마스터캠 2021를 활용한 기존 곡면 등고선 가공경로에 대하여-8(경로 생성-3)

 

 

 

 이번에도 저번에 이어 기존 곡면 가공경로 중 등고선 가공경로에 대하여 설명하겠습니다.

 저번에 돌출형 가공물을 단면형 공구 중심영역 체인을 선택하여 좀 더 부드럽고 촘촘하게 등고선 가공경로를 생성해 보았습니다.

 그런데 또 자세히 살펴보니 다음과 같은 문제점이 발생하였습니다.

* 위 이미지 처럼 자세히 보면 상하부 필렛 부분(특히 상부 필렛)의 촘촘한 가공경로가 아닌 좀 듬성듬성한 경로가 생성되었습니다.

* 이것은 등고선의 잘못이라기 보다 등고선의 특성(일괄적인 Z 축 절삭간격값을 유지)때문에 발생하는 문제이라 어쩔 수 없는 문제입니다.

* 또한 비슷한 문제로서 단면형태 공구 중심영역 체인을 선택하면 자연적으로 Z 축 절삭 간격이 좁아지는(가공경로의 증대)문제가 있어 어느 정도 반대로 Z축 절삭간격을 크게 조절하였더니 위에 말하는 필렛 부분은 좀더 크게 간격이 벌어져 보이는 경향이 생깁니다.
(이것은 다시 말씀드리지만 등고선 경로는 Z축 방향 절삭 간격값에 좌우되는 경로 생성 방법이기 때문입니다.)

* 또한 이러한 필렛 부분은 주로 양각형태(상부) 필렛에 심하고 음각형태(하부) 필렛에는 잘 안 나타나는 형상입니다.
이것은 당연한 것이 해당 절삭 공구 형태(볼엔드밀)의 라운드 부분이 잘 맞는 부분이 공구 형태와 유사한 음각형태 필렛이 되기 때문입니다.

 

 여기에 또 하나의 문제점이 더 있습니다.

 위 예제처럼 단일 형태의 단면(경사면 형태)을 가진 경우는 크게 문제가 없지만 공작물의 사방팔방이 다른 단면을 가진 형태일 경우 해당 단면형태 공구 중심영역 체인 적용이 더 문제시되는 경우가 있습니다.

 위 이미지처럼 경사면 중간에 함 물 된 평면부가 존재하는 공작물의 형태에 한 개의 단면형 공구 중심영역 체인을 선택하여 등고선 경로를 생성하면 상하부 필렛 부분은 전과 동일하게 가공경로가 생성되지만, 중간 평면부의 필렛 부분의 등고선 가공경로는 일반적인 형태(듬성듬성) 경로가 생성됩니다.

 아마도 다른 부분의 단면형태 도형요소를 생성하여 다수의 공구 중심영역 체인을 선택해 주면 뭔가 더 나아지겠지 하는 마음으로 다수의 단면형 공구 중심영역 체인을 선택하여 등고선 가공경로를 생성하였습니다.

 그러자 순간 좋아졌네... 했지만 자세히 보면 중간중간 평면부에 집중되어(필요 이상으로) 가변 된 경로가 생성되는 것을 볼 수 있습니다.

 

 이것은 다수 단면형태 공구 중심영역체인을 선택하면 이러한 공구 중심영역 체인을 모든 합쳐서(즉 단면 형태 도형요소의 형상을 전부 합해서..) 전부 조밀한 간격의 등고선 경로를 생성하게 됩니다.

* 필렛 부분만 아니라 각가 다른 경사값을 가진 단순 경사 부분도 제각기 다른 Z 축 절삭 간격을 가지게 되므로 모두 중첩되어 생성되게 됩니다.

 그럼 이러한 단면 형태 공구 중심영역 체인을 사용하지 않고 좀 더 단순한 경사면은 설정한 Z 축 절삭 간격대로 생성되고 필렛 부분과 같은 일부 부분만 골라서 그 부분만 경로가 추가로 생성되는 방법은 없는지 알아보겠습니다.

* 이러한 단면형태 공구 중심영역 체인을 사용하는 것이 잘못되었다는 것은 아닙니다.

 일반적으로 단면형태 공구 중심영역 체인을 사용하여 효율적으로 등고선 가공경로가 생성되는 공작물 형태가 있고 단순한 적용이 가능하여 빠른 경로 생성이 가능한 경우가 많습니다.

 그런 경우에는 이러한 단면 형태 공구 중심영역 체인 적용 방식을 사용하시면 됩니다.

 그럼 위에서 제시한 예제(복잡한 형태의 가공물)의 경우에 등고선 가공경로 사용 시 적용할 수 있는 다른 방법을 알아보겠습니다.

