마스터캠2021를 활용한 다이내믹 가공경로 생성 과정에 관하여-13(다이내믹 밀 실무 적용-6)

 

 

 이번에는 다이내믹 밀 경로 생성을 위하여 체인선택을 와이어프레임으로 하는 것을 알아보겠습니다.

 

 예제로서 아래와 같은 계단형태 포켓이 있습니다.

* 계단별 높이간격이 제각기 입니다.

 

 이러한 형태를 다이내믹 밀로 가공경로를 생성하려면 기본적으로 각 계단별 높이에 맞게 가공깊이별로 구분되는 체인영역과 가공정의를 여러 개 생성하여야 합니다.

* 위 이미지처럼 각 가공높이(계단별) 가공정의를 생성합니다.

* 가공경로를 통일감 있게 보이기 위하여 한점(진입점)을 진입체인으로 하여 선택하였습니다.

 

 우선 먼저 해당 가공깊이별 가공정의를 생성하기 위하여 가공영역 체인을 선택하여야 합니다.

 그런데 우선 2D도면요소(와이어프레임)가 작도 특성상 영역별로 구분되어 있지 않아 체인작업이 불가능합니다.

 그러므로 현재 도면요소를 별도 레벨로 복사하여(원본 도면 보관) 분리하고 현재 체인 작업할 도형요소를 와이어프레임탭의 수정 - 자르기 기능(교차점에서 자르기)으로 각 도형요소가 도형요소끼리 교차 또는 접하는 지점기준 자르기(분해) 되는 기능으로 체인 선택 작업하기 편하게 해당 도형요소를 정리합니다.

* 우선 첫 번째 가공깊이(-3.0)외곽선을 가공영역 체인으로 선택(중간 중간에 도형교차점(분기점)이 있으므로 부분체인으로 마우스 클릭선택)합니다. 

 

* 첫번째 가공영역을 1개 체인으로 선택합니다.

* 일정한 진입점 생성을 위하여 선택한 진입점 도형요소를 진입체인으로 선택합니다.
(필수적인 작업은 아닙니다. 생략 가능합니다.)


 생성한 다이내믹 밀 가공정의 파라미터 항목 설정은 아래와 같습니다.

절삭 파라미터
1. 다이내믹 밀 황삭 가공정의 이므로 측벽과 바닥면의 가공여유를 0.1mm씩 설정하였습니다.
2. 가공영역 내 특별한 장애물이 없으므로 수직복귀 모션이 없이 미세 들기 이송으로 각 가공경로를 이동하는 "안 함"으로 모션 > 갭크기, 복귀 항목을 설정하였습니다.
3. 나머지 항목은 특히 사항 없이 기본값으로 설정합니다.

진입 동작 파라미터
1. 진입방법은 헬리스 진입(별도의 진입용 홀 가공작업 없이)하는 것으로 설정하였습니다.
2. 앞서 체인 선택 시 진입체인(진입점 : 점 도형요소)을 선택하였스므로 그 진입체인을 기준으로 진입하도록 "점을 중심으로 고정" 항목을 활성화(체크) 하였습니다.
3. 나머지 항목은 특히 사항 없이 기본값으로 설정합니다.

링크 파라미터
1. 가공깊이는 -3.0(각 계단별로 틀림) 절댓값을 주고 이송높이는 증분값(이후 다음 가공깊이 가공정의 진입 시 장애물이 없으므로)으로 설정하였습니다.


 그러면 위와 같이 첫 번째 가공경로가 생성됩니다.

 나머지 가공깊이(계단)에 대한 가공정의도 같은 요령으로 생성합니다.

 그러면 아래와 같은 모의 가공 결과를 볼 수 있습니다.

 그렇지만 이러한 각 가공깊이별로 가공영역을 선택하여 가공정의를 복수로 생성하는 방식은 캠작업 시간도 길고 나중에 수정할 경우 착오가 발생할 확률이 높습니다.(?)

 

 그래서 간단하게 1개 가공정의로 각 가공깊이별로 다이내믹 밀 황삭 가공경로를 생성하는 방법을 알아보겠습니다.
* 사실 앞서 계속 설명한 깊이가공(아일랜드) 적용 방식입니다.

 우선 해당 가공대상 도형요소 선택(체인선택) 작업에 있어 가공영역을 일일이 생성 선택하는 것이 아니고 전체 가공영역을 선택하고 각 가공깊이 높이에 있는 회피영역을 회피 체인선택하여 깊이가공 시 아일랜드 깊이가공을 선택하는 방식입니다.

 

 먼저 각 가공깊이 높이에 각각 회피영역에 해당하는 도형요소를 배치합니다.

* 혹시 2D도면 요소에서 생성하면 착각할 요인이 있어 가능한 솔리드 요소를 생성하여 그 솔리드 요소를 기반으로 체인 생성 하는 것을 권합니다.

* 위 이미지처럼 각 가공깊이별 높이에 회피영역(해당 전체 가공영역 중 해당 가공깊이 높이의 가공영역 외 나머지 영역)을 배치하여야 합니다.

