최근 CNC 기계로 작업하면서 가공이나 기계 작동 방식에서 평소와 다르게 이상한 점이 발견되었나요? 이번 글에서는 일반적인 CNC 기계 문제 및 해결 방법 8가지 관련해서 자세히 살펴보도록 하겠습니다.
Ⅰ. CNC 기계란?
CNC 기계는 컴퓨터 프로그래밍을 사용하여 기계 제작을 위해 가공하는 도구 및 장치를 조작하고 제어하는 데 사용되는 전기 기계 장치입니다.
즉, 컨트롤러는 CNC 기계를 프로그래밍하여 기계 내부에 장착되어 있는 도구에 수행할 작업을 지시합니다.
CNC라는 이름은 컴퓨터 수치 제어를 의미합니다.
최초의 CNC 기계는 1940년대와 50년대에 개발되어 사용되었으며 펀치 테이프로 알려진 데이터 저장 기술을 사용했습니다.
물론, 이 기술은 현재 큰 발전을 거듭하여 빠르게 아날로그와 디지털 컴퓨터 처리 방법으로 전환되어 생산 능력을 향상시켰습니다.
Ⅱ. CNC 가공 작동 원리
CNC 가공의 기본 기능은 플라스틱 블록이나 이와 유사한 품목과 같은 모재를 가져와 완제품으로 변환하는 것입니다.
CNC 기계는 기계 내부에 장착되어 있는 도구에 의해 정확한 이동 방법과 어떤 재료를 절삭해야 하는지 알려줌으로써 자동으로 가공 작업이 이루어지고 결국 원하는 결과물을 얻습니다.
컴퓨터가 최종 제품을 만드는 도구에 디지털 지침을 제공한다는 점에서 3D 프린팅과 많은 유사점이 있습니다.
전체 생성 프로세스가 일련의 정밀하게 코딩된 방향으로 정제되기 때문에 프로세스가 수동으로 수행되는 경우보다 훨씬 빠르고 효율적이며 오류 발생 가능성이 적은 장점이 있습니다.
실제로 완제품을 만드는 데 사용되는 드릴, 선반, 밀링 머신 및 레이저 절단기, 플라즈마 절단기, 워터젯 절단 재료, 전자빔 가공과 같은 기술이 포함됩니다.
일반적으로 CNC 가공으로 제작되는 재료에는 알루미늄, 강철, 구리, 티타늄, 목재, 유리 섬유, 폼 및 플라스틱 등이 포함됩니다.
Ⅲ. CNC 기계에서 발생할 수 있는 문제
CNC 기계가 아무리 빠르고 효율적이더라도 오류가 없는 것은 아니기 때문에 다른 유형의 기계나 도구와 마찬가지로 문제가 발생되기 전 유지 관리가 필요합니다.
또한, 다른 장비와 마찬가지로 실수로 손상시킬 수 있는 특정 작업이 있는데 이때는, 올바른 작동 순서를 유지하기 위해 취할 수 있는 확실한 조치가 있습니다.
Ⅳ. CNC 유지보수
CNC 가공에는 문제와 오류를 일으킬 수 있는 문제가 많이 있지만 일부 문제는 다른 문제보다 더 흔합니다. 그래서 이런 문제는 지나치기 쉽고 오진하기 쉬운 문제이기도 합니다.
CNC 기계에서 가장 흔히 발생하는 몇 가지 문제를 살펴보겠습니다.
1. 부실하거나 부적절한 유지관리
CNC 기계는 정기적으로 꼼꼼하게 청소하고 윤활유를 충분히 보충해줘야 합니다. 특히, 청소를 제대로 하지 않으면 먼지와 이물질이 쌓일 수 있는데 이는 위생 문제를 떠나 기계의 출력에 영향을 미칠 수 있습니다.
예를 들어 가공 과정에서 재료가 미끄러지는 현상을 느끼기 시작하면 이는 먼지로 인해 기계가 올바르게 작동하지 못하여 원하는 완성품을 얻을 수 없게 됩니다.
이 문제를 계속해서 인지하지 못하면 정확성과 정밀도에 더 큰 문제가 발생하고 궁극적으로 더 많은 오류가 발생하게 됩니다.
또한, 윤활이 부족하면 기계 부품이 달라붙거나 원활하게 움직이지 않을 수 있고 이로 인해 오류가 발생할 수 있을 뿐만 아니라 과열이 발생할 수 있습니다.
2. 부적절한 설정 또는 도구
아마도 공구 중 하나가 무뎌지거나, 절삭유 또는 윤활제가 제대로 작동하지 않으면 공구가 잘못된 속도로 움직이고 있을 수 있으며, 이러한 모든 문제는 많은 문제를 일으킬 것입니다.
