마스터캠 2021를 활용한 2D가공경로에 대하여 -25(윤곽가공 절삭 파라미터-17(평면))

 이번에는 윤곽가공 파라미터 항목 중 평면에 대하여 알아보겠습니다.

 이 평면 항목은 현재 적용 중인 (또는 적용할) 평면항목(작업 좌표계 시스템(WCS), 공구 평면(T-PLANE), 작업 평면(C-PLANE))의 대한 설정을 정의합니다.

 

작업 좌표계 시스템(WCS : Working coordinate system)

 작업환경의 이송 좌표계 원점이 되는 평면을 말합니다.

 마스터캠에서 고정되는 가공원점(F9)을 원점으로 하는 평면을 말합니다.

* 이 WCS평면의 좌표값이 다른 위치좌표값을 산출하는 기준이 되는 좌표평면을 말합니다.


공구 평면(T-PLANE)

 마스터캠에서 공구의 이송되는 좌표값의 기준평면을 말합니다.

 2D 윤곽 가공경로에선 Z값 변동이 없는 2D평면을 기준으로 가공경로가 생성되며 이러한 기준이 되는 평면을 공구 평면이라 칭합니다.

* 즉 해당 2D 가공경로는 무조건 이 공구 평면을 기준으로 생성됩니다.


작업평면 (Construction PLANE)

 마스터캠에서 도형요소 생성 기준이 되는 평면을 말합니다.

 2D 형태 도형요소는 Z값이 한정된 2D평면을 기준으로 도형요소(와이어프레임)가 생성되며 이러한 기준이 되는 평면을 작업평면이라 칭합니다.

* 번역은 작업 평면이라고 되어 있지만 생성 평면이라고도 많이 표현합니다.

* 3D 도형요소는 원칙적으로 작업평면과 무관하지만 대부분 3D 도형요소(솔리드 형태 / 곡면 형태)는 2D 와이어프레임 요소를 기반으로 생성되기 때문에 3D 도형요소도 작업 평면에 구속됩니다.

 

 

 이것을 비유적으로 한 번에 표현하면 아래와 같습니다.

* 위 이미지처럼 전체 머시닝 작업 좌표계는 바이스 바닥면을 기준으로 정의한 것이고(작업 좌표계 시스템 : WCS) 그 위에 소재 상면이 가공하고자 하는 도형요소 위치 평면(작업평면 : C-PLANE)이 되고 각각 바이스 원점기준 가공면(공구평면 : T-PLANE)이 된다고 생각하면 기본 개념을 맞습니다.

* 중요한 것은 WCS는 1개만 존재하며 이에 따라서 작업평면은 여러 개가 존재 가능하고 각 공구 평면은 그 가공 도형요소가 속해있는 작업평면에 각각 구속되게 됩니다.

* 그러므로 작업평면과 공구 평면은 각각 다수가 존재할 수 있으나 각 공구평면은 해당하는(적용되는) 작업평면과 일치(일치하는 평면)하여야 합니다.

 

 

 

 

 그럼 먼저 평면 파라미터 설정창 기능에 대하여 알아보겠습니다.

* 작업 좌표계 시스템(WCS), 공구평면(T-PLANE), 작업평면(C-PLANE)은 공구평면의 작업오프셋 항목만 제외하면 3개 평면 설정요 소은 동일합니다.

 

 그러므로 공구평면을 기준으로 설명합니다.

① 해당 평면 이름 표시
 상단 부분에는 해당 기능별 평면(작업 좌표계 시스템, 공구 평면, 작업 평면)의 명칭이 표시됩니다.(고정값)

② 해당 항목의 선택된 평면의 명칭 표기
 해당 기능별 평면에 적용된 해당평면(평면 관리자에 등록된 평면 명칭)의 이름이 표기됩니다.

* 아래 ④번 항목의 평면 선택창에서 선택할 수 도 있고 평면관리자에서 각각 기능별 적용된 평면이 표기됩니다.

