CNC 공작 기계의 CNC 시스템
CNC 공작기계의 공정에는 여러 요소가 영향을 미치며, 공작물 공정을 분석할 때는 CNC 공작기계의 특성을 고려해야 합니다. 부품 공정 경로 배치, 공작기계 선정, 절삭 공구 선정, 그리고 부품 클램핑 등 다양한 요소를 고려해야 합니다. 다양한 CNC 공작기계는 각기 다른 공정과 공작물에 대응하며, 합리적인 공작기계 선택은 기업의 효율성 향상과 투자 절감의 핵심 요소가 되었습니다. CNC 공작기계의 CNC 시스템은 CNC 장치, 이송 구동 장치(이송 속도 제어 장치 및 서보 모터), 스핀들 구동 장치(스핀들 속도 제어 장치 및 스핀들 모터), 그리고 검출 부품으로 구성됩니다. CNC 시스템을 선택할 때는 위의 내용을 반드시 고려해야 합니다.
1. CNC 장비의 선정
（1） 유형 선택
CNC 공작 기계의 종류에 따라 적합한 CNC 장치를 선택하십시오. 일반적으로 CNC 장치는 선삭, 드릴링, 보링, 밀링, 연삭, 스탬핑, 방전 절삭 등의 가공 유형에 적합하므로 그에 맞게 선택해야 합니다.
（2）성능선정
다양한 CNC 장치의 성능은 제어 축의 수, 즉 단일 축, 2축, 3축, 4축, 5축, 심지어 10축이나 20축 이상 등 매우 다양합니다. 2개 이상의 연결 축이 있으며 최대 이송 속도는 10m/min, 15m/min, 24m/min, 240m/min입니다. 분해능은 0.01mm, 0.001mm, 0.0001mm입니다. 이러한 지표는 다르고 가격도 다릅니다. 공작 기계의 실제 요구 사항에 따라 달라야 합니다. 예를 들어, 일반 선삭 가공의 경우 2축 또는 4축(더블 툴 홀더) 제어를 선택해야 하며 평면 부품 가공의 경우 3축 이상의 연결 축을 선택해야 합니다. 최신 및 최고 수준을 추구하지 말고 현명하게 선택하십시오.
（3）기능의 선택
CNC 공작기계의 CNC 시스템은 다양한 기능을 갖추고 있습니다. 기본 기능(CNC 장치의 필수 기능), 선택 기능(사용자가 선택할 수 있는 기능) 등이 있습니다. 일부 기능은 다양한 가공 대상을 해결하기 위해, 일부는 가공 품질 향상을 위해, 일부는 프로그래밍 편의성을 위해, 일부는 운영 및 유지보수 성능 향상을 위해 선택됩니다. 일부 선택 기능은 서로 연관되어 있어, 이 옵션을 선택하면 다른 옵션도 선택해야 합니다. 따라서 공작기계의 설계 요구 사항을 기반으로 선택해야 합니다. 분석 없이 너무 많은 기능을 선택하거나 관련 기능을 생략하지 마십시오. 이는 CNC 공작기계의 기능을 저하시키고 불필요한 손실을 초래할 수 있습니다.
선택 기능에는 내장형과 독립형, 두 가지 유형의 프로그래머블 컨트롤러가 있습니다. 모델이 다른 내장형 컨트롤러를 선택하는 것이 가장 좋습니다. 첫째, CNC 장치와 공작 기계 사이의 입출력 신호점 수를 기준으로 선택해야 합니다. 선택된 점 수는 실제 점 수보다 약간 높아야 하며, 한 컵에는 추가 및 수정된 제어 성능이 필요할 수 있습니다. 둘째, 순차 프로그램의 크기를 예측하고 저장 용량을 선택해야 합니다. 공작 기계의 복잡성에 따라 프로그램 크기가 커지고 저장 용량도 증가합니다. 구체적인 상황에 따라 합리적으로 선택해야 합니다. 처리 시간, 명령 기능, 타이머, 카운터, 내부 릴레이 등과 같은 기술 사양이 있으며, 수량은 설계 요구 사항을 충족해야 합니다.
（4）가격선택
국가와 CNC 장치 제조업체마다 제품 사양이 다르고 가격도 상당히 다릅니다. 제어 유형, 성능 및 기능 선택을 바탕으로 성능 대비 가격 비율을 종합적으로 분석하여 더 높은 성능 대비 가격 비율을 가진 CNC 장치를 선택해야 비용을 절감할 수 있습니다.