 그럼 다음 우선 해당 다이내믹 밀 가공정의 체인 선택중 전체 가공영역을 가공영역 체인으로 선택하고 각 회피영역으로 배치된 도형요소를 회피영역 체인으로 선택하며 마지막으로 진입점 도형요소를 진입체인 선택합니다.

* 이때 2D 포켓 영역 체인 선택과 마찬가지로 체인 보정방향이나 진행방향은 무관하게 적용됩니다.

 그리고 다이내믹 밀 가공정의 파라미터는 앞서와 동일하지만 우선 깊이가공, 링크파라미터 항목이 좀 다릅니다.

 

 

깊이가공
1. 전체 가공깊이(Z 0~-36)를 1개 가공정의에 적용하여야 하므로 깊이가공(깊이 간격 3.0)을 적용합니다.

* 현재 회피영역 선택(아일랜드 깊이가공 적용 필수)하였으므로 깊이가공의 아일랜드 깊이적용을 반드시 활성화하여야 합니다.
(아일랜드 깊이적용을 미선택(비활성화)할 경우 해당 가공정의는 경로를 생성하지 못합니다.)

* 깊이간격을 3.0으로 한 이유는 각 가공깊이(계단별) 간격이 3~4 정도이라 대충 비슷하게 단계별 가공깊이 적용을 위하여 깊이간격을 3.0으로 지정하였습니다.
(이것이 링크 파라미터 재료상단값 지정과 관계있습니다.)

 

링크파라미터
1. 이송높이는 대충 깊이가공 간격값 기준 증분값으로 지정하였습니다.
(항상 가공경로 생성 후 공구 소재 충돌여부는 확인하여야 합니다.)

2. 재료 상단 높이는 Z +1.0(실제 소재 높이는 Z 0.0 임)으로 한 이유는 첫 번째 가공깊이(계단깊이)가 Z-3.0입니다.

 그러므로 그대로 재료상단 높이 Z0.0으로 지정하고 가공경로를 생성하면 첫 번째 가공깊이 Z-3.0을 오버(가공깊이값이 깊이가공값 보다 작아야 경로 생성 합니다.)하므로 경로가 생성되지 않습니다.

 그래서 재료상단 높이값을 임의로 올려서(Z1.0을 지정하므로 첫 번째 가공깊이값(Z -3.0)은 경로 계산상 -4.0의 값을 가져서 깊이가공 간격에 준하여 경로가 생성됩니다.

 그래서 생성된 다이내믹 밀 가공정의 경로를 살펴보았습니다.

 그런데 문제점이 깊이가공(간격 3.0)을 적용하다 보니 불규칙적인 가공깊이값을 가진 회피영역(계단별)에 일정하게 가공깊이가 적용되어 실제로 해당 계단상면부에 많은 미절삭부위(화살표)가 남는 것을 볼 수 있습니다.

 그래서 깊이가공 적용 시 아일랜드 깊이 적용을 활성화하면 반드시 파라미터 하단의 아일랜드 면가공 값(회피영역 바닥면 가공여유값)을 적용하셔야 합니다.

 다시 깊이가공 파라미터의 아일랜드 면가공(원 가공정의 바닥면 가공여유값이 0.1 이므로 같은 값 적용) 값을 0.1로 지정합니다.

* 다만 앞서 가공깊이별로 가공정의(작업자가 번거로운) 생성과 깊이가공 아일랜드 면가공 적용한 1개 가공정의 생성과 비교하면 작업자가 힘든(?) 방식이 훨씬 가공시간 단축이나 가공 데이터 감소에 유리합니다.

(당연한 애기이지만 가공깊이별로 가공정의 생성한 것은 맞춤형이지만 아일랜드 면가공 적용 시 회피영역 면가공용 가공경로가 추가로 생성되므로 당연히 가공시간이나 가공데이터가 늘어납니다.)

 그러므로 해당 가공물 가공경로 생성 시 여러 가지를 고려하여 작업하셔야 합니다.

 

 이번에는 간단하게 비대칭형 가공물을 다이내믹 밀 가공경로를 생성해 보겠습니다.

 아래와 같은 가공물을 일단 다이내믹 밀 가공경로로 1차 황삭 경로만 생성해 보겠습니다.

* 일단 가공물은 95x 60x 15D규격의 제품이며 가공 소재는 100x 65x 20T로 흔히 얘기하는 윤곽 돌려 까기 식으로 작업하겠습니다.

 우선 해당 가공물의 솔리드 요소를 가공소재의 중앙에 배치하는 것으로 시작하겠습니다.
* 상단 1.0mm 여유 잡고 하단 4.0mm (바이스에는 3.0mm 물림) 사방 2.5mm 가공여유를 두었습니다.

 

 먼저 외곽부(돌려 윤곽 깎기?) 다이내믹 밀 황삭 가공을 하려고 합니다.

 우선 다이내믹 가공정의 가공영역과 회피영역 체인을 선택하여야 합니다.

 가공영역은 원소재 규격의 외곽선을 생성하여 그 도형요소를 선택하여 가공영역 체인을 설정합니다.

 그리고 먼저 외곽부(외형 최외곽면)를 가공깊이 (Z-15.0)을 가공할 것이므로 제품 내형은 가공하면 안 되니 현재 제품의 외형을 체인선택합니다.

