CNC 가공 기초

구조를 모르면 알람 메시지도 못 읽습니다

CNC 기계 앞에 서면 버튼이 수십 개예요. 신입이 첫 달에 가장 많이 듣는 말은 "그거 만지지 마"인데, 왜 만지면 안 되는지는 아무도 안 알려줍니다.

기계는 결국 네 덩어리로 되어 있어요. 소재를 잡는 곳, 공구를 잡는 곳, 그 둘을 움직이는 축, 그리고 지시하는 제어기. 이 네 개만 구분되면 알람 메시지도, 선배 말도 절반은 알아듣습니다.

1. 두 종류부터 구분하세요

> "돌아가는 게 소재냐 공구냐." 이 한 가지가 두 기계의 모든 차이를 만듭니다. 위험 요소도 여기서 갈려요.

2. CNC 선반 구조

      [주축대]                            [심압대]
   ┌───────────┐                       ┌─────────┐
   │  스핀들    ├─[척]═══소재═══        │ 센터     │
   └───────────┘                       └─────────┘
        │                 ┌────────┐
      주축모터            │  터렛   │  ← 공구 8~12개
                          └────────┘

   Z축 : 주축과 나란한 방향 (길이 방향)
   X축 : 주축과 직각 방향 (지름 방향)

3. 머시닝센터 구조

        ┌───────────┐
        │ ATC 매거진 │  ← 공구 20~40개
        └─────┬─────┘
        ┌─────┴─────┐
        │   주축     │   Z축 (상하)
        └─────┬─────┘
   ══════════════════════
   │  테이블 + 바이스     │   X축 (좌우) / Y축 (전후)
   └─────────────────────┘

ATC(자동 공구교환장치) 는 매거진에 든 공구를 주축에 자동으로 바꿔 끼웁니다. 공구 번호와 매거진 자리(포트) 번호가 어긋나면 엉뚱한 공구가 나와요. 이게 충돌의 흔한 원인입니다.

4축(로터리 테이블) 을 얹으면 A축 또는 B축이 추가돼 한 번 물려 여러 면을 가공할 수 있어요.

4. 제어기(컨트롤러)

> 회사를 옮기면 제어기가 바뀔 수 있습니다. 기본 G코드는 거의 같지만 M코드와 화면 조작은 다릅니다. "전 회사에서는 이랬는데"로 조작하다 사고 납니다.

5. 조작반에서 꼭 아는 버튼

6. 안전 — 여기서 사람이 다칩니다

소재 물림 확인

• 척 렌치(핸들)를 반드시 뺐는지 확인. 꽂아둔 채 기동하면 총알처럼 날아갑니다. 수동척 사고의 대표 유형이에요.
• 척 조에 충분히 물렸는지. 물림이 짧으면 절삭력에 소재가 빠져나옵니다.
• 봉재 돌출 길이가 물림부 지름의 3배를 넘으면 심압대나 방진구로 지지하세요.
• 유압척은 척압(클램프 압력) 이 규정 범위인지 확인. 낮으면 소재 비산, 너무 높으면 얇은 부품이 변형됩니다.
• 바이스는 평행대(패러렐)가 손으로 안 움직일 만큼 밀착됐는지. 들떠 있으면 가공 중 소재가 주저앉아요.
• 클램프 나사·볼트를 조인 뒤 공구가 지나갈 자리에 걸리지 않는지 눈으로 한 번 훑습니다.

회전 중 문 열기 금지

• 도어 인터록은 문이 열리면 주축이 멈추게 하는 방호장치입니다. 이걸 테이프·자석으로 무효화하는 행위는 산업안전보건법 제80조 및 같은 법 시행규칙 제99조가 금지하는 방호조치 임의 해체에 해당해요. 해체가 꼭 필요하면 사업주 허가를 받고, 사유가 없어지면 즉시 원상회복해야 합니다.
• "치수만 빨리 보려고" 문을 여는 순간이 가장 위험합니다. 주축 정지 확인 후 여세요.
• 회전 중에는 절대 장갑을 끼지 않습니다. 면장갑이 회전체에 스치면 손째 말려 들어갑니다. 긴 소매·목걸이·긴 머리도 정리하세요.

