머시닝 관련 초 기초사항 익히기 과정 - 03(머시닝 장비 각축 원점복귀방법)

이번에는 머시닝 장비 전원공급 후 맨 처음 해야 할 일중 원점복귀에 대하여 알아보겠습니다.

 보통의 경우 작업시작전 먼저 머시닝 장비 의 전원을 공급한 후 조작반 조작을 통하여 각 이송축의 원점복귀(3축 머시닝에서는 X , Y , Z)를 진행합니다.
* 각 이송축 원점복귀는 각 이송축 원점(기계좌표 X 0.0 , Y 0.0 , Z 0.0) 위치로 배드와 스핀들 을 이송하는 것을 말합니다.

DN솔리션(구 두산 공작기계) 장비 기준 으로 설명하겠습니다.

 

 

원점복귀 (REF(Reference Point) : Home Position) 

 먼저 머시닝의 전원공급이 완료 된후 조작반의 운전모드 선택버턴 의 REF(원점) 버턴을 누릅니다.
* 원점복귀 실행전 항상 현재 작업환경(배드 위 상태 또는 현재 정상종료 상태 인지 , 공구 상태 충돌여부 등)을 확인하시고 실시하셔야 합니다.

 

그리고 축 선택 버턴에서 먼저 Z축 버턴을 누릅니다.

* 이때 축 선택 버턴이 "+"(플러스) , "-"(마이너스)이 있는데 원칙적으로 어느 버턴을 누르더라도 해당 축 원점복귀 방향으로 이송됩니다.
* 해당 장비 파라미터 상태에 따라서 원점복귀시 해당 축 버턴을 계속 누르고 있어야 하거나 아니면 해당 축 버턴을 한번 누름으로서 자동으로 원점복귀가 실시됩니다.

 

 Z 축 버턴을 누르고 있으면 스핀들 Z 축이 원점 방향으로 이송이 완료되어 조작반의 해당 REF 상태 표시등에 Z축이 녹색으로 점등됩니다.

* 스핀들 (Z 축)이 원점복귀가 완료되면 위 이미지처럼 스핀들이 위치 하며 해당 Z축 원점위치 표시(화살표)가 일치하는것를 볼 수 있습니다.
* 이 각축 원점 위치 표시는 정밀하게 정해진 것이 아니고 작업자의 원점복귀 상태를 인식하기 편하게 하기 위한 표식입니다.

 

 이후 축 선택버턴에서 Y축 버턴을 누릅니다.
* Z 축 다음 축 선택은 특별히 순번이 없습니다. X축를 먼저 하고 Y축를 나중에 해도 무방 합니다.

 

 Y축 버턴을 누르고 있으면 배드 Y축이 원점방향(작업자 쪽)으로 이송이 완료되어 조작반의 해당 REF 상태 표시등에 Y축이 녹색으로 점등됩니다.

 

 

 

마지막으로 축 선택버턴에서 X축 버턴을 누릅니다.

 X축 버턴를 누르고 있으면 배드 X축이 원점방향(작업자 쪽)으로 이송이 완료되어 조작반의 해당 REF 상태 표시등에 X축이 녹색으로 점등됩니다.

 

 

 이렇게 원점복귀가 3축이 완료되면 다음과 같은 위치에 배드가 위치합니다.

 

 

 여기까지 원점복귀를 실시하면 조작반 화면의 현재 기계 좌표값은 X0.0 , Y0.0 , Z0.0 이 됩니다.

* DN 솔리션 이외 타 메이커 장비(WIA) 경우 배드 중심에 기계좌표 원점이 존재하는 경우가 있습니다. 

이런 경우 해당 위치로 원점복귀 합니다.

 

* 초기 신규머시닝 장비 중 톨체인지 작동 시 자동적으로 원점복귀가 이루어지는 경우가 있습니다.

 메이커 출고 기본값 툴체인지 프로그램 내에 원점복귀 명령이 포함되어 있는 경우라 차후 작업자 사정에 따라 제거하기도 합니다.

