이번에는 머시닝 장비에서 적용되는 정도레벨(G5.1 Q1 R)에 대하여 알아보겠습니다.
우선 정도 레벨은 머시닝장비 설정화면(OFS/SET)의 부속 메뉴로 되어 있습니다.
우선적으로 정도레벨(AICC)에 대하여 알아보겠습니다.
정도레벨은 화낙(FANUC) 장비에서 고속이송 절삭가공(HSM) 시 발생하는 문제를 해결하기 위한 방안중 하나입니다.
어떠한 문제가 발생하는가 하면 먼저 해당축이 고속이송 중 가공경로의 급격한 코너 부분(특히 90도 각진) 이송 시 고속으로 이송하는 속도 그대로 가공경로 코너에 진입할 경우 축이송 볼스크루 회전의 급격한 반전이 이루어집니다.
그나마 가공경로 코너부의 코너반경 경로가 있어 어느정도 급격하지 않은 가공경로의 이송이 이루어지면 좀 다행이나 이러한 점이 고려된다 해도 코너 진입/복귀(급격한 이송방향 전환)가 진행하면 축이송용 볼스크루의 반전으로 인한 마모와 가공 공구의 절삭 부하면의 전환로 인한 파손/마모 등 해당 장비의 파손 및 마모가 우려되고 또한 지령된 가공경로의 이탈(지령된 경로와 불일치 이송)등 여러 가지 문제점이 발생합니다.
* 흔히 자동차로 애기해서 계속 엑셀 밟고 주행하다 코너에서 핸들을 바로 돌리면 자동차가 크게 흔들리면서(장비 이송축 마모등) 코너링하는 것과 같이 이해하시면 됩니다.
* 또한 이송축의 급격한 반전으로 해당축의 위치가 원래 지령된 가공경로를 이탈할 수 있는 위험성도 있다고 볼 수 있습니다.
이러한 문제점으로 인하여 화낙시스템에서는 옛부터 "AI-HPCC / AI-NANO HPCC" - AI-APC - AICC1/2(요즘 트렌드)로 진화된 가공경로 윤곽제어 방식을 제공합니다.
AI-HPCC : Artificial Intelligence(AI) - High Precision Contour Control (인공지능적 최정밀 윤곽제어) : 지령문 : G5 P10000
AI-APC : Artificial Intelligence(AI) - Advanced Preview Control (인공지능적 고급 예측제어) : 지령문 : G5.1 Q1.
AICC : Artificial Intelligence(AI) - Contour Control (인공지능적 윤곽제어) : G5.1 Q1.
* 여기서는 AICC로 통일하겠습니다.
이러한 AICC 기능은 말그대로 지령된 가공경로를 지령된 이송조건을 상호 준수하면서 이행할 수 있도록 제어하는 옵션기능입니다.
* 요즘은 기본적으로 제공하지만 AICC는 옵션으로 취급하며 간혹 구버전 기종중 화낙시스템에 탑재되어 있지 않은 경우도 있습니다.
이러한 윤곽제어 (작업자가 지령한 가공경로를 그대로 따라가려고 하는)의 기능은 크게 2가지입니다.
지령된 가공경로를 그대로 따라가기 위한 이송속도의 가감속 제어와 가능한 지령된 가공경로에서 벗어나지 않도록 노력하는 기능입니다.
간단하게 설명하면 위에서 얘기한 것처럼 고속이송 시 코너 진입 시 선독기능으로 앞으로 진행할 가공경로 지령(G-CODE)을 미리 읽어(선독) 앞으로의 경로에 가감속이 필요한 경로(여기서는 코너분)를 파악하여 이 코너 경로를 지정된(작업자가) 공차를 준수하는 경로로 이송하려면 현재의 속도를 얼마나 줄여야 부드럽게 코너 경로를 지나갈까을 AICC(윤곽제어) 기능이 고민합니다.
여기서 정도레벨은 이러한 코너 부분을 지나감에 따라 승차감 좋게(예로서...) 지나가려면 현재 이송속도를 줄여야 할까를 결정하는 부분입니다.
거칠더라도 빠르게 이송하려고 하면 정도레벨을 낮추고 좀 느리더라도 승차감 좋게(공구 부하를 적게) 유지하고 코너 경로를 최대한 일치하게 이송하려고 하면 정도레벨을 높게 유지합니다.
즉 정도레벨이 낮으면 코너 바로 앞에서 와서 급브레이크를 밟고 다시 바로 엑셀을 전개하며 코너를 돌아갑니다.
(코너 경로를 좀 이탈하더라도 빠른 이송을 유지)
정도레벨이 높으면 코너가 예상되는 것을 미리 선독하여 좀 더 앞지점부터 부드럽게 브레이크를 밟다가 코너를 돌면 다시 천천히 엑셀 전재하며 현재 이송경로를 유지하며 이송하게 됩니다.
