마스터캠 3D 곡면 고속 워터라인 가공경로-5

 저번에 이어서 이번에는 오목한 포켓 형태 공작물을 워터라인으로 가공경로를 생성해 보겠습니다.

  전 공정(황삭, 중삭, 바닥면 정삭)은 완료된 시점에서 진행하였습니다.
 

 황삭은 고속곡면 영역황삭 가공경로
중삭/바닥면 정삭은 워터라인 중삭 가공경로 / 하이브리드 정삭 가공경로로 실행하였습니다.

 마지막 워터라인 정삭 가공경로는 다음과 같이 경로 생성 하였습니다.
 

 먼저 워터라인 가공경로를 선택하고 모델도형에서 공작물 전체를 선택하였습니다.
* 가공할 경사면만 대상도형 선택하고 바닥면만 회피도형으로 선택하여도 무방 합니다.

 가공경로 제어 항목은 가공면 외곽선에 공구중심영역 체인 설정 하였고 공구 위치는 중심으로 정의하였습니다.
 
* 사실 이러한 형태에서는 특별한 가공 옵션이 필요 없습니다.
* 필요 있는 공작물 형태는 다음에서.... 소개...

 사용 공구는 5파이 볼롱넥(싱크 8파이) 엔드밀을 사용하였습니다.

 절삭 파라미터 설정은 아래와 같이 기본적인 값에 큰 변화 없이 설정하였습니다.

 절삭 방법은 하향절삭
 
 날끝 보정은 날끝
 
 절삭 순서는 깊이 (큰 의미는 없고 공작물 형태가 최적화 적용 가능 하나 깊이로 적용한 경로와 차이점이 없어 깊이로 설정)

 스텝다운은 Z절삭 간격 0.2로 설정하고 절삭추가 적용하여 최소 스텝다운값은 0.01 , 최대 윤곽 스텝간격은 0.3으로 설정하였습니다.

 공구 유지 범위는 공구 지름 기준 비율(%)로 하여 900% 적용하였습니다.
 

 그 외 경로 이동 항목은 기본값 그대로 적용하였습니다.
 

 스텝/쉘로우는 가공 최대깊이만 -40.0(바닥면 Z값)만 적용하였습니다.
 

 링크 파라미터는 복귀 항목의 안전 복귀 높이값만 증분값 8.0으로 적용하고 나머지 값은 기본값으로 설정하였습니다.

 그 외 나머지 값도 기본값으로 정의하였습니다.

 이제 워터라인 가공경로를 생성해 보았습니다.

 공작물 형태가 단순한 형태라서 무난히 가공경로가 생성되었습니다.
 

모의가공 결과도 무난하게 나옵니다.
 
 

 이제부터는 워터라인 가공경로 적용하기 곤란한 형태의 공작물에  대하여 알아보겠습니다.

한쪽 방향으로 오픈된(열린 체인 형태) 형태의 공작물에 관한 워터라인 가공경로를 알아보겠습니다.

* 좌측 공작물처럼 3면이 오픈되어 있는데 한쪽면이 가공 불필요 영역인 경우와 우측 공작물처럼 3면은 닫힌 공작물인데 한 면만 오픈되어 있는 공작물의 경우입니다.
 

 먼저 좌측 공작물의 워터라인 가공경로를 생성해 보겠습니다.

 먼저 모델 도형의 대상곡면(가공곡면)과 회피곡면(체크곡면)을 아래와 같이 선택하였고 공구중심영역 체인은 솔리드 체인으로 아래와 같이 선택하였습니다.

 그리고 공구는 4파이 볼엔드밀로 선택하였습니다.

절삭 파라미터는..

절삭 방법 : 하향절삭  : 이 선택이 중요 포인트 중 하나입니다.

날끝 보정 : 날끝

절삭 순서 : 깊이로

스텝 다운 : Z 절삭 간격 0.2

절삭 추가 : 미적용

공구 유지 범위 : 공구 지름 기준 비율(%) 1200%

 이외 워터라인 절삭 파라미터 값은 거의 특이 사항 없이 기본값으로 하였습니다.

 그리고 가공경로를 생성해 보았습니다.

 그런데 자세히 보면 이송형태 동작이 보이는데 아주 잠깐이지만 소재 뒤면 쪽으로 가는 경향(화살표)이 있습니다.
* 만일 소재 상태가 미절삭이나 모델링과 다른 공작물이 있는 경우 공구 충돌 위험이 있을 수 있습니다.

 물론 특별한 경우가 아닌 경우 문제가 안되나 여기서는 문제로 인식하고 설명하겠습니다.

 이송형태 동작(급속이송이 아니고 절삭이송 속도로 이송됩니다.)이 있어 공작물 뒷면 모서리를 절삭할(면취 하듯이) 가능성이 있어 보입니다.
* 물론 이론적 으로는 공작물 형태와 가공경로상 관절삭이 있지 않습니다..... 이론상...

 이러한 이유와 공작물 가공면 끝단을 살짝 오버해서 가공경로가 생성되길 바라는 이유와 가공물 절삭방향(하향절삭)의 유지를 위하여 계속적으로 차라리 각 가공경로 단계마다 급속이송으로 이송되길 바란다는 전제하에 진행합니다.

 우선 현재 가공경로 설정 자체는 손대지 않고 간단히 모든 가공경로 간(Z절삭 단계별) 이송 시 무조건 급송이송으로만 이송되길 바라면 다음과 같이 절삭 파라미터 값을 변경하시면 됩니다.