③ 원점
 작업 좌표계 시스템(WCS) 원점 기준 공구 평면과 작업 평면의 원점 간 거리를 표시합니다.

* 통상적인 경우 작업 좌표계 시스템(WCS)의 원점은 0, 0, 0(통상 고정)이며 이 WCS의 원점좌표를 기준으로 (공구/작업) 평면에 적용된 평면 원점좌표(상대좌표) 값이 표시됩니다.

* 작업 좌표계 시스템 원점좌표값은 변경은 가능하지만 하단 ⑤번 원점 변경 기능으로만 가능하고 해당 원점 좌표값칸(X, Y, Z)에 직접 입력하는 것 은 적용이 되지 않습니다.
(공구/작업평면은 가능) 

 통상의 3축 수직장비에서는 다음과 같이 원점좌표값이 생성됩니다.

* 통상의 경우(마스터캠 작업환경)에서는 작업 좌표계 시스템, 공구 평면, 작업 평면이 동일한 위치(좌표값)를 가지게 되어 통상 전체 평면 원점 좌표값이 0, 0, 0을 가지게 됩니다.

* 통상의 2D 윤곽 가공경로 적용 시 위와 같이 각 평면 원점 좌표값이 동일합니다.

 다만 작업 좌표계 시스템(WCS) 원점 좌표값이 통상 0, 0, 0을 가지고 이 좌표값을 기준으로 공구/작업평면의 원점 좌표(상대좌표) 값이 산출되는데 공구평면(T-PLANE) 원점 좌표값은 우선적으로 작업평면(C-PLANE) 원점 좌표값을 따라갑니다.

* 주의 사항!! 여기서 작업 좌표계 시스템은 마스터캠 가공원점 좌표값이며(절대 고정값) 사실상 좌표수정이 불가능합니다. (평면만의 항목으로는..)

* 그러므로 만일의 WCS 항목에 신규 평면(작업자 생성)을 적용한다 해도 이때 다른 공구/작업평면은 작업자가 생성한 WCS평면 원점 좌표를 따라가지 않고 원래 고정된 WCS평면(기준평면)의 원점 좌표값을 따라갑니다.

 

예를 들면 3개 평면(WCS, T-PLANE, C-PLANE)을 각각 작업자가 생성한 평면으로 구성하고...

WCS 항목의 신규 생성한 평면 "작업 좌표계 시스템"을 평면 수정 기능으로 Z값을 +15.0 이동시켰을 때...

 신규 생성된 평면"작업 좌표계 시스템"을 Z +15.0위 치로 이동시켰으나 다른 구성요소(체인 선택 도형요소, 가공경로등)가 변동되지 않습니다.

* 작업 좌표계 시스템 평면 원점은 기준평면(고정된 수정불가 평면(WCS) : 평면, 정면, 좌우측면, 뒷면, 바닥면, 입체 등)에 한정되어 기준되며 이들 기준평면 원점은 고정된 좌표값(X0, Y0, Z0)으로 정의됩니다.

 그래서 작업자가 생성한 별도평면을 작업 좌표계 시스템 평면으로 적용해도 고정된 원점값은 변동되지 않습니다.

 그럼 이번에는 공구평면에 적용된 공구평면(작업자가 신규 생성한 평면)의 원점 좌표 값을 변동해 보겠습니다.

* 이번에는 작업 좌표계 시스템(WCS)을 기준평면으로 설정하겠습니다.

 공구 평면의 원점 좌표값을 Z15.0으로 입력하고 해당 가공정의를 재생성하면 해당 가공경로가 공구평면 원점 높이에 맞게 Z+15(증분)된 것으로 사실상 가공경로 좌표값이 기준과 동일하고 현재 작업화면상으로만 이동이 표현된 것입니다.

* 주의 사항 : 위 설명처럼 가공경로 좌표값은 공구평면 원점 좌표값에 기준되므로 위와 같이 공구평면을 이동시켜도 해당 공구평면상의 좌표값은 변동되지 않습니다.

