인덱스(4축) 설치 후 CAM(가공경로) 회전형 지그(JIG) 공정에 관하여 (웹버전)

 이번 에는  인덱스 에 자작 회전 테이블 을 설치 해 그 위 에 센터링 바이스 (오축 바이스) 을 결합 하여 각도 가 있는 (주로 여러각도 가 모여 있는 경우 : 계속 돌려가며 작업 하기 어려운 형태) 소재 을 가공시 해당 캠 에서 설정 하는 방법 을 알아 보겠습니다.

 

 

 가공물 은 H:105mm x X100mm x Y100mm 형태 입니다.

 

 먼저 기구 세팅 에 대하여 먼저 설정 하여야 합니다.

 

 

 포인트 는 우선 인덱스 회천축 과 소재 고정구 (센터링 바이스) 의 중심 축 을 일치 하여야 합니다.

그리고 그 인덱스 회천축 과 소정 고정부 또는 소재 상하단 부 와 의 높이 을 측정 해 줍니다.

 

 다시 설명 하면 인텍스 회전축 을 기준 으로 회전 하는 지정된 높이(소재 고정 부분 높이 or 소재 상하부) 을 기준 으로 계산 하므로 이에 대한 측정 을 하셔야 합니다.

 

 

 예 : 유압 바이스 작업시 바이스 바닥에서 평행블록 위 높이 또는 소재 상하단 높이 생각하시면 됩니다.

여기서 는 바이스 죠 부분 에 물려서 (실제로는 죠 부분의  물리는 형태 로 완성품 을 물리지 않습니다.) 작업 하는 것 으로 설정 하였습니다.

 

 

 소재 는 각 가공 이끝난 형태 (100x 100x 105H) 이며 인덱스 회전축과 소재 바닥 까지 높이 는 18.02mm 입니다. (이는 회전축 에서 소재 상단 까지는 105.0 + 18.02 = 123.02mm)

 

* 이후 작업 도구(바이스 , 인덱스 , 지그) 등 설명 을 돕기 위한 표시 이므로 실 작업 시 없어도 무방 합니다.

* 작업 소재 는 모델링 을 기준 하여 작업 합니다.

 

 우선 사전 에 작업 환경 에 기준하여 설정된 높이 (회전축 에서 18.02mm) 에 기준 하여 해당 모델링 을 위치 합니다. (중요,중요!!)

 

 

1.하면 경사홀 부분 가공

 

 우선 하부 의 3개소 경사 홀 가공 을 합니다.

먼저 저 홀의 가공 평면 을 생성 해줍니다. (홀 카운터 보어 바닥면 을 기준 하였습니다.)

 

 

① 평면관리자 을 호출하여 솔리드 면 으로 새 평면 생성 을 클릭합니다.

     (여기서 주의 사항 이 작업 옵셋 이 “0” 으로 설정 되어 있어야 합니다.)

 

 

② 홀 카운터 보어 의 바닥면 을 클릭 하여 새평면을 생성 해줍니다.

    그 평면은 편의상 “후면 카운터 보어＂로 지정 합니다.

 

 

③ 평면 관리자 화면 에서 원점(뷰좌표에서) 의 Z값 을 “0” 으로 입력해 주시기 바랍니다.

    * 만일 이렇게 하지 않으시면 나중에 출력 시 절대 값 이 저 평면 을 기점 으로 “0” 으로 잡아 나옵니다.

    * 원래 값은  105.45084 (105.450 으로 인정)

 

 

④ 그럼 해당 평면 을 작업 좌표계 평면 으로 지정 한 후 커브 기능 으로 카운터 보어 바닥 원호 을 생성 합니다.

* 필히 이때 작성 된 커브 (원호) 는 해당 작업 평면과 동일한 위치 (Z값) 을 가져야 합니다.

이때 측정 해 보면 Z좌표 값이 105.45084 로 나옵니다.

 

 

⑤ 이후 이 작업 평면 을 기준으로 캠 작업 을 합니다.

* 예시 이므로 가공 과정 은 적당히 설명 합니다.

 우선 10ø 평엔드밀 로 윤곽 가공 램프 기능 을 활용하여 카운터 보어 작업 을 실행 합니다.