칩 제거는 정지 후

• 칩은 면도날입니다. 맨손으로 걷어내다 힘줄까지 베이는 사고가 흔해요.
• 주축 정지 → 칩훅(갈고리)이나 브러시 사용. 손으로 뜯지 않습니다.
• 압축공기로 부는 것은 칩이 눈으로 튀고 슬라이드 커버 안으로 들어가므로 사업장 규정에 따르세요.
• 알루미늄·마그네슘 칩이 쌓인 곳은 금속화재(D급) 위험이 있습니다. ABC 분말소화기로는 못 끕니다.

> 부울경 가공업체는 1인 다대(한 사람이 기계 여러 대) 운전이 많아요. 옆 기계 신경 쓰다 이 기계 문을 연 채 조작하는 일이 생깁니다. 한 대씩 끝내고 이동하는 습관이 안전을 지켜줍니다.

7. 외국인 근로자와 함께 일할 때

E-9로 입국한 동료가 CNC 조작을 맡는 경우가 많습니다. 문제는 알람 메시지가 한국어·영어로만 뜬다는 점이에요.

• 알람이 뜨면 해제하지 말고 화면을 사진으로 남긴 뒤 반장에게 — 알람 번호가 원인을 알려줍니다
• 비상정지·도어·척 관련 지시는 그림이나 실물로 한 번 더 확인
• "알겠어요"라는 대답만 믿지 말고 직접 해보게 한 뒤 확인하세요

첫 주 체크리스트

• 내 기계의 비상정지 버튼 위치 3곳 (조작반·측면·리모트)
• 도어 인터록이 실제로 작동하는지 (문 열면 주축 멈추는지)
• 척 렌치·바이스 핸들의 정해진 보관 자리
• 칩훅·브러시 위치
• 소화기 위치와 적응 화재 등급 (칩 쌓이는 곳은 D급 확인)
• 원점복귀(ZRN) 조작 순서
• 급속 오버라이드를 25%로 내리는 방법

기계는 "어디가 0인지"만 압니다

프로그램에 X100. Y50. 이라고 쓰면 기계는 어딘가의 0에서 100mm, 50mm 떨어진 곳으로 갑니다. 그 0을 어디로 잡았느냐가 전부예요.

원점을 1mm 잘못 잡으면 제품이 1mm 틀리는 게 아니라, 공구가 바이스를 뚫습니다. 원점 설정 실수는 CNC 충돌의 대표적인 원인 중 하나입니다.

1. 축 이름과 방향

머시닝센터

        +Z (주축이 위로)
         │
         │
         └──── +X (오른쪽)
        ／
      +Y (테이블 뒤쪽)

공구가 소재 안으로 파고드는 방향이 -Z입니다. 그래서 절삭 깊이는 항상 음수(Z-1.0 처럼)로 나와요.

CNC 선반

      +X (공구가 중심에서 멀어지는 쪽)
       │
       │
  ─────┼──────────→ +Z (척에서 멀어지는 쪽)
    [척]    소재

> 선반의 X는 반경이 아니라 지름입니다. 이게 신입이 가장 많이 틀리는 부분이에요.

X50.  지령  →  공구는 중심에서 25mm 떨어진 위치
U-2.  지령  →  반경으로는 1mm 만 파고듦 (지름 2mm 감소)

2. 기계원점 vs 작업원점

 [기계원점]  Machine Zero
    │        기계가 만들어질 때 정해진 절대 기준. 바꿀 수 없음.
    │        전원 켜고 원점복귀(ZRN) 해야 기계가 자기 위치를 앎.
    │
    │  ← 이 거리를 G54 에 넣는다
    ↓
 [작업원점]  Work Zero
    │        이번 소재를 위한 기준. 소재를 다시 물 때마다 새로 잡음.
    ↓
 프로그램의 X0 Y0 Z0

3. G54~G59 — 작업원점 여섯 벌

한 테이블에 여러 소재를 올려놓고 각각 다른 원점을 쓸 수 있게 만든 게 G54~G59입니다.

G54 오프셋 화면은 이렇게 생겼어요.

