[CNC] 4축(4-Axis) 캠가공 및 시뮬레이션

현재 사용 중인 캠소프트웨어(http://usmiling.tistory.com/2854)를 이용해서 평소 사용하는 CNC 3축가공이 아닌 한 개의 축(axis)이 더 추가된 4축을 적용하여 3D 모델링을 좀 더 쉽게 가공할 수 있도록 캠(CAM)으로 툴패스(Tool path)생성 및 시뮬레이션을 작업함. (축이 많을수록 정밀한 가공이 되지만, 장비가격을 점점 높아짐)

보통 아래와 같은 여러면을 가진 3D모델링의 경우 3축으로 가공할 경우 재료를 여러 단계로 세팅을 해주어야 함.

하지만, 아래와 같이 회전축이 추가되면 한 번의 세팅으로 다면가공을 할 수 있음.

[4축 CNC 가공 영상]

[4축 CNC 가공 사용 예1]

[4축 CNC 가공 사용 예2]

우선 기본테스트를 위해서 아래의 물병 모양을 가진 3D 모델링을 적용하여 캠작업을 진행함.

위의 모델링과 아래는 같은 3D모델링이며, 서피스의 표시 유무에 따라 다르게 보일 뿐임. 아래처럼 완전한 진원이 아닌 90도마다 약간의 모서리형상을 적용함.

아래는 물병 모델링을 캠(CAM)에 적용하여 황삭가공을 한 것으로 주황색선은 공구(엔드밀)가 절삭하는 경로(툴패스)를 보여줌. 

아래는 황삭 후 남은 부분을 정삭으로 절삭하는 툴패스를 보여줌.

위에서 생성한 툴패스 2개를 하나로 만들어서 아래와 같이 시뮬레이션을 진행함. 특이사항없이 잘 진행되었고, 시간이 오래 걸리기 때문에 중간에 확인만하고 정지시킴.

위의 경우는 단순한 형상의 3D모델링이기에 수월하였으나 실제로 가공할 제품들은 형상이 복잡할 수 있기 때문에 실제 제품에 가까운 아래와 같은 백설공주와 일곱난장이라는 동화에 등장하는 난장이 3D모델링을 이용하여 작업을 진행함.

위와 동일하게 황삭(roughing)작업을 진행하여 툴패스 생성함.

황삭 후 남은 부분을 제거하는 작업을 하는 정삭(finishing) 툴패스 생성함.

마지막으로 검증을 하기 위해 아래와 같이 가공시뮬레이션을 진행하였으며, 특이사항은 없어보임.

실제 가공할 때에는 좀 더 간격을 좁혀야 매끄러운 면을 얻을 수 있기에 가공시간이 더 걸릴 수 있음.

현재 사용 중인 캠소프트웨어를 이용하여 이전에 실제 3축가공을 완료하였고, 추가적으로 4축 CNC장비를 이용할 수 있으면 실제가공테스트를 할 수 있는 작업을 진행하였음.

■ 무료 3D CAM 소프트웨어를 이용한 CNC 조각기 가공 결과물 보기

이상으로 무료캠소프트웨어를 이용한 4축 CNC 툴패스 생성 및 시뮬레이션을 마침. 끝!