 그러면 아래와 같이 다이내믹 밀 가공경로가 생성되며 모의가공 결과는 다음과 같습니다.

 

 해당 가공정의 파라미터값 중 특이한 점은 절삭 파라미터의 바닥면의 가공여유값이 -0.1이고 해당 링크 파라미터의 가공깊이(제품 두께)를 정규격 15.0(-15.0)으로 정의하였습니다.

 이것은 해당 제품 두께 값보다 조금이나마 더 크게 가공해야 2차 공정의 바닥면 잔재를 삭제하는 공정에서 약간의 여유값(두께값을 1대 1로 정의 시 약간의 오차로 미절삭 방지)을 주는 것이 좋기 때문입니다.

 그러므로 링크 파라미터의 가공깊이는 제품 규격(가공깊이 정량(?))을 입력하고 다이내믹 절삭 파라미터의 바닥면 가공여유에서 좀 더 내려서 가공(-0.1)하도록 하였습니다.

 그럼 그다음의 바닥의 5.0mm 베이스판 위 부분 10.0mm 부분을 황삭해야 합니다.

 그래서 일반적인 다이내믹 가공영역 선택하고 외측 진입 가공을 설정하면 우측의 10.0mm 돌출부를 과절삭 하게 됩니다.

 그러므로 일반적으로는 우측 돌출부에 회피영역을 설정하여 가공경로를 생성합니다.

 

* 좌측처럼 가공영역을 선택하여 체인 생성하고 우측 회피영역은 체인선택할 도형요소가 없으므로 별도로 회피영역에 대한 도형요소(사각형)를 생성하여(체인요소의 높이값은 관계없습니다.) 선택합니다.

* 그런데 가공하고는 상관없는 애기이지만 가공과정 중 다음 가공영역 이송 시 호피영역을 뺑돌아서 미세 들기로 이송하는 것을 볼 수 있습니다.

 

 

 

 실제로 이송시간은 큰 딜레이가 아니고 오히로 가공영역 외로 공구가 이송되는 것이 불안해서 이를 방지할 방법을 찾아봅니다.

* 사실 방법론으로 보면 간단하게 회피영역을 확장하여 차마 공구가 회피영역 뒤편으로(한참 돌아가게 만들면..) 도피할 생각을 못하게 회피영역을 확장(가공영역과 접한 부분은 확장 불가)하면 그쪽으로 경로가 생성되지 않습니다.

 

 그렇지만 이렇게 회피영역 확장(작업자 손수 생성하여야 할)하는 것이 불편하신 분은 가공물 형태에 따라 틀려지지만 다음과 같이 설정할 수도 있습니다.

(어디까지나 이렇게 할 수도 있다는 의미입니다.)

 먼저 해당 가공정의 공작물 파라미터 항목에서 이전 가공결과물을 인식시켜(미절삭 재료 인식) 그것으로 가공영역 인식시키는 과정이 필요합니다.

* 위와 같이 이전 가공정의(제품 외곽 황삭 가공경로)를 기준으로 공작물 파라미터항목에서 미절삭 재료로 이전 가공정의를 선택합니다.

* 그리고 해당 가공정의 체인선택에서 가공영역 선택을 2D 윤곽 가공체인처럼 부분체인으로(회피될 영역 기준) 체인 보정방향을 가공영역 쪽으로 놓고 설정하면 회피영역 확장한 것 과 유사 하게 가공경로가 생성됩니다.

 

 

 그렇지만 이것도 약간 작업이 복잡(특히 공작물 파라미터 설정(미 절삭 재료))하고 적용하기 어렵다 한다면 다음과 같은 방법이 가능합니다.

 가공될 가공영역의 외곽선(외측으로 확장되어야 할 영역은 확장하고 회피영역이 될 요소는 그대로 두고 열린 체인형태(반드시)로 가공영역 체인으로 선택하여 가공경로를 생성합니다.

* 이때 열린 체인 생성 시 체인의 개방된 부분 방향이 공구 진입방향이 되므로 열린 체인 선택시 이점을 고려해서 선택하여야 하며 체인 옵션의 공작물의 열린체인 확장 항목은 반드시 접하게 또는 최단거리 항목을 적용해야 해당 마스터캠 다이내믹 밀 경로 생성시 가공영역을 제대로 인식합니다.

 그래서 생성된 가공경로는 이전과 다르게 한쪽방향(공구진입방향)에서 시작하는 것으로 생성되므로 해당 작업 시 참조하시기 바랍니다.

 

 

 

* 경우에 따라서 (거의 공구 알형태 문제이지만) 중앙에 심지가 남는 경우가 우려되면 위와 같은 열린 체인 진입방식을 고려해 보는 것도 좋다고 생각합니다.

 

 그런데 사실 이보다 더 간단한 방법은......

 그냥 공구 미세 들기 옵션(모션>갭크기, 복귀)항목에서 보통 "안함"으로 설정하는것을 적절한 항목으로 적용하면 위와 같은 미세들기 이송보다 수직 복귀를 허용하는 것이 더 간단하고 빠를 수 있습니다.