G54   X  -425.315    Y  -218.740    Z   0.
       └ 기계원점에서 소재 기준면까지의 거리 (거의 항상 음수)

4. 원점 잡는 실제 절차 (머시닝센터)

X·Y — 엣지파인더 φ10 사용

1) 엣지파인더를 주축에 물고  S500 M03
2) 소재 좌측면으로 천천히 접근, 팁이 "튀는" 순간 정지
3) 그때의 기계좌표 읽기        X = -430.315
4) 엣지파인더 반경 5.000 을 더한다
      소재 좌측면 = -430.315 + 5.000 = -425.315
5) G54 의 X 에  -425.315  입력

Y도 같은 방법입니다. 원점을 소재 모서리로 잡을지 중앙으로 잡을지는 도면과 프로그램 기준에 맞춰야 해요.

Z — 공구 길이 보정과 세트로 잡습니다

현장에서 가장 널리 쓰는 방식은 G54의 Z를 0으로 두고, 각 공구가 소재 상면에 닿을 때의 기계좌표를 공구 길이 보정값(H)에 넣는 것입니다. 자세한 것은 다음 차시(G코드/M코드)에서 다룹니다.

선반은 더 단순합니다

Z0 = 완성 단면 (제품의 끝면)
X0 = 소재 회전 중심

공구를 소재 외경에 살짝 스치게 → 그때 실제 지름을 측정 → 보정에 입력
공구를 단면에 살짝 스치게    → Z 보정 입력

5. G90(절대) / G91(증분)

현재 위치가  X50.  Y30.  일 때

G90 X100. Y100.  →  X100, Y100 으로 간다        (원점 기준)
G91 X100. Y100.  →  X150, Y130 으로 간다        (지금 자리에서 더)

> 실무는 G90을 기본으로 씁니다. G91은 서브프로그램이나 G28 원점복귀 같은 제한된 곳에만 쓰세요.

선반에는 함정이 있습니다

선반은 절대/증분을 주소 문자로 구분합니다.

X50.  Z-40.   →  절대 : 지름 50, 단면에서 40mm 안쪽
U-2.  W-10.   →  증분 : 지름을 2mm 더 작게, 10mm 더 진행

선반 프로그램에 G90을 절대지령인 줄 알고 넣으면 절삭 사이클이 걸려 공구가 소재로 돌진합니다. 실제로 자주 나는 사고예요.

6. 원점 때문에 나는 충돌 — 실제 유형

> 소수점 문제는 제어기 파라미터(계산기식 소수점 입력)가 켜져 있으면 Z50이 50mm로 해석되기도 합니다. 내 기계가 어느 쪽인지 반드시 확인하세요. 확인 전까지는 모든 좌표에 소수점을 찍는 습관이 유일한 방어입니다.

7. 첫 절삭 전 안전 절차

이 순서를 지키면 원점 실수의 대부분은 절삭 전에 걸립니다.

1  프로그램 헤더 확인 — G54 맞는지, 공구번호와 보정번호 일치하는지
2  MACHINE LOCK + DRY RUN 으로 궤적만 확인 — **머신락을 해제한 뒤에는 반드시 원점복귀(ZRN)를 다시 하세요.** 머신락 중에는 화면 좌표만 진행하고 기계는 안 움직여서, 해제 직후에는 표시 위치와 실제 위치가 어긋나 있습니다
3  급속 오버라이드 25% 로 내림
4  SINGLE BLOCK ON, 손은 FEED HOLD 위에
5  안전높이(Z+50 등)에서 1회 공회전 — 공구가 소재 위 어디로 가는지 눈으로 확인
6  첫 절삭은 이송 오버라이드 50%
7  첫 개(초물)는 반드시 측정하고 반장 확인

체크리스트

• 전원 투입 후 원점복귀(ZRN) 를 했다
• G54 값을 내가 직접 잡았고, 다른 기계에서 복사하지 않았다
• 좌표에 소수점을 전부 찍었다
• 프로그램 첫 줄에 G90 G54 가 있다
• 소재 두께·물림 위치가 원점 잡을 때와 같다
• 싱글블록 + 급속 25%로 첫 사이클을 돌렸다

G코드는 문장, M코드는 스위치

• G코드(준비기능) — "어떻게 움직일지"를 정합니다. 직선으로 갈지, 원호로 갈지, 절대인지 증분인지.
• M코드(보조기능) — "무엇을 켜고 끌지"를 정합니다. 주축, 절삭유, 공구교환, 척 개폐.