그러므로 정도레벨을 높게 설정하면 이송부하가 염려되는 경로에서는 크게(많이 감속) 이송속도를 줄이면서 현재 가공경로를 유지하고 자주 가감속을 지령합니다.
정도레벨을 낮게 설정하면 이송부하보다 빠른 경로 이송을 우선시하므로 가감속 빈도가 적으며 작은 폭에서 이송속도의 가감속이 이루어집니다.
먼저 머시닝 장비의 설정화면에서 현재 장비에 정의된 정도레벨 값을 알아보겠습니다.
1. 머시닝 장비의 조작반의 운전 모드 선택버턴 중 MDI모드 버턴을 눌러 MDI모드로 들어갑니다.
2. MDI모드에서 입력키보드 부분의 OFS/SET버턴을 눌러 설정화면(세팅)으로 들어갑니다.
3. 현재 설정화면(HANDY)에서 하단 소프트 기능키 중 오른쪽 화살표 소프트키를 눌러 다음 설정화면 선택 버턴을 나오게 합니다.
* 오른쪽 화살표 키를 2번 누르면 정도레벨 선택 소프트키가 나옵니다.
* 오른쪽 화살표는 화면의 (조작) 버턴 옆의 "+" 기능키 누름 역할을 합니다.
4. 정도레벨 표시화면(보기만 가능하고 변경은 불가능합니다.)의 최상단 X축 정도레벨 "숫자" 속도(1)-정도(10)의 "숫자"를 보고 현재 정도레벨을 알 수 있습니다.
*예제화면에서는 현재 설정된 정도레벨이 6단계임을 알수 있습니다.
그럼 현재 장비의 정도레벨 단계가 얼마인지 알아보았습니다.
다음 정도레벨 값이 가지는 의미를 알아보겠습니다.
정도 레벨 값은 다음과 같은 값이 지정됩니다.
정도레벨 지령문 : G5.1 Q1 R6 (G5.1 Q1이 정도레벨 활성화 지령문이고 R값은 적용되는 정도레벨의 단계값입니다.)
* 즉 G5.1 Q1(정도레벨 활성화 준비 지령) R6(정도레벨 6단계로 지정하라 라는 지령문)
다시 설명드리면 여기 R값은 정도 레벨값이며 0이면 정도레벨 미적용상태 1~10은 각 단계별 정도레벨값 적용 입니다.
* 이러한 정도레벨 단계는 흔히 가감속 적용여부 단계라도 하나 화낙 시스템 정의는 지령된 가공경로에 최대한 일치하기 위한 적용되는 가감속 적용률 값입니다.
* 커브길에 차선을 잘 따라 가려면 천천히 진행하고 진행에 관련 없는 직선코스는 가감속 없이 진행합니다.
* 대각선 또는 Z값 이송 시에도 적용됩니다...(미미하지만)
* 전체적으로 특히 형상가공 또는 다이내믹 같이 고속이송이 동반된 절삭 가공경로에 특화 되어 있으며 다이나믹 같은 고속이송 같은 경우 정도레벨이 낮으면 장비 가동 시 쿵꽝쿵꽝 하는 장비 진동이 발생할 수 있습니다.
* 일반적인 2D작업 시에는 거의 의미가 없는(사실 2D가공이라서가 아니고 고속이송이 이루어지지 않는(충분히 느린 속도로 진행 중인 작업) 가공작업을 뜻합니다.) 설정입니다.
* 특히 수직이송으로 이루어지는 가공작업(드릴, 탭, 보링 같은 경우) 경우도 정도레벨의 영향을 받지 않습니다.
(이러한 이유로 장비에 따라 드릴, 탭 가공 시에는 정도 레벨을 취소하고 다음 가공작업 시 다시 정도레벨을 적용하는 것을 자동으로 장비가 실행하나 장비에 따라 작업자가 임의적인 정도레벨 지령 시 별도로 해당 드릴링작업등에 정도레벨 취소와 재적용 지령을 실시하여야 하는 경우가 있습니다.
(특히 M29 적용 시 주의가 필요합니다.)
정도레벨 R값 단계별 적용값
* 크게 1~5까지는 지령된 이송속도를 지키는데 주력하고 5~10까지는 지령된 가공경로를 지키는데 주력합니다.
