마스터캠 3D 곡면 고속 워터라인 가공경로-2

 저번 워터라인 설명에 이어서 절삭파라미터 설정에 대한 설명을 하겠습니다.
 

워터라인 절삭 파라미터

④ 스텝 다운
 워터라인 가공경로는 위에서 설명했듯이 가공곡면의 Z값단계별 가공경로를 구분 생성하는데 이 구분하는 Z값을 입력하는 설정이 스텝 다운(단계별로 나누어진) 값입니다.

 즉 워터러인 가공경로를 1.0mm 단계로 생성하고 싶다면 1.0이라고 입력하시면 됩니다.

* 2D 포켓가공의 깊이 가공과 동일하게 인지하시면 됩니다.

* 다만 저 입력값이 100% 그대로 적용되는 것은 아닙니다.
(즉 만일 가공범위가 0.0 ~ -40.0이라고 하고 스텝다운(깊이 가공) 값을 1.0으로 하면 맨 처음 -1.0 -2.0 -3.0 -4.0....... 이렇게 내려가는 것이 아니라는 애기입니다.)
(만일 저렇게 딱 떨어지게 Z값을 생성 못하는 것은 아닙니다.)

* 2D포켓가공의 깊이가공값 생성과 틀립니다.
 

 우선 예로서 살펴봅니다.

 우선 스텝다운값 입력된 것을 기초로 전체 가공깊이 / 스텝다운 값을 가공 공차값을 감안해서 나누기 때문에 실제로는 스텝 가공값보다 살짝 작은 값이 적용됩니다.

 예로서 가공깊이 0.0 ~ -40.0의 스텝다운 2.0을 주면 처음 -2.0 -4.0 -6.0 이렇게 나눠지지 않고 살짝 작은 값 -1.995에서 2.0단계(스텝다운값)로 단계별 값이 출력됩니다. 

 즉 -1.995에서 -3.995 그다음에는 -5.995 이렇게 스텝다운값(2.0단계)으로 출력됩니다.

  
 이것은 가공깊이가 -40.0인데 곡면가공 공차값(원호 거르기/공차 값이 아닙니다.)과 하부 가공깊이 -40.0에 딱 붙는 곡면이 있어서 이에 대한 연산값 오차 때문에 아주 살짝 떨어집니다.
(딱 Z-40.0위 치에 곡면이 있어 살짝 곡면 연산 공차만큼 오차가 발생합니다.)

* 대신 만일 가공곡면 형태가 가공깊이 아래쪽에 방해곡면(?)이 없는 경우 가공깊이 그대로 깊이값이 나옵니다.

 그래서 만일의 경우 하단부의 영향을 줄 수 있는 곡면(장애물)이 없는 경우 이러한 가공경로 Z값이 정확하게 가공 최대깊이(예: Z -30.0)에 떨어지게 좌표값이 생성됩니다.

* 다만 처음 시작하는 상부(필렛 부분)가 영향을 받으므로 가공단계값은 (Z -1.995 ~ -30.0) 간의 스텝다운 값 2.0 단계로 계산됩니다.

 마지막으로 만일 가공곡면이 영향을 주지 않는 경우는 어떻게 되는지 살펴보면..

 수직 곡면 모델링에서 최대 깊이는 공중에 뛰어 공구 진입에 곡면이 영향을 받지 않으면 가공경로 Z값은 순수하게 스텝다운 값을 가지고 최소/최대 깊이를 나누어 가공경로를 생성합니다.

 그러므로 만일 가공경로를 생성하였는데 작업자 생각과 틀린 좌표값(Z값)이 나온다면 이러한 점을 고려하셔야 합니다.
 
 좀 설명이 복잡한데 간단하게 스텝다운 값은 가공경로가 생성되는 Z값 단계의 최대치가 되는 값이며 가공 적용 높이부터 계산됩니다. 
 

⑤ 절삭 추가
 절삭추가 항목은 위 예제와 같이 워터라인 가공경로가 일정한 경사면(또는 각도 변동이 작은) 곡면의 가공경로를 생성하는데 특화된 가공경로인데 만일의 경우 일부 특정 부분이 곡면의 각도(경사면)가 급하게 변동되는 부분에 대하여 일괄적인 Z값 단계별(워터라인 기본기능)이 적용되는 경우 해당 곡면의 가공경로가 생성되지 않는 경우에 대비하여 추가적인 옵션 기능입니다.
 