외울 코드는 생각보다 적어요. 현장 프로그램의 90%는 아래 20개 안에서 돕니다.

1. 모달과 원샷

> 모달이 사고의 원인입니다. 앞 프로그램에서 켜둔 G91이나 G41이 살아 있는 채로 다음 가공이 시작돼요. 그래서 프로그램 첫 줄에 안전 블록을 넣습니다.

G21 G17 G40 G49 G80 G90 ;
 │   │   │   │   │   └ 절대지령
 │   │   │   │   └ 고정사이클 취소
 │   │   │   └ 공구길이보정 취소
 │   │   └ 공구반경보정 취소
 │   └ XY 평면
 └ mm 단위

2. 이동 G코드

G00은 직선으로 안 갈 수 있습니다

급속 이동은 각 축이 자기 최고속도로 따로 움직여요. 그래서 시작점과 끝점 사이가 꺾인 경로가 됩니다.

  시작 ●
       │＼
       │  ＼   ← 예상한 경로 (직선)
       │    ＼
       └──────● 끝     ← 실제 경로 (꺾임)

소재나 클램프 위를 G00으로 대각선 통과시키지 마세요. Z를 먼저 안전높이까지 올리고, 그다음 XY를 움직이는 것이 원칙입니다.

이송속도(F)의 단위

> 머시닝센터의 G98/G99는 고정사이클 복귀 높이를 뜻하고, 선반의 G98/G99는 이송 단위를 뜻합니다. 같은 코드가 기계에 따라 다른 의미예요. 헷갈리면 매뉴얼 확인.

3. 원호보간 G02/G03

두 가지로 지령할 수 있어요.

시작점 (0, 0) 에서 끝점 (20, 20) 까지 반지름 20 원호 (시계방향)

G02 X20. Y20. R20. ;          ← R 방식 (간단)
G02 X20. Y20. I20. J0. ;      ← I·J 방식 (시작점 → 원 중심 벡터)

  I = 원 중심의 X - 시작점의 X = 20 - 0 = 20
  J = 원 중심의 Y - 시작점의 Y =  0 - 0 =  0

CW/CCW는 그 평면을 위에서 내려다본 기준입니다. G17(XY평면)이면 +Z에서 내려다본 방향이에요.

4. 고정사이클 — 구멍은 사이클로

G90 G98 G81 X20. Y20. Z-15. R2. F100 ;
             │           │     │
             │           │     └ 소재 위 2mm 에서 절삭이송 시작
             │           └ 구멍 깊이 (작업원점 기준 -15mm)
             └ 첫 번째 구멍 위치
X50. Y20. ;      ← 같은 조건으로 두 번째 구멍
X80. Y20. ;      ← 세 번째
G80 ;            ← 사이클 취소

> G80을 안 넣으면 그다음 XY 이동에서도 계속 구멍을 뚫습니다. 엉뚱한 자리에 구멍이 나요.

5. M코드

> M10 이후 번호(척 개폐, 도어, 칩컨베이어, 에어블로우, 미스트)는 기계 제조사마다 다릅니다. 다른 호기 프로그램을 그대로 옮기면 엉뚱한 장치가 작동해요. 반드시 그 기계 매뉴얼의 M코드 일람을 확인하세요.

6. 공구보정 — 길이와 반경

공구 길이 보정 (G43 / G49)

공구마다 길이가 다릅니다. 그 차이를 보정에 넣어두면 프로그램은 공구가 바뀌어도 같은 Z값을 쓸 수 있어요.

가장 널리 쓰는 방식은 G54의 Z를 0으로 두고, 각 공구가 소재 상면에 닿을 때의 기계좌표를 H에 그대로 넣는 것입니다.

T01 (짧은 공구) 소재 상면 터치 시 기계좌표 Z = -312.450  →  H01
T02 (긴 공구)   소재 상면 터치 시 기계좌표 Z = -287.130  →  H02
G54 의 Z = 0.

