CAM 소프트웨어에 투자하는 결과를 가져왔습니다.
Autodesk Fusion 360과 같은 CAM 소프트웨어는 기계의 작동 방식을 제어하는 데 필요한 명령이 포함된 디지털 파일(NC 프로그램)을 생성하는 데 사용됩니다. CAM 소프트웨어는 전체 기계가공 프로세스를 정의하는 데 사용되며, 사용될 기계, 절단 도구 및 작업-유지 장비의 디지털 트윈을 사용하는 경우가 많습니다. 이러한 "오프라인" 프로그래밍을 통해 물리적 기계에서 벗어나 기계가공 프로세스를 개발할 수 있습니다. 즉, 실제 기계에서 실행하기 훨씬 전에 문제를 시뮬레이션하고 방지할 수 있습니다. CAM 소프트웨어를 사용하면 제조업체가 CNC 기계를 보다 효율적으로 사용하고 불필요한 데이터 입력으로 인해 발생할 수 있는 비용이 많이 드는 기계 가동 중단 시간을 방지하는 데 큰 도움이 됩니다.
CNC 프로그래밍은 기본적으로 세 가지 유형이 있습니다.
1) MDI(수동 데이터 입력) - 숙련된 작업자가 다양한 M-코드와 G-코드를 수동으로 입력하여 NC 프로그램을 정의합니다. 이러한 종류의 프로그래밍은 간단한 부품에 가장 적합합니다.
2) CAM(Computer-Aided Manufacturing) 사용 - 전용 CAM 소프트웨어를 사용하여 부품 가공에 사용되는 하나 이상의 가공 경로를 생성합니다. CAM 소프트웨어는 이러한 가공 경로를 특정 CNC 기계에서 실행하는 데 적합한 M-코드 및 G-코드가 포함된 NC 프로그램으로 내보낼 수 있습니다. CAM 소프트웨어는 동시 5축 기계 프로그래밍과 같은 보다 복잡한 형상이나 응용 사례에 가장 적합합니다.
3) 대화식 프로그래밍 - 기계 작업자가 사전 정의된 루틴을 사용하여 간단한 기계가공 작업을 수행합니다(예: 마법사를 사용하여 단순한 직사각형 포켓을 자동으로 프로그래밍). 이러한 종류의 프로그래밍은 간단한 부품에 가장 적합합니다.
NC 프로그램은 일반적으로 G-코드와 M-코드를 결합하여 CNC 기계가 수행하는 일련의 명령을 구성합니다.
일반적으로 G-코드(또는 기하학적 코드)는 기계가 이동하는 방법 및 위치(예: 한 위치에서 다른 위치로 선형/회전 축 이동)를 제어합니다.
M-코드(또는 기계 코드)는 기계 내의 다양한 모드 또는 기능을 제어하는 데 사용됩니다(예: 냉각수 켜기, 스핀들에 커터 장착, 스핀들을 활성화하고 시계 방향으로 돌리기, 또는 절대 또는 증분 모드를 사용하여 기계가 자체적으로 배치되어야 하는지 여부 제어).
CNC 프로그램의 길이는 기계가공할 구성요소에 따라 달라집니다. 예를 들어, 구성요소에 몇 개의 구멍을 드릴하는 간단한 프로그램은 코드 몇 줄에 불과하고, 크기는 몇 KB일 수 있으며, 선택한 CAM 소프트웨어 내에서 생성하는 데 몇 초 정도 걸릴 수 있습니다. 부품의 크기와 복잡성이 증가함에 따라 부품을 만드는 데 필요한 CNC 프로그램의 크기가 증가하고 CNC 기계에서 이를 계산하고 실행하는 데 필요한 시간도 증가합니다.