대표적으로 발생 가능성이 가장 높은 결과는 재료의 가장자리와 모서리 주변에 작은 탄 자국이 나타나는 것입니다.
그 이유는 간단합니다. 공구가 너무 느리게 움직이면 재료가 예상보다 오랫동안 절삭 날 아래에 있게 되어 이로 인해 재료 가장자리에 탄 자국이 발생합니다.
마찬가지로, 냉각수가 제대로 작동하지 않으면 재료가 너무 뜨거워지고 결과적으로 가장자리가 그슬릴 수 있습니다.
만약, 공구에 탄 자국이 있다면 특정 도구에 필요한 설정을 조정해야 하며 도구가 무뎌져 더 이상 원하는 절삭 작업이 되지 않는 경우 도구를 교체해야 할 때가 된 것입니다.
3. CNC 기계에서 그을린 공구
그을린 가장자리 외에도 주의해야 할 유형의 문제에 대한 다른 시각적 징후로는 거친 가장자리와 눈에 보이는 절단 흔적 및 융기된 가장자리 등이 있습니다.
이 모든 것은 무언가가 컴퓨터에서 제대로 작동되지 않고 있다는 표시입니다.
4. 부적절한 프로그래밍
CNC 가공에 심각한 문제를 일으킬 수 있는 또 다른 문제는 잘못된 프로그래밍입니다.
프로그래밍이 제품 생성을 직접 결정하는 중요한 부분이기 때문에 프로그래밍이 올바르지 않으면 제품에 문제가 발생합니다.
이러한 문제는 감지하기 어려울 수 있으며, 특히 경험이 없는 직원이 기계를 충분히 숙지하지 않고 작업했을 경우 발생 빈도가 잦아질 수 있습니다.
경험이 없는 직원은 기계의 프로세스를 완벽하게 이해하지 못하고 코딩을 잘못 입력하는데 뭔가 잘못되었다는 것을 알면서도 자신의 실수를 깨닫지 못할 수도 있습니다.
문제를 해결하기 위해 기계 전원을 껐다가 다시 키는데, 이렇게 하면 기계가 리셋 되어 문제가 해결되는 것처럼 보일 수 있고 결국 문제의 근본 원인을 찾지 못하고 지나칠 수 있습니다.
이러한 상황을 방지하려면 CNC 기계를 조작하는 직원은 올바르게 코딩하는 방법에 대해 완벽히 숙지할 때까지 교육을 받아야 합니다.
Ⅴ. CNC 문제 해결 팁: CNC 기계의 가장 일반적인 문제 및 해결 방법
1. 자동 공구 교환 중에 문제가 발생하면 어떻게 해야 할까?
해결책: 자동 공구 교환 중 어느 시점에서 문제가 발생하고 있는지 파악된 경우 문제를 해결하는 가장 좋은 방법은 공구 교환 순서의 모든 단계를 배우는 것입니다.
프로세스에 대해 자세히 알고 나면 문제가 발생하는 위치를 더 잘 파악하고 무슨 일이 일어나고 있는지 진단할 수 있습니다.
참고로 순서는 다음과 같습니다.
- 축이 위치로 이동합니다.
- 공구 교환을 위해 스핀들이 정렬됩니다.
- 문 열림
- Magazine pot이 제자리에 위치합니다.
- ATC 암이 움직여 스핀들에 공구를 맞물립니다.
- 스핀들 릴리스 도구
- 암이 스핀들에서 공구를 제거합니다.
- 암이 공구를 스핀들에 넣습니다.
- 스핀들 파악 도구
- 팔이 원래 위치로 돌아옴
- 문이 닫힙니다.
2. DC 모터 문제는 어떻게 해결할까?
해결 방법: DC 모터에 문제가 있는 경우 확인하고 해결해야 할 몇 가지 사항은 다음과 같습니다. 알려드리는 방법을 시도해 보고 도중에 문제가 발견되지 않는지 확인하십시오.
- 일자 드라이버를 사용하여 커버를 제거한 후 브러시와 스프링을 제거합니다.
- 브러시를 제거할 때 브러시가 자유롭게 움직이는지 확인하십시오.
- 모든 브러시의 스프링 장력이 동일한지 확인하십시오.
- 브러시의 표면을 살펴봤을 때 깨끗하고 반짝이나요? 그렇지 않은 경우 교체하십시오.
- 브러쉬 길이를 확인하는데 새 브러시의 경우 길이는 약 7.5인치여야 합니다. 만약, 이보다 훨씬 짧으면 스프링 장력이 약해집니다.