G43 H01 Z50.  →  T01 끝이 소재 상면 +50mm
G43 H02 Z50.  →  T02 끝도 소재 상면 +50mm  (같은 프로그램 그대로)

여기서 번호를 틀리면 충돌합니다.

두 공구의 길이 차 = 312.450 - 287.130 = 25.320mm

T02(긴 공구)를 물고 실수로  G43 H01 Z0.  을 지령하면
 → 기계는 Z 를 -312.450 까지 내림
 → T02 의 끝은 소재 상면보다 25.32mm 아래
 → 소재 → 평행대 → 바이스 → 테이블 순으로 파고듭니다

> T번호와 H번호를 항상 같게 쓰는 것이 현장 표준입니다. T01이면 H01, T05면 H05. 규칙을 깨는 순간 사고가 시간 문제예요.

공구 반경 보정 (G41 / G42 / G40)

프로그램은 제품 윤곽 그대로 짜고, 공구 반경만큼 비껴가는 것은 기계가 계산하게 하는 기능입니다.

• 보정값은 D번호에 넣습니다 (길이는 H, 반경은 D).
• 보정을 걸고 푸는 동작은 반드시 절삭이 아닌 구간에서 직선 이동(G00/G01) 으로 합니다.
• 가공할 내측 코너 R이 공구 반경보다 작으면 과절삭이 나거나 알람이 뜹니다.

마모 보정으로 치수 잡기

첫 개를 측정한 결과로 미세 조정하는 것이 마모 보정이에요.

도면  φ20 +0.02 / 0
실측  φ20.06     →  0.06mm 크다

선반 : 공차 중앙(φ20.010)을 노려 공구 마모보정의 X 에  -0.050  입력   (X는 지름 지령이므로 지름값 그대로. 하한 20.000에 딱 맞추면 다음 개부터 바로 불합격이 납니다)
밀링 : 엔드밀로 외곽을 돌았다면
        반경 보정 D 값을 0.030 줄임        (지름 0.06 = 반경 0.03)

형상 보정(geometry)과 마모 보정(wear)은 다른 칸입니다. 형상 보정을 함부로 건드리면 원점 자체가 틀어져요. 일상적인 치수 미세조정은 마모 보정만 만집니다.

선반의 인선반경 보정

선반 바이트 끝은 뾰족하지 않고 노즈 R(0.4 / 0.8 / 1.2 등) 이 있어요. 외경·단면만 깎을 때는 문제없지만 테이퍼나 원호를 깎으면 R만큼 형상이 틀립니다. 이때 G41/G42 + 가상 인선 번호를 씁니다.

7. 완결 프로그램 예시

머시닝센터 — 상면 페이싱

소재 100(X) × 60(Y) × 20, 작업원점은 소재 상면 중앙.

O0100 (FACE MILL) ;
G21 G17 G40 G49 G80 ;         ( 안전 블록 )
G91 G28 Z0. ;                 ( Z축 기계원점 복귀 )
T01 M06 ;                     ( T01 = 페이스밀 φ63 )
G90 G54 G00 X-90. Y0. ;       ( 절대지령, 소재 왼쪽 바깥에서 대기 )
S1000 M03 ;                   ( 주축 1000rpm 정회전 )
G43 H01 Z50. ;                ( 공구길이보정 적용, 안전높이 )
M08 ;                         ( 절삭유 ON )
G00 Z-0.5 ;                   ( 상면에서 0.5mm 아래 — 아직 소재 바깥 )
G01 X90. F400 ;               ( 직선 절삭 400mm/min )
G00 Z50. M09 ;
G91 G28 Z0. M05 ;             ( Z축 기계원점 복귀 + 주축 정지 )
G49 G90 ;                     ( 공구길이보정 취소 · 절대지령 복귀 — 다음 프로그램에 G91이 남지 않게 )
M30 ;

확인 계산
  절삭속도 Vc = π × 63 × 1000 / 1000 = 198 m/min
  날 5개 기준 날당 이송 fz = 400 / (1000 × 5) = 0.08 mm/날
  → SS400 에 코팅 초경 페이스밀로 무난한 조건

CNC 선반 — 단면 + 외경

소재 φ55 환봉, 완성 단면 Z0 기준으로 1mm 남기고 물림.