* 여기서 적용되는 각도는 가공경로가 적용되었을 때 해당 Z값 단계별 공구 날면(접점)과 가공곡면이 서로 접하는 접점의 직각인(공구 중심점 기준) 선의 각도입니다.

 

 다시 말해서 가공경로 접점간 각도가 아니고 가공경로에 접한 공구의 날면이 가공곡면에 접해있는 상태에서 접해있는 수직 각도 와 작업평면과의 각도 입니다.

 절삭추가 옵션은 최소 스텝다운 값 OR 최대 윤곽 스텝간격값이 둘 중 하나 마스터캠이 판단하여 적용합니다.
(둘 중 하나의 조건이 충족되면 적용)
 
* 다시 말씀드려서 해당 적용 각도는 가공경로에 위치한 공구 끝점에 대한 각도가 아니고 그 해당 공구의 날면에 접하는 가공곡면의 상호 직각 접하는 선의 각도입니다.
 
 
 먼저 예로 절삭 추가 형태를 살펴보겠습니다.

 위 형태의 가공곡면(모델링)을 간단하게 워터라인 가공경로를 생성하였습니다.

 조금 자세히 살펴보면 경사면 상하부 필렛 부분에 가공 경로가 벌어진 것을 볼 수 있습니다.

* 모의 가공 한 것을 살펴보면 가공경로 간격이 넓어지므로 공구형태(볼엔드밀) 사이의 골(산 모양)이 조금씩 남아 있는 것이 보입니다.
(이런 경우 의외로 모의가공 결과물이 정확합니다.)

 이런 경우 이 부분(가공경로가 벌어진 구간)에 절삭 간격을 좁히려면 스텝다운 간격을 줄이면 해결(?) 할 수 있지만 중간 부분 일정 경사면에는 불필요하게 경로간격이 조밀해지는 (가공시간 증대) 불필요한 낭비요소가 발생할 수 있습니다.

 그러므로 이러한 평균적인 경사면(경사 각도가 일정한 구간)은 적절한 스텝다운 간격을 유지하면서 저 문제시되는 부분만 가공경로를 추가하는 방법이 이 절삭 추가(경로 추가) 기능입니다.

 그러므로 처음 설정된 스텝다운 값은 그대로 전체 적용하고 별도로 절삭 추가 옵션을 활성화하면 2가지 조건중 하나만 충족되어도 그 부분에 대한 가공경로를 추가합니다.

* 절삭 추가 항목 중 최소 스텝 다운 항목은 현재 지정된 스텝다운 값과 별도로 경로추가 가능한 스텝 다운값(최소 스텝다운 값이라 경로 추가 허용되는 스텝다운 간격은 이 최소 스텝다운값까지 허용합니다.)을 지정합니다.

* 최대 윤곽 스텝간격값은 작업평면과 수직 되게(위에서 아래로 : 평면방향) 바라볼 때 절삭 경로 간의 간격이 최대 윤곽 스텝간격을 오버하지 않게(최댓값) 가공경로를 생성합니다.

 

 현재 워터라인 가공경로 절삭 파라미터 스텝다운 값은 다음과 같습니다.

 이것을 다음과 같이 절삭 추가 기능을 활성화합니다.

 
* 입력된 값을 해석(?)하면 가공경로 생성은 기본적으로 스텝다운값 (1.0)을 기본으로 생성하지만 경우에 따라 최소 스텝값(0.1)을 한계로(즉 생성 가능한 스텝다운(Z값)은 1.0 ~ 0.1 사이로 한다) 하며 최대 윤곽 스텝간격(작업평면에서 바라본 가공경로 간 간격이 1.0 ~ 0.5 사이에서 발생한다)을 준하면 절삭 추가 가공경로가 발생합니다.

* 위와 같이 절삭 추가 전 워터라인 경로는 무조건 스텝다운 Z값(1.0) 단계별로 구분 생성된 가공경로를 생성하지만.
절삭 추가 후 워터라인 경로는 기본적으로 스텝다운 Z값(1.0)으로 구분되는 가공경로를 생성하면서 만일 절삭추가 조건(최소 스텝다운 값 0.1 & 최대 윤곽 스텝간격값 0.5)중 하나라도 충족되는 가공경로 생성 환경이 되면 해당 값에 의한 가공경로가 생성됩니다.