 

* 또한 조그(JOG) 모드 중 핸들(HHANDLE) 모드 사용을 허용하는 파라미터 수정하지 않은 상태에서는 해당 자동 원점복귀 기능을 이용하여 한번에 원점복귀를 실행하기도 합니다.

* 주의 사항 이 기능 사용 시 경우에 따라 3축이 동시에 이송되는 경우가 있어 공구충돌 위험이 있으므로 항시 현재 장비 배드 위 상황을 살핀 후 실시하기 바랍니다.

 

 또한 여러 가지 이유로 원터치 자동 원점복귀를 사용하지 못하는데 많은 장비를 출근하여 원점복귀를 해야 하는 경우 일일이 각축을 하나하나 원점복귀 하는 경우 이러한 원터치 원점복귀를 하는 방법(?) 이 있습니다.

 

 그것은 G28 (원점 좌표계) 명령를 사용하여 MDI 상에서 지령하는 것입니다.

* 보통의 경우 별도 프로그램으로 입력하여 호출하여 사용합니다.

* 조금 더 생각하면 워닝업 프로그램 선두에 넣고 워닝업 프로그램 실행 하면 각축 원점복귀와 워닝업 실행을 병행하는 방법입니다.

 

G28를 사용한 원점복귀명령은 " G28 X0.Y0.Z0.; "입니다.

MDI 모드 상태에서 해당 명령를 커서부에 입력하고 인서트(INSERT) 하여 프로그램 를 실행하시면 됩니다.

 

 

머시닝 장비 전원 차단(OFF) 시 각축 위치 (?)

 

 이제 작업이 완료되어 머시닝 장비 전원을 차단하고 장비 가동를 종료 하여야 할때 각축(배드 위치 와 스핀들 위치)를 어디에 두고 전원를 차단하여야 하는가 하는 상황입니다.

 

* 좀 어려운 것이 이것을 준수한다고 또 퇴근 후 무인가동 되어 오토파워 등으로 가공 종료 위치에서 임의적으로 종료되는 경우 또는 전원 차단 시는 알겠는데 전원공급 시 장시간 대기 할 경우에 역시 각축의 위치는 어떻게 해야 하는가 등등 어려운(설명하기 어려운) 상황 이 있습니다.

* 그런 한 관계로 이러한 조치가 불필요하다(하고 안 하고 차이가 거의 없다)라는 애기도 있지만 우선 여기서는 장비 매뉴얼대로 설명하겠습니다.

* 사실 이 이야기를 하는 이유는 이송장치 리미트 스위치(Limtis Switch)에 관한 얘기입니다.

 

 우선 보통 하는 방법은 스핀들 (Z 축) 은 위에서 1/3 정도 높이(공구 교체암 아래쪽으로) 내려서 위치합니다.

X축은 배드 이송범위의 중간 (머시닝 장비 중앙 위치)에 놓습니다.

Y축은 Y축 이송범위의 중간에서 살짝 안쪽(작업자 방향 반대쪽)으로 위치합니다.

 

 대충 이러한 위치인데.... 보통 이렇게 위치하고 머시닝 전원을 차단합니다.

 그런데 위에서 여기 했던 무인 가공 후 종료하는 위치 나 가공 중 대기하는 시간등 여러 가지 이유로 다른 위치에 놓고도 장시간 방치(?) 하는 경우가 많습니다.

 

 이러한 위치에 놓고 머시닝 장비 전원을 차단하는 이유가 보통의 경우 범용밀링 작업종료 시 밀링테이블 위치와 같은 계념으로 생각해서 같은 방식을 적용하는 방식과 각축이 이송되는 레일(티가이드 또는 LM가이드)의 중간위치(가동축 적재물 중량이 적절하게 배분되는 위치)에 놓은 것이 좋다는 등 여러 가지가 있지만 중요점 은 다른 곳에 있지 않은가 생각됩니다.