R0 : 정도레벨을 적용하지 않습니다. (드릴, 탭등 수직절삭하는 가공의 경우 적용)
R1 : 정도레벨 적용을 지령된 가공경로 이송속도를 가공경로 일치도 보다 최우선으로 적용합니다. (가감속 최소화)
R2 : 위보다 한 단계 낮게 이송속도 준수 적용 (가감속 약하게 적용)
R3 : 위보다 한단계 낮게 이송속도 준수 적용 (가감속 작게 적용)
R4 : 위보다 한단계 낮게 이송속도 준수 적용 (가감속 적당히 적용)
R5 : 정도레벨 적용을 지령된 가공경로 이송 속도과 가공경로 일치 도을 동일하게 적용합니다. (가감속 적당히)
R6 : 위보다 한 단계 높게 가공경로 일치도 준수 적용 (가감속 조금 많이 적용)
R7 : 위보다 한단계 높게 가공경로 일치도 준수 적용 (가감속 많이 적용)
R8 : 위보다 한단계 높게 가공경로 일치도 준수 적용 (가감속 더 많이 적용)
R9 : 위보다 한단계 높게 가공경로 일치도 준수 적용 (가감속 보다 많이 적용)
R10 : 정도레벨 적용을 지령된 가공경로 이송속도 보다 가공경로 일치 도을 최우선으로 적용합니다. (가감속 매우 많이)
보편적인 적용 범위는
R1 ~ R2 : 단순 2D 가공작업 또는 드릴링, 탭작업이 우선인 공정 적용 (일반적인 2D작업만 하신다면 이 정도레벨로도 문제없으나 정밀 공차 적용 시 정도레벨이 좀 높아야 합니다.)
R3 ~ R4 : 2.5D 또는 형상가공에서 있어서 가공여유가 충분한 황삭, 중삭 공정 적용
R5 : 보편적인 중간값(기본값) 2D, 2.5D 등 단순 가공이나 형상가공 시 적용할 수 있는 기본적인 값입니다.
R6 ~ R8 : 형상가공에 있어 어느 정도 정밀도가 필요한 금형 같은 공정시 적용할 수 있는 값입니다.
(여기서부터 가감속이 많이 적용되며 예상 가공 시간의 15%~30% 추가 됩니다.)
R9 ~ R10 : 정밀 금형과 같이 형상가공의 정밀도가 요하는 (또는 조도가 요구되는) 공정시 적용합니다.
(많은 가감속이 적용되나 부드러운 이송과정이 수반되어 정밀가공 또는 소구경 가공시 공구파손 방지에 도움이 됩니다.)
정도레벨 취소 지령문은 G5.1 Q0입니다.
* 이렇게 설명하지만 장비 수명(이송축 마모)및 공구 파손방지등의 이유로 2D 작업하시는 분들도 정도레벨 R5(기본값) 정도 적용하시며(약간의 가감속을 느낄 수 있습니다.) 장비의 노후화 및 일부 정도레벨이 낮아도 문제없이 빠른 작업을 요하는 공정에 경우 정도레벨은 낮게 설정하는 경우도 있습니다.
그럼 이러한 정도레벨 사용법에 대하여 설명합니다.
우선 기본적으로 신규장비에 경우 정도레벨 R5에 기본값을 두고 항상 활성화 상태로 설정되어 출고됩니다.
간혹 구형 또는 중고 장비에 경우 정도레벨 비활성화 또는 정도레벨 단계 조절해 놓은 경우가 있어 기본값과 틀리게 적용된 경우가 있습니다.
먼저 현재 정도레벨을 R5(예시)에 지정했다고 생각(가공 프로그램에서 또는 MDI에서 G5.1 Q1 지령 한경우)했는데 해당 장비를 재부팅 또는 전원을 껐다 다시 전원을 킨 경우 다시 정도레벨을 확인 하자 R0(예시)뢰 되돌아가는 경우가 있습니다.
* 최후에 지정한 정도레벨값을 유지하지 못하고 장비의 전원의 ON/OFF 시 특정값으로 되돌아가는 현상이 있는 경우입니다.
이경우 현재 장비의 정도레벨 단계값을 설정유지 하는 파라미터 설정이 있습니다.
해당 파라미터 번호는 11687번입니다.
파라미터 설명을 보면..
파라미터 11687번의 값을 0, 1~10까지 지정할 수 있습니다.
0 : 현재 장비에 지령된 정도레벨값을 계속 유지합니다.
* 즉 작업자가 제일 마지막에 지령한 정도레벨 값을 계속 유지합니다. (전원 ON/OFF에 관계없이)
만일 작업자가 가공 프로그램 내에 또는 MDI상에서 G5.1 Q1 R7을 지정하면 해당 장비는 계속 정도레벨 R7로 적용됩니다.
1 ~ 10 : 현재 장비에 적용된 정도레벨과 관계없이 해당 장비의 전원을 ON/OFF 하면 해당 파라미터값으로 정도레벨이 변경됩니다.