O0200 (OD TURN) ;
G21 G40 G99 ;                 ( mm / 인선R보정 취소 / 회전당 이송 )
T0101 ;                       ( 1번 공구 · 1번 보정 )
G50 S2500 ;                   ( 주축 최고 2500rpm 제한 )
G96 S180 M03 ;                ( 주속 180m/min 일정 제어 )
G00 X57. Z0. M08 ;
G01 X-1.0 F0.15 ;             ( 단면 페이싱 — 중심을 지나가게 )
G00 Z2. ;
X50. ;                        ( 지름 50 위치로 )
G01 Z-40. F0.2 ;              ( φ50 외경을 길이 40mm 구간 절삭 )
X56. ;                        ( 공구를 소재 밖으로 )
G00 X150. Z150. M09 ;
M05 ;
M30 ;

G96(주속 일정)이면 지름이 작아질수록 회전수가 올라갑니다
  φ55 에서  N = 1000 × 180 / (π × 55) ≈ 1042 rpm
  φ50 에서  N = 1000 × 180 / (π × 50) ≈ 1146 rpm
  단면 페이싱으로 중심(φ0)에 가까워지면 회전수가 무한대로 치솟음
  → 그래서 G50 S2500 으로 상한을 걸어둡니다

> G50(또는 제어기에 따라 G92) 회전수 제한을 빠뜨리면 단면 가공 중 주축이 최고 회전까지 올라가 소재가 척에서 빠지거나 공구가 파손됩니다.

8. 신입이 자주 내는 실수

체크리스트

• 프로그램 첫 줄에 안전 블록(G40 G49 G80 G90) 이 있다
• 모든 좌표에 소수점을 찍었다
• T번호 = H번호 = D번호 규칙을 지켰다
• 프로그램 끝에 G40 · G49 · M05 · M30 이 들어 있다
• M코드가 이 기계의 매뉴얼과 맞는지 확인했다
• 싱글블록 + 급속 25%로 첫 사이클을 돌렸다

손으로 짜는 게 더 빠른 순간과, 불가능한 순간

2D 형상 몇 개는 손으로 짜는 게 빠릅니다. 조선기자재·산업기계 쪽은 아직 수동 프로그래밍 비중이 높아요. 그런데 3차원 곡면, 임펠러, 금형 코어는 좌표점이 수만 개입니다. 손으로는 불가능해요.

CAM으로 넘어가는 실제 기준은 형상 복잡도만이 아닙니다.

CAM 워크플로 6단계

가공 전략 선택

> 적응형 황삭은 도입 효과가 가장 확실한 전략입니다. 기존 등고선 황삭 대비 공구 수명이 크게 늘어나고, 얇은 공구로 깊게 파고들 수 있어 공구비가 내려갑니다. 다만 기계의 이송 가감속(look-ahead) 성능이 받쳐줘야 해요. 오래된 제어기에서는 오히려 느려집니다.

포스트프로세서 — CAM과 기계 사이의 번역기

같은 툴패스라도 출력되는 G코드는 제어기마다 전혀 다릅니다.

> "포스트는 한 번 잡으면 끝"이 아닙니다. 같은 제조사 같은 모델이라도 옵션(4축 유무, 쿨런트 종류, 매거진 크기)이 다르면 다시 잡아야 해요. 기계 1대 = 포스트 1개로 관리하세요.

CAM 관련 사고 1순위는 "포스트를 급하게 손보고 검증 없이 돌린 것" 입니다. 포스트를 수정했으면 반드시 시험 부품으로 한 번 검증하고, 수정 이력을 남기세요.

검증 — 어디까지 잡히는가

> CAM 화면에서 안 부딪혔다고 안전한 게 아닙니다. CAM은 자기가 만든 툴패스를 보여줄 뿐, 포스트가 뱉은 G코드를 실행해본 게 아니에요. 사고는 대부분 포스트와 기계 사이에서 납니다. 5축이나 고가 부품이면 G코드 기반 검증 도입을 진지하게 검토할 값어치가 있습니다.

실무 관리 규칙

공구 라이브러리

• CAM의 공구 길이·홀더 형상을 프리셋터 실측값과 동기화합니다. 여기가 어긋나면 시뮬레이션 전체가 거짓말이 돼요.
• 공구는 돌출 길이까지 표준화합니다. "T05는 항상 돌출 45mm" 식으로 정해두면 재셋업할 때마다 시뮬을 다시 안 돌려도 됩니다.