 

 

 우선 먼저 일반적인 절삭항목 파라미터값 적용 시 등고선 정삭 가공경로으로 모의가공한 결과물입니다.

 모의 가공 결과물을 보시면 일반적인 경사면(일정한 각도)의 가공물은 좋은데... 역시 구석의 코너 필렛된 부분의 가공경로가 부족하여 미절삭된 영역이 잘 보입니다.

 

 그래서 마스터캠 등고선 가공경로(고속 곡면가공정의에는 기본 적용되는) 쉘로우 가공경로가 있습니다.

* 쉘로우 가공경로는 별도의 가공경로 생성 방법이 아니고 쉘로우(완만한 : Shallow) 형태 영역(즉 해당 가공면의 완만한 각도의 생성된 곡면부(형상))에 적용될 기능입니다.

 즉 해당 공작물의 형상(완만한 각도값을 가진 곡면) 부에 대하여 추가적인 경로를 생성할 것 이냐을 지정하는 기능입니다.

 해당 가능은 등고선 절삭 파라미터의 등고선정삭 파라미터항목의 추가조건(영문판에는 "Shallow"라고 명기) 기능에 있습니다.

 자세한 기능적용 방법은 아래 링크를 참조하십시오.
https://momoman83.tistory.com/379

마스터캠 2021 활용한 소소한 팁-5 (곡면 등고선가공중 필렛(?)부분 가공경로 생성(쉘로우 가공경

 

 

 여기서는 단순하게 적용결과만 보겠습니다.

 우선 단순하게 육감적으로(?) 해당 쉘로우 기능창에 해당값을 넣어봅니다.

* 사실 이 값은 거의 정해진값(?)을 넣게 되는데.. 보통의 경우 최소 간격값을 0.01 정도 입력합니다.

이러한 입력값에 대한 감(?)을 이해하고 싶으신 분은 링크를 참조하세요.

https://momoman83.tistory.com/380

마스터캠 2021 활용한 소소한 팁-6 (커습(CUSP)값 활용 관련하여)

 

 이 값은 먼저 임의값을 넣어서 생성되는 등고선 경로 형태나 모의 가공 결과를 보시고 판단하여 조절하시기 바랍니다.

* 나머지 "제한 절삭각도", "제한 절삭간격"값은 표시된 기본값 그대로 사용합니다.
(최대 Z 축 절삭 간격값에 따라 변경됩니다.)

 좌측의 경우 일반적인 등고선 절삭 파라미터값을 적용한 등고선 가공경로이고, 우측은 쉘로우 영역에 경로추가(체크) 적용하고 최소 절삭간격값에 0.01 값을 적용하여 생성된 등고선 경로입니다.

* 이 경우 쉘로우 영역(코너 필렛)에 추가적인 경로를 생성하는데 이경우 등고선 경로 특성상 해당 가공물 영역을 등고선 형태(돌아가면서) 경로를 생성하므로 불필요한(나머지 일정한 경사면) 가공면까지 경로가 생성됩니다.

 이 경우에 경로간격 변동으로 공구 절삭 자국이 틀려 보일 수가 있습니다.

 좌측의 경우 쉘로우 영역에 경로추가를 하였는데 전과 같은 경우 현재 생성되는 등고선 가공경로와 같이 이송되도록(수직 복귀/진입 없이) 생성되었지만 아래 "쉘로우 경로 분리생성" 항목을 활성화하면 우선 일반적인 등고선 가공경로를 이송하고 나서 추가적으로 생성되어야 할 쉘로우 추가경로를 따로 이송합니다.

 그러므로 이 경우 기본 등고선 경로와 쉘로우 추가되는 경로를 별도의 경로으로 이송됩니다.

* 이 경우 단점이 앞서 쉘로우 경로추가(쉘로우 경로 분리생성 미체크 상태)만 한 경우 적절한 틈새이송값을 적용하면 최소한 수직 복귀/진입 동장으로 진행되지만 만일 "쉘로우 경로 분리생성"을 활성화한 경우 좀 빈번한 수직복귀/진입을 생성합니다.

* 이러한 수직 복귀/진입 경로 생성은 해당 가공정의 "틈새이송", "링크파라미터값", 가공물 형태에 따라 다르게 생성됩니다.

 

 

 다만 앞서 단면형태 공구 중심영역 체인 적용한 방식에 비하여 쉘로우 영역 경로 추가 방식의 단점은.....

1. 가공 경로 연산 시간이 무척 오래 걸립니다.

 보통의 경우 일반적인 등고선 가공경로 설정에 쉘로우 영역 경로추가 적용만으로 경로 연산 시간이 대략 5~10배 정도 증가 합니다.