 

 

우선 3군데 체인 을 잡고 공구 설정 및 윤곽 가공 설정 을 하신 후 링크 파라미터 에서는 위 와 같이 증분값 재료상단 (+11:모델링 측정) , 가공깊이 증분값 “0”으로 (체인 Z값 적용) 후 평면 에서 위 와 같이 설정 해주시기 바랍니다.

 

 위 와 같이 하시면 NC출력시 해당 캠 이 좌표 값을 작업좌표계 시스템 평면에서 공구 평면 과 의 차이 을 계산 기울어진 A축 값 과 작업좌표계 평면 과 가공 체인 간 의 Z값 을 고려 해서 출력 합니다.

 

 만일 해당면 을 그냥 작업 평면 으로 설정 하고 Z값 을 “0” 으로 조절 안하시면 NC출력시 해당 평면 의 증분 값 으로 출력됩니다.

 

 (위 같은 경우 실제 가공시 Z값이 105.45084(가공깊이)+11(재료상단) = 116.450 으로 출력되어야 하는데 (인덱스 회전축 Z”0” 설정시) 바로 Z 11.0 으로 출력됩니다. 그럼 바로 충돌..)

 

⑥ 이후 카운터 보어 작업 이 끝나면 센터드릴 작업 하고 드릴 작업 하여 마무리 합니다.

 이때 주의 사항 은 역시 작업 평면 을 설정 해주고 재료상단 을 증분값 “0” 가공 깊이 는 증분값 으로 (-72) 로 잡아 줍니다.

 

     

⑦ 홀 가공 작업 이 완료 되면 카운터 보어 의 면취 을 해줍니다.

 여기서 는 저 부분 면취 을 챔퍼밀 로 하는 것 보다 볼엔드밀 로 곡면 면가공 해주는 것이 더 면취형태 가 좋아 보여 볼엔드밀 로 가공 합니다.

 

 

 캠작업 은 곡면 면방향 가공 을 선택 하여 면방향 정삭 파라미터 에서 리브 가공 을 선택 하여 마무리 합니다. 6ø 볼엔드밀 사용

 

 그런데 툴패스 을 보니 좀 각져 보입니다. 그래서 다음과 같이 가공간격 기준 – 공구궤적높이 을 조절 하여 (방법은 여러가지 가 있습니다.) 좀 더 부드럽게 경로 을 생성 합니다.

 

 

  가공간격 기준 값 수정 은 리브가공 을 체크 해제 하셔야 가능합니다. 수정 후 다시 체크..

 

⑧ 이렇게 경사 홀 가공 작업 이 끝났으면 하면 테두리 의 면취 작업 을 진행 합니다.

 

 

 방법 은 동일 하게 후면 바닥면 을 기준 으로 솔리드 기준 평면 을 만들어서 “후면 바닥면“ 이을 기반 으로 똑같이 만들고 경로 체인 은 별도 외곽선 을 만들거나 솔리드 체인 을 걸어 면취기 가공을 진행 하시면 됩니다.

 

 그럼 모든 작업 이 끝나서 모의 가공 을 해봅니다.

 

 

 

2. 상면 가공

 

 

우선 앞 에서 가공 된 소재 을 이용 하여 가공 재료 로 설정 하였습니다.(재료설정 – 솔리드 - 선택)

 

 가공 방법 은 앞의 내용 과 동일 합니다.

각 경사 면의 작업 평면 을 설정 한 후 그 각각 의 평면 에 해당 체인 을 생성 하여 그 에 대한 가공 을 진행 하시면 됩니다.

 

                             각 경사면 설정 평면 들                                                 평면 관리자 평면 생성

 

 ( 실제 평면들 은 Z값을 “0” 으로 지정 하면 원점 으로 이동 합니다.)

 

 

① 상면 가공면-1 작업

 우선 해당 평면 을 WCS , 그래픽 뷰 에서 상면 가공면-1 로 설정 해줍니다.

그래야만 뷰에서 평면 선택시 바로 그 면이 직각 으로 화면에 출력 됩니다.

 

 

 이때 설명 에서 빼졌는데, 가공 경로 을 잡을 체인 을 생성 해주어야 하는 데  이상태 에서 하면 체인 잡힌 라인 들 이 작업 평면 Z값 “0” 에 생성 되기 때문에 Z높이 값이 문제 됩니다.

