CNC의 개요

CNC의 개요

가, NC의 정의

NC는 Numerical control의 약어로 수치로 제어한다는 의미이며, 공작물에 대한 공구의 위치를 그에 대응하는 수치정보로 지령하는 제어를 말한다.

CNC란 컴퓨터를 내장한 NC를 말한다. 이와 같이 CNC장치가 부착된 공작기계를 CNC공작기계라고 한다.

CNC공작기계의 종류에는 CNC선반, CNC밀링, 머시닝센터, 터닝센터, CNC와이어 컷 머신, CNC방전가공기, CNC보링 머신, CNC연삭기, CNC드릴링 머신, CNC레이저 컷 머신, CNC 워터 제트 머신 등 거의 모든 공작기계에 CNC장치를 부착하여 사용하고 있다.

근래에는 주축 회전수 42,000rpm, 이송속도 60m/min, 가속도 1g의 고속가공기의 개발로 고속 고정도 가공이 실용화되고 있다.

나, CNC공작기계의 구성

CNC공작기계는 정보처리회로(CNC장치), 테이터의 입*출력장치, 강전 제어반, 유압유니, 서보 모터, 기계 본체로 구성되어 있다.

다. CNC공작기계의 정보흐름

프로그램 작성자가 도면을 보고 가공경로와 가공조건 등을 CNC프로그램으로 작성하여 입력하면 제어회로에서 처리하여 결과를 펄스 신호로 출력하고, 이 펄스 신호에 의하여 서보 모터가 구동되며, 서보모터에 결합되어 있는 볼 스크루가 회전함으로써 요구한 위치와 속도로 테이블이나 주축헤드를 이동시켜 자동으로 가공이 이루어 진다.

라. CNC공작기계의 필요성

최근 소비자의 다양한 욕구와 기술의 발달로 제품의 라이프 사이클이 짧아지고, 제품의 고급화로 부품의 고정밀화와 복잡한 형상들로 이루어진 다품종 소량생산 방식이 요구되고 있다. 또한 노동인구 및 기술자의 부족에 따른 인건비의 상승으로 생산체계의 자동화가 급속히 이루어지고 있다. 이러한 추세에 적응하려면 자동화된 생산설비를 변화시키지 않고 프로그램의 변화만으로 다양한 제품을 균일하게 생산할 수 있는 설비 및 기게가 요구되며, 이에 적합한 기계가 CNC 공작기게이다.

CNC공작기계는 일반적으로 다품종 소량 및 중량 생산, 항공기 부품과 같이 복잡한 부품의 가공에 적합하다.

2. NC의 제어 시스템

가. NC의 제어방식

NC공작기계가 일을 하려면 공구와 가공물이 서로 움직여야 하는데 위치결정 제어, 직선절삭 제어, 윤곽절삭 제어의 3가지 방식으로 구분할 수 있다.

(1) 위치결정 제어

이동 중에 속도제어 없이 최종 위치만을 찾아 제어하는 방식을 말한다. 이 방식은 필요한 위치에 도달하기만 하면 되므로 PTP제어라고도 하며, 주로 드릴링 머신, 스폿 용접기, 펀치 프레스 등에 적용한다.

(2) 직선절삭 제어

직선으로 이동하면서 절삭이 이루어지는 방식으로, 단독의 서보모터에 위치와 속도를 함께 제어하며, 공구의 보정, 주축의 속도변화, 공구의 선택 등의 추가한 제어 방식이다.