* 이유는 현재 가공정의와 해당되는 체인요소 평면은 생성 당시 원래 기준평면(평면 : WCS)에 귀속되어 있으므로 현재 신규 생성한 공구평면과는 귀속되지 않아 변동되지 않습니다.

 작업평면의 경우는 작업평면은 가공경로 좌표값에 관여하는 것이 아니고 가공정의가 선택한 도형요소 생성에만 관여하므로 가공경로가 변경되지 않습니다.

* 어떻게 얘기하면 작업평면에 속한 도형요소(해당 가공정의가 선택한 체인 도형요소)의 좌표값을 직접적으로 수정(이동) 하지 않는 한 가공경로의 좌표값은 변동되지 않습니다.

* 만일 공구평면과 작업평면이 동일하지 않은 경우 해당 가공경로 좌표값은 공구평면 원점 좌표값에 따라갑니다.

 

종합하면..

 이미 생성된 가공정의 평면구성을 변경(해당 항목의 평면을 신규 평면으로 수정하는 경우)하면..

 이미 기존 가공정의는 기준평면에 귀속되었으므로 사실상 Z값만 변동 가능합니다. (공구 평면 변동에 따른)

 만일 먼저 해당 평면을 신규 생성 적용 후 도면요소(와이어프레임등)를 생성, 가공정의 생성한 경우..

 해당 평면 파라미터의 평면 원점 좌표를 수정 시 해당 평면(공구 평면, 작업평면)의 원점 좌표값에 영향을 받습니다.

 그렇지만 일반적인 3축 수직형 머시닝 장비 작업환경에서는 일반적으로 각평면(작업 좌표계 시스템(WCS), 공구 평면(T-PLANE), 작업평면(C-PLANE))이 일치하므로 위 사항은 크게 신경 쓰지 않으셔도 됩니다.

 다만 4축 부가축 가공이나 5축 3D가공 시는 고려하셔야 할 사항입니다.

 통상적으로 만일 공구평면과 작업평면이 동일한 평면이 아닌 경우(평면 변경 후 해당 가공경로 재생성시) 다음과 같은 메시지가 표시됩니다.

* 이럴 경우 공구평면을 작업평면 와 일치시켜 줍니다.

 또한 만일의 경우 원점 좌표 입력칸에 임의적으로 다른 값을 입력하게 되면 해당 평면의 원점 위치가 변경되므로 다른 공구/작업평면도 같이 좌표값 변동의 영향을 받아 평면 원점좌표값이 변동되므로 아래와 같은 경고 메시지가 표시됩니다.

* 통상의 경우 이러한 메세지가 출력되면 뭐가 작업자가 실수한 경우 이므로 중단하고 다시 파라미터값을 검토하길 바랍니다.

* 그렇지만 실제로는 통상 2D 가공경로에서는 해당 평면 원점위치가 변동된다고 해도(평면의 원점위치가 변동되어도 가공경로의 원점 위치는 기준 평면(WCS)을 따라가므로) 해당 가공경로 좌표값이 변동되지 않습니다.

* 이것이 좀 계념이 필요한데 현재 가공경로가 속해 있는 평면의 원점좌표값을 변동해야지 가공경로도 영향을 받습니다.

 그러므로 가공경로를 생성한 후 새로운 평면(WCS)을 생성 후 원점좌표값을 변경해도 가공경로 좌표값은 변경되지 않습니다. 다만 새로운 평면(WCS)을 생성 후 이에 기준하여 가공경로 생성 시 평면 원점좌표값 변동하면 가공경로도 좌표값이 따라갑니다.
(전혀 안 중요한 사항이므로 그냥 이런 것이 있다고만 알고 계십시오..... 2D 일반 가공경로에서는..)

* 또한 평면 파라미터에서 평면 원점값을 변경하면 해당 평면의 원점 좌표가 변하는 것이 아니고 유사(관련된) 좌표값의 평면이 자동선택되거나 별도의 유사평면("-1"이 붙는)이 따로 신규 생성되니 착각에 주의하시기 바랍니다.
   