 그것은 워터라인 절삭 파라미터 중 공구 유지 범위 값(공구 지름 기준 비율(%))을 줄이시면 됩니다.

 현재 공구 지름 기준 비율(%) 값 1200%을 최소 가공경로 간 거리값(여기서는 공작물 상면(X축 방향) 거리 미만값 : 측정해 보니 19.679이므로 이번에는 거리값으로 18.0을 입력합니다.)을 입력합니다.
 

 
 만일 반대로 급송이송 하는 것을 피하고 공작물 근접해서 이송형태 동작으로 이송하고 싶으시면 가공경로 간 최대 거리값 이상(여기서는 69.0)을 입력하시면 됩니다.

* 다만 이경우 이송속도 적용에 따라 틀리지만 각 가공경로 간 이송 시 절삭이송속도로 이송되므로(거기다가 3D 이송) 가공시간이 더 증대해지는 단점이 있을 수 있습니다.

 
 
 
 이외에 하나의 예로서 말씀드리면 이렇게 한쪽이 미가공면(이미 가공이 완료되면 이미 존재하는 경우)인데 마치 등고선 가공경로처럼 계속적으로 나선형으로 돌면서 가공경로를 생성할 수 없는가?(가공경로 단순화를 위하여)를 고민하게 됩니다.
* 사실 권하지는 않습니다.

 몇 가지 문제가 있는데 미가공면 선택 방법도 좀 문제이고 경우에 따라 뒷면 쪽 모서리 부분이 마치 면취 되는 듯한 관절삭이 발생될 수도 있습니다.

* 위 이미지처럼 등고선의 경우 뒷면 곡면형태와 관련 없이 나선형 가공경로가 생성되지만 워터라인의 경우 한쪽면의 가공곡면이 곡면 범위가 다른 가공곡면과 다른 경우 뒷면의 가공경로가 생성되지 않습니다.

* 또한 등고선 경로의 경우 공구 형태(공구 충돌 여부)와 관계없이 가공경로가 생성되는 경우가 있으나 여기 워터라인 가공경로 예에서 제시한 것처럼 가공공구면 지름과 싱크 지름이 다른 경우(공구 넥 또는 테이퍼) 워터라인은 공구 충돌을 우려하여 가공경로가 생성되지 않는 경우가 있습니다.

 그래서 워터라인의 경우 뒷면 가공곡면을 분리하여 다른 가공곡면과 동일한 형태(나선형으로 돌기 좋은)로 만들어 주면 워터라인 경로도 등고선 경로와 유사한 경로가 생성할 수 있습니다.

 

 그래서 이번에는 반대 형태(오목한 한쪽 개방 형태)의 경우를 알아보겠습니다.

 
 워터라인 절삭 파라미터는 기본적인 형태로 설정하였습니다.

여기서 보면 한쪽 가공면에서 가공경로가 끝나면 다음 가공경로까지 급속이송으로 진행합니다.
 

이러한 급속이송 형태에 대한 두 가지 옵션이 존재합니다.

 워터라인 링크 파라미터의 복귀값을 절댓값 또는 증분값으로 지정하는 것입니다.

* 위 이미지로만 보아서는 차이점을 알기 어렵기 때문에 아래 동영상을 참조하시기 바랍니다.
 

링크 파라미터 복귀항목 절댓값 적용 

 

링크 파라미터 복귀항목 증분값 적용 

* 이런 차이가 있으므로 가공환경에 따라 조절하시기 바랍니다.

* 다만 위 설정은 링크 파라미터 복귀항목 중 수직복귀 항목을 " 전체 수직 복귀"로 설정된 상태이며 이에 따라 절댓값과 증분값에 따라 차이점이 발생하나 만일 "최소 수직 복귀" 또는 "최소 거리" 적용에 따라 급송이송 경로 형태가 차이점이 상쇄됩니다.

* 단 "최소 거리" 값으로 설정 시 복귀 항목의 컬(curl) 업, 컬(curl) 다운 값이 활성화됩니다.
(공구 급속이송 시 미세 들기 비슷한 역할입니다.)

 또한 위에서 설명한 것처럼 공구 유지 범위 설정하는 것처럼 한 가공경로에서 다른 가공경로로 이송 시 급속이송이 아닌 공구를 들지 않은 절삭 이송으로 이송하는 방법을 쓸 수 있습니다.

* 만일 이 공구 유지 범위값을 적절하게 설정 시 링크 파라미터의 복귀값에 적용받지 않습니다.

 위 이미지처럼 최대 가공경로 간 거리값이 71.20 이므로 72.0 값을 입력하면 전체 가공경로 간 이송이 공구를 들지 않는 절삭이송 으로 변경되며 공구 유지 범위값을 최소 가공경로간 거리값(19.69)보다 작은 19.0 으로 입력하면 전체 가공경로간 이송이 급속이송으로 전환됩니다.

* 이때 각 가공경로 간 이송이 급속이송으로 전환 시 링크 파라미터의 설정값에 적용을 받습니다.

 또한 주의 사항이 만일 공구 유지 범위값 설정으로 각 가공경로 간 이송이 절삭이송으로 가면 거의 직각의 가까운 경로로 전환되므로 장비의 가감속 적용에 따라 장비 이송축 작동에 무리가 갈 수 있습니다.

 
 
다음에는 아래와 같은 군데군데 높이 다른 평면부가 존재하는 공작물 형태입니다.