파일 명명과 개정

PT1024_RevC_OP10_MC03.nc
  │      │     │    └ 기계 호기
  │      │     └ 공정 번호
  │      └ 도면 개정
  └ 도번

• 모델 Rev가 바뀌면 CAM 파일도 새 이름으로 저장하고 구버전은 별도 폴더로 격리
• NC 파일은 기계 호기별 폴더로 분리. 다른 호기 프로그램을 넣는 사고가 정말 자주 납니다

셋업 시트를 같이 넘기세요

NC 파일만 현장에 던지면 사고 납니다. 함께 가야 할 것:

• 작업원점 위치(그림으로)
• 공구 리스트 (T번호 / 공구 / 돌출길이 / 보정번호)
• 고정 방법·클램프 위치
• 예상 사이클타임
• 첫 개 측정 항목

DNC 전송

• 대용량 파일은 전송 중 잘릴 수 있어요. 마지막 줄에 M30이 있는지 반드시 확인
• 기계 메모리가 작으면 DNC 실시간 운전 — 케이블·통신 설정 안정성 점검

부울경 현장에서의 현실

• 다품종 소량 임가공이 많아 프로그램 1개당 생산량이 적습니다. CAM 셋업 시간이 가공 시간보다 길어지는 일이 흔해요. 템플릿과 공구 라이브러리를 표준화해야 본전을 뽑습니다.
• 고객이 2D 도면 없이 STEP만 보내는 경우가 늘고 있어요. 공차 정보가 모델에 없으므로 반드시 공차 사양을 문서로 받아두세요.
• 프로그래머와 오퍼레이터가 분리된 회사에서는 현장에서 임의 수정한 내용이 CAM에 반영되지 않는 것이 반복 문제입니다. 수정 사항을 되돌려 CAM 파일에 반영하는 절차가 없으면 다음 로트에서 같은 문제가 또 납니다.

체크리스트

• 모델 개정번호를 도면·발주서와 대조했다
• 소재와 고정구를 3D로 넣고 시뮬레이션했다
• CAM 공구 길이가 프리셋터 실측값과 일치한다
• 홀더까지 포함한 충돌 검사를 돌렸다
• 잔삭 공정이 들어 있다
• 포스트가 이 호기 전용인지 확인했다
• NC 파일 마지막에 M30이 있다
• 셋업 시트를 함께 전달했다

축을 늘리는 진짜 이유는 "다시 물리지 않는 것"

5축 하면 임펠러 같은 화려한 곡면을 떠올리지만, 현장에서 돈이 되는 이유는 훨씬 밋밋합니다. 소재를 다시 물리지 않는 것.

3축으로 6면 부품을 가공하려면 보통 3~4회 재물림

셋업 1회당 원점 재설정 오차를 0.02mm 로 잡으면
  4회 셋업 → 단순 합산 시 최대 0.08mm 누적
셋업 1회당 준비 시간 20~40분
  4회 → 부품 1개당 80~160분이 준비에만 소모

재물림을 줄이면 정밀도와 시간이 동시에 좋아집니다. 이게 5축·복합기의 본질이에요.

3+2 와 동시 5축은 다른 물건입니다

> 5축 기계를 산 회사의 상당수가 실제로는 3+2만 씁니다. 그것만으로도 셋업 횟수가 절반 이하로 줄어 이미 본전을 뽑아요. 처음부터 동시 5축을 목표로 잡으면 기계가 놀게 됩니다.

기구 형식 — 무엇을 만드느냐로 갈립니다

RTCP — 5축 프로그램의 심장

회전축이 돌면 공구 끝점이 원래 위치에서 벗어납니다. 기계가 X/Y/Z를 자동으로 보정해 공구 끝점을 지령한 자리에 유지하는 기능이 RTCP(공구중심점 제어)예요.