 

④ 평면 선택 (항목별 WCS, 공구, 작업)
 현재 선택한 항목의 적용될 평면을 선택합니다.

 이미 생성된 기준평면 또는 이미 신규 생성한 평면중 하나를 선택하여 현재 평면과 교체합니다.

* 이때 평면 선택에서는 신규 평면 생성 또는 평면 수정이 불가능하니 먼저 평면 관리자에서 선택할 평면을 먼저 구성한 뒤 평면 파라미터에서 선택하셔야 합니다.

 

⑤ 평면 원점 선택(이동)
 현재 선택한 항목의 평면의 원점위치를 마우스 클릭으로 이동합니다.

* 특이점이 앞서 원점 항목에서는 좌표값을 변경 시 추가 신규 평면이 생성되거나 다른 유사 평면이 선택되는 경우가 있는데 이 평면 원점 선택 기능은 현재 선택한 평면을 원점 이동 시킵니다.

* 말 그대로 마우스 커서 이동으로 하는 것이므로 어떠한 특정 위치로 이동시 해당 위치에 점(또는 다른 도형요소)을 배치하여 이동하시기 바랍니다.
(자동커서 기능이 와이어프레임 요소에만 적용됩니다.)

 

 

⑥ 작업 오프셋
 현재 적용되는 공구평면의 작업 오프셋(워크 좌표 증분값)에 대한 정의입니다.

* 주로 선형배열 작업 시 오프셋 되는 공구평면(워크좌표 G54,55,56,57....)의 증분 되는 기준값을 정의합니다.

* 만일 여기서 먼저 설정해 놓으면 선형배열 작업 시 작업 오프셋값에 자동 반영됩니다.

* 공구 평면 항목에서만 적용되지만 사실 현재 적용한 공구평면과 관계없이 작업 오프셋 값만 정의합니다.

 자동은 기본적으로 "-1" 값을 가지며(수정불가) 선형배열 시 자동 작업 오프셋 적용으로 인식합니다.

* "-1" 값이 특정한 의미가 아니고 현재 상태에서 적절한 값을 자동으로 적용하라는 의미가 됩니다.

* 다른 값으로 "0=G54", "1=G55", "2=G56"......등의 증분 된 값을 가지게 됩니다.

 

 수동은 우측의 작업 오프셋 값을 입력할 수 있는 칸이 활성화되며 여기에 원하는 작업 오프셋 값 "-1"이면 마스터캠이 알아서 적절히 적용 "0"이면 G54로 시작 "1"은 G55로 시작 이런 방식으로 적용됩니다.

* 통상적으로는 자동 "-1" 값으로 적용하며 가공정의에 따라 다른 워크좌표계로 전환 시 작업 오프셋 수동 기능을 사용합니다.

* 만일 수동기능으로 해당 작업오프셋 값을 변경("-1" 제외)할 경우 아래와 같은 작용을 합니다.

 해당 가공정의에서 평면 파라미터의 공구평면 작업 오프셋 값을 수동 "3"을 입력한 경우

① 평면 파라미터 공구 평면 항목에서 작업 오프셋값을 수동 "3"을 입력합니다.

② 이후 확인 버턴을 누르면 아래와 같은 평면 업데이터(공구 평면으로 선택된 평면의 작업오프셋 값을 변경할 것에 대한 확인 하는 과정) 창이 표시되며 이에 대한 확인 후 확인 버턴을 클릭하면 해당 가공정의는 재생성 상태가 됩니다.

 

 이때 3가지 평면 업데이트 옵션이 있는데..

1. 평면과 이평면을 사용한 전체 작업 업데이트
 해당 선택한 공구평면이 적용된 (다른 가공정의 포함) 가공정의 전체의 평면 파라미터 작업 오프셋값이 변경되고 해당 공구 평면은 해당 작업 오프셋값을 가지게 됩니다.