 

 그러므로 체인 작업 할 평면(Z값은 그대로 둠) 을 별도 로 생성 하여 그 해당 평면에 체인 작업 할 라인 등 을 작업 하거나 솔리드 체인 을 활용 하시는 방법 을 사용 하시기 바랍니다.

 

 

 이와 같이 체인 걸 라인 들 을 생성 해줍니다.

 

 솔리드 체인 사용시 이러한 작업 이 불필요 합니다, 다만 Z값 계산에 주의 가 필요 합니다.

(일반 2D 체인 처럼 하시면 안됩니다.)

 

그리고 통상적 으로 각자 작업 환경 에 맞게 해당 캠 작업 을 하시면 됩니다.

 

 

 

3. 해당 캠 방식 예시 (일부분)

 

 우선 한쪽 면 을 해당 캠 작업 을 예시 로 보여 드리겠습니다.

 

 

우선 가능한 작업 평면 , 체인 라인 을 생성 하지 않고 솔리드 체인 을 주로 사용 하겠습니다.

 

① 먼저 해당 면 을 페이스 컷 으로 면삭 을 진행 합니다.

 32ø 페이스 컷 을 윤곽 가공 으로 면삭 작업 을 진행 합니다.

 윤곽 가공 용 체인 을 솔리드 체인 으로 선택 하여 해당 선(모델링 모서리)을 선택 합니다.

 

    

 그리고 공구경 이 32ø 이고 저 면 폭 이 21mm 이므로 윤곽 가공 에서 보정형태(컴퓨터) 측벽면 의 가공여유 -5.5 을 주어서 페이스 컷 이 면 중앙부 로 지나가게 합니다.

 

 

 가공 깊이 는 모델링 에서 측정 하여 (소재 가공 높이 10mm) 2mm 씩 황삭 면삭 후 1회 0.1mm 정삭 면삭 하겠습니다.

 링크 파라미터는 면삭 소재 상단 이 +10mm 이므로 재료상단 10.0(증분) 가공 깊이 는 0.0(증분) 으로 입력 해줍니다.

 

  이후 작업 평면 을 다음과 같이 변경 해줍니다.

 

 

 

 

② 센터 작업 과 드릴 공정

 

 우선 센터 드릴(120°) 공구 을 설정 해 준 다음 드릴 가공을 선택후 드릴 점 선택 에서 최상단     을 선택 하여 모델링 윤곽 선 중 면 과 동일 한 높이 에 있는 것 을 선택 하시면 선택 됩니다. (자동 , 도형요소 , 원도우 , 마스크 적용 불가)

 

 

 이후 절삭 파라미터 (드릴/카운터보링) , 링크 파라미터 재료상단 0.0(증분) , 가공깊이 -1.0(증분) 로 지정 해줍니다.

계속 해당 되는 애기 이지만 작업 평면 은 모두 한면 당 동일 하게 변경 해주셔야 합니다.

 

 그리고 다시 드릴 작업 도 동일하게 합니다.

 

 드릴 은 M6 TAP 용 5.1ø 로 센터 드릴 과 동일하게 작업 합니다.

 

 다만 드릴 깊이 가 중요 하므로 미리 도면 참조 하게 깊이 을 계산 하거나 모델링 을 직접 찍어서 확인 할 수 도 있습니다.

 

 

③ 이후 카운터 보어 작업 을 합니다.

 

 카운터 보어 (깊이 15mm)는 10ø 평엔드밀로 램프 가공 으로 마무리 하겠습니다.

 

 방식 은 큰 차이 가 없는데 윤곽 가공 체인 을 솔리드 체인 으로 할 경우 해당 체인 이 가공된 원호 와 같은 지름 이어야 하는 이때 모델링 형태는 그 동일한 원호 가 기준면 (Z값 “0”) 에 있지 않아 계산 을 해주어야 합니다.

 

 

만일 솔리드 체인 을 “⒜” 로 하면 링크 파라미터 을 재료 상단 +15.0(증분) , 가공 깊이 0.0(증분) 으로 하여야 합니다.

“⒝” 의 경우 는 면취 0.5C 부분 이므로 체인 이 -0.5mm 내려가 있으므로 링크 파라미터 는 재료 상단 0.5(증분) , 가공 깊이 -14.5(증분) 으로 설정 하셔야 합니다.