* 즉 절삭추가 전에는 경로 간 간격(4.44)에 관계없이 무조건 Z값(1.0)에 접하는 경로를 생성하는데 절삭 추가 후 에는 해당 절삭추가 조건에 의거하여 경로 연산중 최소 스텝값(Z 1.0~0.1)과 최대 윤곽 스텝간격값(X, Y 1.0~0.5)을 유지할 수 있는 경로(첫 번째가 Z값 0.15는 조건에 부합하지만 XY간격값 1.71은 충족 못하는)가 생성됩니다.

* 이후 2번째는 경로 간 스텝다운 Z값(1.0~0.1) (0.32-0.15= 0.17)을 충족하면서 최대 윤곽 스텝간격값(XY 1.0~0.5) (0.84)을 충족하는 단계에 경로 생성 하는 등 이러한 조건을 마스터캠이 자동적으로 연산하여 추가로 경로를 생성합니다.

* 참고로 1번째는 왜 최대 윤곽 스텝간격(XY 1.0~0.5)을 충족하지 못하는데(1.71) 생성되는가요? 의 답은 만일 최대 윤곽 스텝간격값(XY 1.0~0.5)을 지키게 되면(경로생성이 좀 더 원본 곡면값(X0, Y0, Z0값?)에 근접하게 되어 그 충족 가공경로의 Z값이 최소 스텝값(Z1.0~0.1)을 벗어나(더 작아지는) 경우가 발생하기 때문입니다.

 이것은 단순하게 얘기하면 최소 스텝값을 좀 더 작게 주면 해결(?) 됩니다.

 다만 이렇게 하면 가공경로 생성조건이 넓어지는 (가공경로가 좀 더 촘촘해지는) 조건이 되어서 낭비요소가 될 수 있습니다.

*예로서 최소 스텝간격을 0.1에서 0.01로 주면 아래와 같습니다.

*첫 번째 경로가 최소 스텝간격값(Z1.0~0.01) , 최대 윤곽 스텝간격값(XY1.0~0.5)을 준수합니다.
 
* 다만 주의 사항이 이러한 최대 윤곽 스텝간격값이 이상 없는(수정할 필요 없는 일정경사면)의 경로 간 간격보다 작은 경우 현재 절삭 추가(가공경로)가 필요로 한 부분 말고 나머지 부분에도 경로간격이 줄어서 결국 불필요하게 가공경로가 추가되는 결과를 초래할 수 있습니다.

 그러므로 마스터캠 기본적인 요건은 반대로 최대 윤곽 스텝간격값이 스텝다운값 보다 큰 것을 기본으로 합니다.
(이러한 점 때문에 무작정 스텝값을 입력하기보다 현재 가공곡면형태를 고려하여 적절하게 (크던 작던) 해당 스텝값을 입력하셔야 합니다.)

 이러한 절삭 추가값은 해당 곡면의 형태(경사 각도, 곡률, R값 등)에 따라 달라져야 하므로 해당 가공물의 가공조도 또는 초기 상단 평면에서 경사면으로 넘어가는 모서리 부분의 부드러움 등 을 고려하여 적절한 값을 넣으셔야 합니다.

 그리고 이러한 워터라인의 절삭 추가 기능을 활성화하고 스텝다운값(1.0) 보다 최대 윤곽 스텝간격값(0.5)이 더 작은 경우 다음과 같은 메시지가 출력 됩니다.

 

* 이러한 메세지가 표시되는 것은 무슨 문제발생이라기보다 마스터캠이 생각하기에 절삭추가 가공경로가 필요이상으로 발생할 수도 있다는 경고 메시지입니다.
 

 즉 위에서 얘기 했듯이 만일 최대 윤곽 스탭간격값이 스텝다운값보다 작은 경우(예제에서 상하 필렛 부분이 아닌 일정 경사면의 가공경로(특히 완만한 경사의 경우)) 절삭추가 되지 않아도 될만한 부분 가공경로까지 절삭추가가 되는 경우가 있습니다.

 이러한 경우 원래(?) 적절한 경우보다 보다 많은 가공경로 연산 시간과 가공경로 증대로 가공시간의 증대 등의 경우가 발생하므로 (다행인 것은 가공조도에는 도움이 될 수 있는....) 만일의 경우 선택이 가능하다면 가능한 절삭 추가 방법을 최대 윤곽 스텝간격값을 키우고 대신 스텝 다운값을 줄이는 방법을 택하라고 권하지만(마스터캠이..) 저는 권하지 않습니다.

 하단의 "이 세션에서 이경 고를 다시 표시하지 않기"을 체크하시면 현재 작업이 완료되기 전(마스터캠 종료 나 새로운 파일 적용 시) 해당 메시지창은 표시되지 않습니다.