 

 우선 머시닝 장비의 원점복귀 과정(하드웨어적)을  알아봅니다.

 

 아주 간단하게 얘기 하면 각축 이송 부분(여기서는 X축 이송을 제시합니다.)에서 이송 한계점을 정하기 위하여 리미트 스위치(Limits Switch)를 설치합니다.

 

 아래와 같은 형태의 부품인데 상부 롤러 접점부위에 한계점 스톱버가 접촉하여 롤러가 눌러져서 스위치가 작동하면 그 신호발생으로 원점복귀(이송 한계점) 이 이루어집니다.

* 실제로 원점복귀점(기계좌표값) 측정은 해당 머시닝 장비의 각축 이송 서버모터의 엔코너가 담당하며 이러한 리미트스위치 와 근접접근센서가 보조적인 역할을 합니다.

 이것이 X축 배드이송 시 적용되는 과정을 알아보겠습니다.

* 이해를 돕기 위하여 단순화 한 이미지이며 실제적용은 다릅니다.

 

 위 이미지처럼 리미트 스위치 가 설치되어 있고 이송한계점(리미트접점) 이 있으며 원점복귀를 실행하면 리미트스위치 위치로 배드가 이송됩니다.

 

 위와 같이 원점위치로 이송되면 리미트 접점부와 리미트스위치가 접촉하여 신호발생이 이루어져서 X축 이송이 멈추고 원점복귀를 종료하게 됩니다.

 

 즉 원점복귀 과정을 진행하면 각축의 해당하는 리미트 스위치가 작동상태(눌림)가 된다는 점입니다.

 

 이것은 원점복귀 상태에서 전원 차단(장시간 미동상태 : 리미트 스위치 작동상태)을 하면 안 되는 이유 중 하나입니다.

장시간 리미트스위치가 눌러진 상태를 유지하면 리미트 스위치 작동 스프링이 약해져서 고착화(작동상태 불량)가 이루어져서 차후 작동에 문제가 발생할 우려가 있습니다.

 

 그러므로 가능한 작동 중인 상태가 아닌 장시간 멈쳐있는 상태이라면 우선 원점위치에서 조금씩 떨어져 있는 위치 (맨 처음 Z 축 1/3 내리고 , X축 중앙, Y축 중앙에서 살짝 안쪽으로 위치하라는 의미가 이러한 리미트 스위치에서 떨어져서 대기하라는 의미가 있습니다.

 

 물론 근본적인 문제는 배드 위에 여러 가지 고정구(바이스라던가.....)가 있어 중량 배분 문제(한쪽으로 치우침)로 가능한 이송 레일 가운데로 위치하게끔 하라는 의미도 있습니다.

 

 스핀들도 고중량의 물제이므로 가능한 최상단에 놓은 것보다 약간 하단으로 내려놓은다는 의미도 있습니다.

 

 

살짝 요약하면....

1. 작업 후 전원차단 시 가능한 Z 축은 1/3 정도 내려놓고 X축 중앙, Y축 중앙에서 안쪽으로 위치한 후 전원 차단 한다.

2. 장기 미사용 시 이를 준수하고 1개월 이상 미작동시 스핀들을 1/2 정도 내리고 배드와 스핀들 사이에 적당한 고정물을 배치하여 스핀들 처짐을 방지합니다.

3. 1~2일간의 장비 정지 시는 위 사항을 필히 준수하지 않아도 무방 하다.

 

 참고로 전원공급 상태에서는 전기소모 와 습등유소모가 이루어지므로 만일 장시간 대기 중이라면 가급적 각축을 위에 명시한 위치에 놓고 비상정지 버턴을 눌러 유압계통이나 전기모터의 소모, 습등유 소모등를 줄이도록 합니다.

* 안전상 미작동 상태의 장비는 작동불능 상태(비상정지 버턴 적용상태)에 놓고 있는 것이 좋습니다.