（5）기술서비스의 선정
기술 요건을 충족하는 CNC 장비를 선택할 때는 제조업체의 평판, 제품 사용 설명서 및 기타 문서의 완전성, 그리고 사용자에게 프로그래밍, 작동 및 유지보수 인력에 대한 교육을 제공할 수 있는지 여부도 고려해야 합니다. 기술적, 경제적 이점을 극대화하기 위해 장기 예비 부품과 적시 유지보수 서비스를 제공하는 전담 기술 서비스 부서가 있는지 확인하십시오.
2、피드 드라이브 선택
（1） AC서보 모터를 우선적으로 사용
DC 모터와 비교했을 때 회전자 관성이 작고, 동적 반응이 더 좋으며, 출력 전력이 더 높고, 속도가 더 빠르고, 구조가 간단하고, 비용이 낮으며, 적용 환경이 제한되지 않습니다.
（2）하중조건 계산
모터 축에 적용되는 부하 조건을 정확하게 계산하여 적합한 서보 모터 사양을 선택하세요.
（3） 해당 속도 제어 장치를 선택하세요
이송 드라이브 제조업체는 이송 속도 제어 장치와 서보 모터를 생산하는 데 필요한 전체 제품 세트를 제공하므로 서보 모터를 선택한 후 제품 설명서에 따라 해당 속도 제어 장치를 선택합니다.
3、 스핀들 구동 장치 선택
(1) 주류 스핀들 모터를 우선적으로 사용해야 함
DC 스핀들 모터처럼 정류, 고속, 대용량의 제약이 없기 때문에 정출력 속도 조절 범위가 넓고 소음이 적으며 가격도 저렴합니다. 현재 전 세계 CNC 공작기계의 85%가 AC 스핀들 드라이브를 사용하고 있습니다.
（2） 필요에 따라 스핀들 모터를 선택하세요
① 다양한 공작기계에 따른 절삭력을 계산하고, 선택된 모터는 이 요구 사항을 충족해야 합니다. ② 필요한 스핀들 가속 및 감속 시간에 따라 모터 출력이 모터의 최대 출력 전력을 초과하지 않도록 계산해야 합니다. ③ 스핀들의 빈번한 기동 및 제동이 필요한 상황에서는 평균 출력을 계산해야 하며, 그 값은 모터의 연속 정격 출력 전력을 초과할 수 없습니다. ④ 일정한 표면 제어가 필요한 상황에서는 일정한 표면 속도 제어에 필요한 절삭력과 가속에 필요한 출력의 합이 모터가 제공할 수 있는 출력 범위 내에 있어야 합니다.
（3） 해당 스핀들 속도 제어 장치를 선택하세요
스핀들 드라이브 제조업체는 스핀들 속도 제어 장치와 스핀들 모터를 위한 완전한 제품 세트를 제공합니다. 따라서 스핀들 모터를 선택한 후에는 제품 설명서에 따라 해당 스핀들 속도 제어 장치를 선택해야 합니다.
（4） 방향 제어 방식 선택
스핀들의 방향 제어가 필요한 경우, 공작 기계의 실제 상황에 따라 위치 인코더 또는 자기 센서를 선택하여 스핀들 방향 제어를 구현할 수 있습니다.
4、검출 구성요소의 선정
（1） 측정방법 선택
CNC 시스템의 위치 제어 방식에 따라 공작기계의 선형 변위는 직접 또는 간접적으로 측정되며, 선형 또는 회전 검출 부품이 선택됩니다. 현재 CNC 공작기계는 회전 각도 측정 부품(회전 변압기, 펄스 엔코더)을 사용하는 반폐쇄 루프 제어를 널리 사용하고 있습니다.
（2） 검출 정확도 및 속도 고려
CNC 공작기계의 요구 사항에 따라 정확도 또는 속도 감지 여부에 따라 위치 또는 속도 감지 부품(테스트 발전기, 펄스 인코더)을 선택합니다. 일반적으로 대형 공작기계는 속도 요구 사항을 충족하도록 설계되는 반면, 고정밀 및 중소형 공작기계는 정확도 요구 사항을 충족하도록 설계됩니다. 선택된 감지 부품의 분해능은 일반적으로 가공 정확도보다 한 자릿수 높습니다.
（3） 해당 사양의 펄스 인코더를 선택하세요
CNC 공작기계의 볼스크류 피치, CNC 시스템의 최소 이동 속도, 명령 배율기, 검출 배율기에 따라 펄스 인코더의 해당 사양을 선택합니다.
（4） 인터페이스 회로를 고려하세요
감지 구성 요소를 선택할 때 CNC 장치에 해당 인터페이스 회로가 있는지 고려하는 것이 중요합니다.