* 조금 복잡한 형태이다 하면 커피 한잔이나 담배 한 대 정도는 충분히 여유 잡고 할 수 있는 시간정도......

 그러므로 만일 쉘로우 영역 경로 추가 설정 시 해당 가공공차 값과 최소 절삭간격값 선택에 따라 경로 연산시간이 많이 차이 나므로 적용 시 유념이 필요합니다.

 

2. 추가 경로가 좀.. 부족하다는 느낌이 있습니다.

 단면형태 공구 중심영역 체인 적용 시 체인 요소(단면선)에 따라 거의 강제적으로 무조건 생성되는 경로 생성에 비하여 쉘로우 영역 경로 추가는 주어진 최소 절삭간격값(거의 0.005가 최솟값)에 따른(최대 Z 축 절삭 간격값에도 영향받습니다.) 경로 추가가 필요하다고 판단 시 될 때만 경로가 추가되기 때문에 뭔가 부족하게 경로가 생성된 것 같은 느낌이 듭니다.

* 이것은 경로 연산 루틴 자체가 이 정도 가공공차에서는 이 정도만 경로 추가 하면 된다는(숫자 계산상으로...) 연산 방법에 따라 생산되어 작업자가 여기에는 좀 집중해서 생성되면 좋은데... 하는 것 같은 것 은 반영되지 않습니다....

* 이러한 문제로 좀 정확한 형태로(가공시간과 무관하게) 가공이 되길 바란다면 해당 미절삭(경로가 부족한) 곡면에 대한 별도의 가공경로를 생성하거나 아니면 아예 다른 빵식의(스컬롭 이라던가....)의 정상 가공경로를 사용하셔야 합니다.
  

 

 이러한 조치로 다시 해당 가공물 등고선 정삭 가공경로를 재생성하고 나머지 부차적인 경로를 생성하고 나선 결과물의 모의가공 결과는 다음과 같습니다.

 

 그런데 자세히 보면 공작물 중간의 평면부의 미절삭 부분이 보입니다.

 이것은 평면부의 코너가 직각으로 되어 있는 형태이라 평면부 절삭공구 형태가 불노우즈 엔드밀(R1.0)을 사용하여 조금 오프셋 하여 가공하여도 코너가 직각인 경우 코너 끝까지 공구가 들어가지 못하므로 미절삭 부분이 남는 경우입니다.

* 평면부 코너가 라운딩 되어 있어도 이 코너부가 공구 직경(절삭면) 보다 작은 경우에는 어느 정도 미절삭 영역이 남게 됩니다.

 

 이 부분을 처리하려면 공구경이 작은..... 공구를 사용하면 되지만.. 어느 정도로 작게 해서 해결하려면 사실 그냥 해당 정삭용 볼엔드밀로 해당 평면부를 같이 가공하여 아예 단차 나 미절삭 부분을 생기지 않게 하는 것도 방법입니다.

 

 그래서 이러한 경우 등고선 정삭 가공경로 생성 시 평면부도 같이 가공하도록(대신 평면부 재가공할 것이므로 절삭간격은 좀 크게) 하고 정삭완료 후 불노우즈 엔드밀(R1.0)로 살짝 오버하게 가공여유값(-0.1)을 조절하여 가공해 주면 중간 평면부의 필렛 단차와 평면부 가공품질(볼엔드밀로 가공하는 것보다) 좋게 할 수 도 있습니다.

 물론 이러한 점은 불필요한 공구 추가와 공정 추가를 발생할 수 있어 간단히 정삭 가공공구로 그냥 전체를 촘촘히 가공하는 경로를 생성하는 것이 더 낫은 방법이 될 수도 있습니다.

 

 모의 가공 결과물

 

전체 가공과정(모의가공) 동영상

 

 그리고 경우에 따라 해당 가공물의 형태를 볼 때 작은 R값을 가진 볼노즈 엔드밀로 전체 가공 하는 것도 크게 나쁘지 않습니다.

* 다만 해당 공구 절삭날 형태로 미절삭(공구가 못 들어가는 영역)이 발생할 수 있으므로 주의가 필요합니다.

 

 불노우즈 엔드밀로 전체 등고선 가공경로를 생성한 경우.

* 위 이미지처럼 불노우즈 엔드밀(R1.0) 사용 시 공구경에 비하여 작은 R값을 사용하므로 볼엔드밀에 비하여 좀 더 작은 Z 축 절삭간격값을 주어야 합니다.

* 또한 구석진 코너부에는 공구 형상(불노우즈)으로 인하여 공구가 코너 깊숙이 들어가지 못하는 경우가 생겨 미절삭 부분이 발생할 수 있으므로 가공 대상 형상이 해당 공구에 맞는지 확인을 하셔야 합니다.