RTCP가 있으면:

• CAM은 공구 끝점 좌표만 출력하면 됨 → 포스트가 단순해짐
• 공구 길이가 바뀌어도 프로그램 수정 불필요 (보정값만 갱신)
• 수동 조작으로 각도를 살짝 틀어도 끝점이 유지됨

> RTCP 옵션이 없는 기계에 RTCP 코드를 내보내면 알람이 뜨거나, 더 나쁘게는 엉뚱한 위치로 이동합니다. 기계 사양서에서 RTCP가 실제로 활성화된 옵션인지부터 확인하세요. "5축 기계니까 당연히 있겠지"가 통하지 않습니다.

5축이 주는 부수 효과 — 짧은 공구

이게 의외로 큽니다.

3축으로 깊은 포켓 옆면을 깎으려면
  → 공구를 길게 빼야 함
  → 돌출이 길어지면 진동(채터) 급증
  → 이송을 못 올림, 표면도 나쁨

5축으로 헤드를 기울이면
  → 짧은 공구로 같은 면에 접근 가능
  → 진동 감소 → 이송 상승, 표면 향상, 공구 수명 증가

볼엔드밀의 중심 문제도 해결됩니다. 볼엔드밀의 회전 중심은 절삭속도가 0이라 실제로는 문지르는 상태예요. 공구를 조금 기울이면 그 지점을 피해 실제 절삭이 일어납니다. 정삭 면조도가 눈에 띄게 좋아집니다.

복합선반(터닝센터) — 봉재 넣고 완성품 받기

선반에 밀링 기능을 얹은 기계입니다.

적용 사례: 유압 밸브 바디, 커넥터, 소형 축, 피팅류, 의료용 임플란트. 공통점은 회전체 + 옆면 구멍·평면이라는 것.

부울경에서는 김해·창원의 유압기기·밸브 업체가 복합기로 전환하는 사례가 늘고 있어요. 다품종 소량 + 인력난이 겹치면 셋업 횟수를 줄이는 쪽이 유리하기 때문입니다. 선반에서 깎고 → 밀링으로 옮겨 구멍 뚫고 → 다시 물려 뒷면 가공하던 3공정이 1공정이 됩니다.

도입 판단 — 기계값보다 이게 더 중요합니다

5축의 충돌은 3축과 성격이 다릅니다

• 3축 충돌: 대부분 Z 방향. 공구가 부러지고 끝나는 경우가 많음
• 5축 충돌: 회전축이 돌면서 주축 헤드 전체가 테이블·고정구·소재와 부딪힘. 스핀들 교체 비용과 기하정밀도 재조정까지 따라옵니다

그래서 5축은 수동 조작(핸들·조그)이 가장 위험해요. 회전축을 몇 도만 돌려도 헤드 끝이 크게 움직입니다. 수동으로 각도를 바꿀 때는 반드시 Z를 안전높이까지 올린 뒤 돌리세요.

인력 관점 — 이 기계를 다룰 사람이 있는가

5축·복합기 도입에서 가장 자주 막히는 지점입니다.

• 3축 오퍼레이터가 바로 5축을 다루지는 못합니다. CAM 이해 + 좌표 감각 + 충돌 예측이 함께 필요해요
• 기계 도입 전에 프로그래머 1명을 먼저 교육시키는 순서가 안전합니다
• 폴리텍·HRD-Net의 재직자 향상훈련에 5축·CAM 과정이 개설되어 있으니 도입 계획과 함께 훈련 일정을 잡으세요
• 외국인 근로자에게 5축 셋업을 맡길 때는 각도 지령의 의미를 반드시 확인시켜야 합니다. 3축은 실수해도 공구가 부러지지만 5축은 헤드가 깨집니다

체크리스트

• 3+2부터 정착시킨 뒤 동시 5축으로 넘어가는 계획인가
• 기계에 RTCP 옵션이 실제로 활성화되어 있는가
• 회전축 피벗 캘리브레이션 값이 최신인가
• 볼바 등 기하정밀도 점검 주기가 정해져 있는가
• 5축 전용 포스트를 이 호기에 맞춰 검증했는가
• 고정구·홀더 3D 모델이 시뮬레이션에 들어가 있는가
• 수동 각도 변경 전 Z 안전높이 확보가 습관화되어 있는가
• 프로그래머·오퍼레이터 교육 일정이 도입 일정에 포함되어 있는가