NC와 CNC 비교

소개글

NC와 CNC 비교에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. NC와 CNC의 의미

2. 탄생 및 구조, 원리

3. NC와 CNC의 차이점 및 이점

본문내용

m이 있는데 이는 부품을 가공하고자 할 때 미리 정해진 약속에 따라 치수, 절삭조건 등의 정보를 Program으로 작성하여 NC 장치에 입력하면 정보처리회로가 읽어서 지령 PURSE로 변환되어 SERVO 기구에 전달되고 이 SERVO 기구에 의해 기계를 구동시키므로 가공이 이루어진다.
② CNC의 동작원리
(1) 텍스트 편집기나 자동 프로그래밍으로 NC 프로그램이 생성된다.
(2) NC 프로그램을 컴퓨터가 인식할 수 있는 코드 명령문으로 변환한다.
(3) 공구의 이동 경로를 정하되 공구의 절삭 부위 보정 계산을 행한다.
(4) 포스트 프로세싱 - 절삭 공구 위치 좌표등을 NC가 이해할 수 있는 매개로 바꾸어 준다. 이것은 공구의 움직임을 지시하는 G-code, 보조 기능을 표현하는 M-code, 주축을 제어하는 S-code, 공구 선택을 지정하는 T-code등으로 구성된다.
(5) code 해석과 펄스 전달의 기본 구조 형성(인터프리터에 의한)
- 갑 구조 :
상위 CPU는 인터프리터로 code를 해석하여 X축과 Y축, Z축 위치 이동 정보를 계산한 후, 위치 이동 정보를 토대로 도중 경로를 계산하여 각 축에 알맞게 펄스를 분배한다. 하위 CPU는 분배된 이동 펄스량을 속도 패턴에 정형하여 축 제어 입력으로서 서보 드라이버에 보낸다.
- 을 구조 :
상위 CPU는 인터프리터로 code를 해석하여 X축과 Y축, Z축 위치 이동 정보를 각 축의 하위 CPU들로 분배한다. 하위 CPU들은 입력된 위치 정보를 토대로 도중 경로를 계산하고 공통 타임 클럭에 기준하여 펄스를 내며, 이 펄스량을 축 제어 입력으로서 서보 드라이버에 보낸다.
(6) 보간(interpolate)
보간에는 직선 보간, 원형 보간, 3-D 보간 등이 있는데 직선 보간을 하기 위한 구조는 아래 그림 1과 같다.
그림 1 직선 보간기의 구조
그림1의 (가)에서 보는 바와 같이 그 구조는 한 부분에서 각 축의 펄스량이 모두 계산되어 배분되는 형태가 있을 수 있고, 이 때 각 축의 이동량에 해당하는 레지스터가 각각 마련되어 있어서 그 값에 도달할 때까지 펄스가 입력된다. (나)의 경우는 각 축마다 보간기가 마련되어 있고 각 보간기는 공통 클럭으로 동작하도록 되어 있는 구조이다.
원호 보간은 그림 2에서 보여진다.
그림 2 원호 보간기의 구조
원호 보간은 직선 보간과 달리 그 각 축의 결과 값인 펄스가 다시 입력으로 피드백되어 다른 축의 펄스 값 계산에 쓰인다. 이러한 축 간의 통신은 빠른 시간 내에 이루어져야 하고 시간 제약이 있을 수 있다. 원호 보간의 경우도 직선 보간의 구조와 같이 축마다 분리되지 않은 상태로 한 부분에서 보간을 수행하여 계산 출력되는 펄스를 분배하는 구조를 가질 수 있다.
이러한 구조를 간략히 그림 3에서 나타내었으며, X축, Y축, Z축을 모두 사용하는 3 차원 보간의 경우에도 마찬가지로 각 축끼리는 서로 그 펄스량을 통신할 수 있어야 하며 그 구조는 각 축끼리 통신하는 방법과 한 부분에서 계산해서 배분하는 방식이 있다.
그림 3 통합된 원호 보간기의 구조
한 부분에서 계산하는 경우 동시성에 대한 어려움과 계산 오버헤드가 예상되고 각 축에서의 보간의 경우 계산이 빠르나 통신상의 오버헤드가 예상된다. 이러한 각 축간의 통신은 버스 구조, 직렬 통신 구조, FIP 등의 원거리 통신 프로토콜 등이 사용 가능하다.
(7) 각 서보 입력부에 입력된 속도 패턴을 갖는 펄스의 총량(t초의 분배 시간마다 송출되는 펄스 함수로 이 펄스의 총량이 이동거리로 변화된다)은 모두 각 서보 입력부의 카운터에 축적된다.
(8) 인코더에서 펄스가 피드백되어 온다.
(9) 피드백되어 온 펄스가 카운터에서 계산되어 그 수가 하위 CPU에서 비교 감산된다.
(10) 계산된 결과가 각 축의 D/A 변환에 입력으로 보내진다.
(11) 위치 오차에 비례한 아날로그 전압(D/A 변환기의 출력)은 다음 단의 서보 드라이버에 더해져서 서보 모터가 회전한다.
(12) 서보 드라이버의 입력 전압(D/A 변환기 출력)에 모터의 회전수를 비교시키기 위해 따로 제너레이터로부터 속도 정보(아날로그량)를 피드백시킨다.
(13) 서보 모터 축에 연결된 펄스 인코더로부터 회전각에 대응하여 피드백 펄스가 발생하고 카운터에 적산된 현재값(실제 이동량)이 되어 피드백된다.
(14) 위치 오차가 0이 될 때까지 회전을 계속하여 오차량이 없을 때 모터는 정지한다.
그림 4 CNC의 동작 불럭 선도
(15) 다음 명령어를 실행하기 위해 (5)의 인터프리터로 다음 code를 해석하고 실행 반복한다.
http://sns.chonbuk.ac.kr/manufacturing/cncod.ram
CNC선반에서 외경절삭한다.
http://sns.chonbuk.ac.kr/manufacturing/nccutting-1.ram
CNC선반에서 taper 절삭한다.
http://sns.chonbuk.ac.kr/manufacturing/cncmirror.ram
CNC선반에서 taper 절삭한다..
3. NC와 CNC의 차이점 및 이점
가. 차 이 점
① NC 공작기계
- 각종 논리소자와 기억소자를 조합해 만든 전자회로에 의해 필요한 기능을 발휘하는 제어 장치이므로 제한된 기능만 수행하며 기능변경이 곤란하다.
② CNC 공작기계
- 프로그래밍만으로 쉽게 기능이 변경되므로 유연성이 높고 계산능력이 훨씬 크다.
나. 이 점
① NC 공작기계
· 제품의 균일성을 향상시킬 수 있음.
· 생산능률 증대를 꾀할 수 있음.
· 제조원가 및 인건비 절감.
· 특수공구 제작의 불필요 등 공구관리비를 절감.
· 작업자의 피로 감소.
· 제품의 난이성과 비례로 가공성을 증대.
② CNC 공작기계
· 공작기계가 공작물을 가공 중에도 파트 프로그램 수정이 가능하다.
· 인치 단위의 프로그램을 쉽게 미터 단위로 자동 변환할 수 있다.
· 파트 프로그램을 매크로 형태로 저장시켜 필요시 불러 사용할 수 있다.
· 품질이 균일한 생산품을 얻을 수 있다.
· 고장 발생시 자기진단이 가능하다.
· 제조원가 및 인건비를 절감할 수 있다.

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