* 오른쪽 창에 적용되는 가공정의 목록이 표시됩니다.

 

2. 평면의 사본을 생성하고 이 작업만 업데이트
 해당 선택한 가공정의에 선택된 공구평면의 사본(별도 번호가 붙는) 복사 평면(원본)이 생성되며 지금 적용된 공구 평면의 작업 오프셋값만 변경되며 다른 동일 공구평면을 사용한 가공정의는 변동 사항이 없습니다.

* 즉 선택한 가공정의에만 작업오프셋값이 적용된다는 의미입니다.

 

3. 평면의 변경 없이 이 작업만 업데이트
 해당 선택한 가공정의에 선택된 공구평면의 작업 오프셋 값은 변동 없으면서 해당 가공정의 평면 파라미터 작업 오프셋값만 변동이 있는 말 그대로 해당 가공정의 일회용(?) 작업 오프셋 값 적용입니다.

* 즉 같은 공구 평면에 적용된 평면이지만 해당 가공정의 공구 평면의 작업 오프셋 값과 평면 관리자의 동일 평면의 작업 오프셋값이 동일하지 않다는 의미입니다.

* 주의 사항 만일 현재 가공정의에 적용되어 있는 공구 평면을 평면 관리자에서 작업 오프셋값을 변경하면 해당 공구평면이 적용된 가공정의 공구평면 작업 오프셋 값이 업데이트(변동)됩니다.

* 위와 같은 경고 메시지가 표시됩니다.
 

③ 만일 평면 업데이트 종류를 선택하고(평면 변동 있는 것으로) 평면 관리자의 해당 평면 작업 오프셋값을 보면 변동된 것을 볼 수 있습니다.

④ 이후 선형배열 설정창에 들어가서 선형배열 설정을 마치고 작업 오프셋 번호 부여 방식을 "대상 가공정의 내용 유지"를 선택합니다.

* 즉 선형배열 작업의 작업 오프셋값은 해당 가공정의 내용(작업 오프셋값)을 적용한다는 의미가 됩니다.

* 선형배열 형식 말고 일반 가공정의 출력시도 마찬가지로 해당 작업 오프셋값 대로 출력됩니다.


⑤ 이후 해당 가공정의를 가공데이터(NC데이터)로 출력해 보면 해당 가공정의 작업 오프셋값 ("3"=G57)대로 출력되는 것을 확인할 수 있습니다.

* 주의사항 흔히 말하는 증분 되는 워크좌표값(G54,55,56...) 출력은 안됩니다.

단일 워크좌표값으로 출력됩니다.

 

 

 

 끝으로 간혹 캠작업하다 보면 평면 파라미터 화면이 아래와 같이 변경되는 경우가 있습니다.

 

 통상적인 평면 파라미터 설정화면

 

 작업 좌표계 시스템(WCS)만 표시되는 평면 파라미터 화면

 이것은 경우에 따라 평면설정 자체를 WCS평면에 국한되어 적용되도록 하는 의미의 설정 적용 시 발생하는 화면입니다.
* 라고 설명했지만 기능적으로는 단지 평면 파라미터에 WCS 평면 정보만 표시하라는 의미입니다.

* 평면 관리자에서 공구/작업 평면 파라미터값 수정 가능합니다.

 

 평면 파라미터 화면 표시 전환 방법은 평면 관리자 창에서 실행합니다.

 평면 관리자창에서 상단 기능 아이콘 중 화면 표시 옵션을 클릭하여 해당 풀다운 옵션메뉴에서 "WCS에 연결된 평면 정보 표시"를 체크하면 평면 파라미터 화면에서 WCS만 표시되고 체크 해제하면 WCS, 공구, 작업 평면 모두 표시됩니다.

* 경우에 따라 평면 관련 표시를 단순화 또는 수정 불가 상태(WCS만 표시되면 가공원점 수정이 어려워져서...)로 오적용을 막기 위한 방법으로 일부 사용됩니다.