* 만일 11687번 값이 5인데 가동 중 작업자가 "G5.1 Q1 R7"를 지령하면 해당 장비는 전원 ON/OFF 또는 다시 정도레벨 값 변경하기 전까지 계속 정도레벨 R7값을 유지하지만 장비 전원을 ON/OFF 하면 해당 파라미터값 "5" 대로 정도레벨이 R5로 지정됩니다.
* 물론 전원 ON 한 후 다시 작업자가 "G5.1 Q1 R7" 지령하면 해당 장비는 계속 R7값을 유지합니다.
* 이러한 이유로 정도레벨이 낮아도 되는 가공과 정도레벨이 높아야 하는 가공을 겸하는 장비에 경우 해당 정도레벨을 가공프로그램에 그때그때 지령하여(프로그램에서 G51.Q1R 지령을 반복합니다.
* 이방식은 작업자 방식에 따라 달라지는데 포스트에 자동 정도레벨 변경지령을 내리거나 마스터캠 가공정의 내 수동입력기능으로 첨가하거나 아니면 경우에 따라 톨체인프로그램에 지령하는 경우도 있습니다.
* 만일 장비가 AICC을 지원하지 않고 AI-NANO 또는 AI-APC을 사용하는 장비는 똑같은 기능을 하는 파라미터 번호는 11686입니다.
또한 경우에 따라 위 같이 하여도 정도레벨이 전원 ON 한 후(작업자가 별도로 G5.1Q1R를 지령하지 않은 상태) 지정된 값으로 설정되지 않는 경우가 있는데 이 경우 G5.1 Q1(현재 설정된 정도레벨 값으로 정의)하는 것을 자동적으로 (자동운전 시만) 설정하는 파라미터 번호가 있습니다.
* 이 파라미터 설정은 해당 장비 자동운전 시(별도 정도레벨 지령이 없는 경우) 위 11687번 파라미터에 지정된 설정값으로 G5.1Q1을 자동적으로 활성화합니다.
해당 파라미터 번호는 1604번입니다.
파라미터 설정은.
0 : 자동운전 시 가공프로그램 내 별도 정도레벨 지령(G5.1 Q1 R)이 없는 경우 정도레벨 기능을 비활성화 합니다.
1 : 자동운전시 가공 프로그램내 별도 정도레벨 지령(G5.1Q1R)이 없는 경우 해당 장비에 지정된 정도레벨값(파라미터 11687 값)에 따라 정도레벨 기능을 활성화합니다.
* 참고로 정도레벨 기능이 비활성화(G5.1 R0)로 지령되어도 화낙시스템 자체 내에 윤곽제어 기능(별도기능)은 작동합니다.
다만 이송속도의 가감속 적용 여부만 비활성화(정확히는 소극적으로 적용..) 됩니다.
* 대략 화낙 장비는 정도레벨 비활성시 장비 보호를 위하여 R3정도의 레벨로 작동됩니다.
그러므로 사실상 R3 이하로 정도레벨값을 지정하는 것이 의미 없을 수 있습니다.
그래서 정도레벨에 지정된 가감속값은 아래와 같이 변화됩니다.
G5.1 Q1 R1를 지령한 경우.
G5.1 Q1 R5를 지령한 경우.
G5.1 Q1 R10를 지령한 경우.
* 위의 정도레벨 화면을 보시다시피 정도레벨(AICC)은 축의 이송속도 가감속값에 관여하여 이송제어의 관련한 기능입니다.
기타 참고 지식
1. 정도레벨 지령문
HPCC 또는 AI-APC 지원(구형) 장비 경우 G5 P10000 R1~10을 지령합니다.
G5P10000만 입력하면 현재 정도레벨값으로 활성화됩니다.
R1~10 적용 값은 G5.1과 유사합니다.
정도레벨 취소는 G5 P0입니다.
AICC는 G5.1 Q1 R1~10 지령이며 취소는 G5.1 Q0입니다.
R값 입력 문자는 R10 , R10. , R10.0 모두 적용가능 합니다.
2. 가공정의 내 지령 시 주의 사항
가공프로그램 내 지령된 G5.1Q1은 모달(해당 값이 계속 유지) 기능이 적용되므로 해당 가공정의가 완료되면 다시 G5.1 R0으로 정도레벨 적용을 취소해주는 것이 좋습니다.
* 장비에 따라 이렇게 지령된 G5.1 Q1 R 기능이 드릴링 또는 탭공정시 그대로 적용되면 알람 발생하는 요인이 되므로 가능한 적용한 공정이 완료되면 취소해 주는 것이 좋습니다.
* 이러한 이유로 툴체인지 매크로 프로그램에 G5.1 Q0(취소 지령)을 넣는 경우가 있습니다.
* 또한 포스트에서 자동입력(마스터캠 가공정의에서 미입력) 한 경우 역시 해당드릴, 탭 사이클 공정 실행 시 취소하는 지령을 추가하셔야 합니다.