 

* 이러한 관계로 만일 계산 이 어려워 실수 유발 이 될 확률이 있으니 귀찮더라도 기준면 에 미리 체인 으로 사용 할 도면 을 그려 놓고 평소 2D 하듯이 작업 할수 있게 하는 것 을 권합니다.

 

 

③ 면취 공정

 

 우선 카운터 보어 상부 만 0.5C 면취 하는 것 으로 6ø 챔퍼밀 을 사용 하여 작업 합니다.

솔리드 체인 을 다음 과 같이 잡은 후 앞 의 카운터 보어와 같이 링크 파라미터 을 재료상단 +0.5(증분) , 가공 깊이+0.5(증분) 을 설정 하고 나머지 윤곽 가공 면취 설정 은 2D 와 동일 하게 설정 해주시기 바랍니다.

 

 

 여기서 문제 가 카운터 보어 바닥 (Z값 -15.0) 의 탭 홀 면취 인데 모델링 이 정원 형태 가 아닙니다.

그러므로 여기서는 임의 로 작업 평면 을 생성 하여 면취 용 원호 을 생성해 그것을 기준 으로 면취 작업 을 하셔야 합니다.  (Z값 계산 주의!!)

 

 

 

④ M6 TAP 공정

 

 드릴 공정 같이 작업 하시면 됩니다.

 

 다만 진입/복귀 속도 문제로 체인 을 탭 가공 시작점 (여기서는 Z-15.0) 에 위치한 체인 을 잡아 주는 것 을 권합니다.

 

 

 * 여기 만 이 아니고 모든 공정 시 2D 작업 과 틀리게 기준이 되는 평면 이 다 다르기 때문에 일률적 으로 공구 이송 높이 을 정하시면 소재 충돌 위험이 높으므로 필히 경로 확인 을 하셔야 합니다.  (중요!!)

 

 

 

⑤ 수기 작성 및 검증 방법

   

 이 방법 은 사실 수기 을 통한 각도 분활 방식 의 2D 가공 입니다.

 

 사실 이러한 가공 이 인덱스 회전에 위한 각도 회전 에 위한 면 의 이동 일뿐 회전 이 완료 될 뿐 Z값이 틀린 평면 2D 가공 의 연속 입니다.

 

예 을 들면

 

     

 위 같이 세팅 되어 있는 경우 이제 가공면-1 을 가공 하기 위해서는 인덱스 을 45°도 회전 시킨 후 회전축 중심 에서 너비 41.027 높이 111.737 에 기준이 되는 체인 을 그린후 (작업 평면 Z값 “0”) 그것을 기준 하여 2D 도면 을 생성 후 이 에 기준 하여 체인 을 걸어 준 후 다만 각각 의 링크 파라미터 을 높이 111.737 을 기준하여 계산 하여 입력 해줍니다.

 

 

 이렇게 생성된 도면 을 기초로 재료상단 (가공 높이 증본값 “0” 절대값 “111.737”) 을 각각 공정 마다 계산 해서 링크 파라미터 에 입력 하고 출력된 또는 수동 입력 으로 회전 값을 입력 해 사용 합니다.

 

이렇게 하여 해당 캠 작업 이 끝나면 NC코드 을 출력 해 봅니다.

 

 

 위 와 같이 반드시 출력해 보아 계산 대로 Z값 111.737 에 근거 하여 좌표가 나왔는지 확인 하여야

합니다.

 

다른 가공면도 같은 요령 으로 좌표을 구하여 해당 캠 작업 을 진행 합니다.

 

 수기 로 작업시 단점 이라 하면 우선 좌표값 을 수작업 으로 입력 하므로 계산 , 입력 오류 가 있을 수 도 있으며 현재 각도 가 그나마 정수 로 나올 경우 쪼금 나은데 만일 미지의 수 (?) 또는 소수점 이 붙는 경우 , 또는 플러스 / 마이너스 착각 하면 바로 불량 으로 발생 하므로 주의 가 필요 합니다. 또한 모의 가공 차체 가 불가능 하므로 사전 검토 가 어렵다는 문제 가 있습니다.

 (다만 진짜 단순 한 각도 분활 (일정한 각도 로 분할) 경우 는 오히러 수기 가 더 편한 경우가 있습니다.

 

이에 따라 사전에 미리 캠 방식 을 잘 검토 하시면 작업 하시기 바랍니다.