- 브러시가 방해되지 않으면 내부에 손전등을 비추어 쌓인 부분이 있는지 확인하시고 에어건으로 주변을 청소해 주세요.
- 청소했을 때 홈 부분이 심하게 마모되었다면 교체하십시오.
3. 비상 정지를 취소할 수 없으면 어떻게 해야 할까?
해결 방법: 아래 체크리스트를 통해 항목 중 문제가 될 수 있는 항목이 있는지 확인하십시오.
- 컨베이어가 전원에 연결되어 있는지 확인하시고 전원 코드에 손상된 흔적이 있는지 확인하십시오.
- 비상 정지를 당기거나 밀어 넣습니다. 컨베이어, 고압 장치, 갠트리 및 바피더에 문제가 있는지 확인 또는 전기 캐비닛에 끊어진 퓨즈가 없는지 확인하십시오.
- 초과 이동 근처에 축이 있는지 확인하십시오.
- 도어 인터록 메커니즘이나 전기 캐비닛 내부의 기타 인터록 모듈을 검사하십시오. LED 표시등이 켜져 있고 POWER 또는 이와 유사한 내용이 표시되는지 확인하세요.
- 전원 공급 장치가 활성화되어 있는지 확인하고 전기부족은 없는지 확인하세요.
- LED 조명을 살펴보고 어두워지거나 타버린 조명이 있는지 확인하여 확인하세요. 탄 조명이 있다면 전선을 제거하고 제거 후 상태가 돌아오면 수정해야 할 단락이 있는 것입니다.
- E-문자열을 찾아 따라가 전압에 문제가 있는지 확인하세요.
Ⅵ. CNC 기계의 전기적 결함
4. 기기의 전원이 켜지지 않거나 전원이 켜질 때 이상하게 작동하는 경우 어떻게 해결할까?
해결 방법: 제어판에 아무 버튼도 켜지지 않으면 화면이나 패널 뒤에서 전원 공급 장치를 찾아보십시오.
전원 공급 장치가 올바르게 들어오고 나가는지 확인하고 뒤쪽의 퓨즈가 끊어졌을 수도 있습니다.
CRT가 나타나지 않는 것 같으면 화면의 지시를 따르는 것처럼 축을 움직여 보십시오. 그래도 완벽하게 움직인다면 기기에 문제가 있는 것이 아니라 화면 디스플레이에 문제가 있는 것입니다. 화면에 전원이 계속 공급되고 있는지 확인하세요.
5. 전원 공급 장치 문제를 어떻게 해결할까?
해결책: 대부분의 경우 기계에는 여러 개의 전원이 있습니다. 어느 것이 문제를 일으키는지 확실하지 않은 경우 다음 위치를 확인해 보세요.
- CRT 화면 뒤
- 도어 인터록 회로
- I/O 카드
- 드라이브 및 스핀들을 위한 개별 전원 공급 장치
- 외부 전원 공급 장치
DC 전원 공급 장치에 문제가 있다고 생각되면 전원 입력을 확인하고 전압이 올바른지 확인하고 전원 출력도 확인해보세요.
전원이 들어오지 않는 것 같거나 전압이 너무 낮은 경우에는 전원을 끄고 출력선을 분리하십시오.
전원을 다시 켜고 출력측을 확인했을 때 전원이 있고 전압이 정확하다면 접지 단락이 발생한 것입니다.
거의 모든 전원 공급 장치에는 LED 표시등이 장착되어 있으나 항상 이 빛을 맹신하지 마십시오.
미터기를 사용하여 전력 수준을 직접 확인하고 실제로 접지에 단락이 있는 경우 퓨즈가 끊어지거나 단락으로 인해 전압 레벨이 낮아질 수 있습니다.
6. 릴레이 보드를 어떻게 수리하고, 수리가 필요한지 어떻게 알 수 있나?
해결책: 릴레이 보드는 다양한 크기와 디자인으로 제공되지만 CNC 기계의 공통 구성 요소입니다. 거의 동일한 방식으로 작동하므로 작동 방식을 이해하면 쉽게 작업할 수 있습니다.
각 릴레이 보드는 (DC)24V 이하의 I/O 신호를 받아 일반적으로 (DC)24V 또는 (AC)110V 신호로 변환합니다.
이는 기계가 더 높은 부하와 전류량을 처리할 수 있도록 하는 데 중요합니다.
거의 모든 릴레이 보드에는 기계에 출력이 필요할 때 켜지는 LED 조명이 장착되어 있습니다.
이 표시등이 깜박이면 출력이 보드에 도달했으며 보드의 릴레이에 적용되어야 함을 의미하며 회로가 올바르게 fuse되지 않으면 일부 문제가 발생할 수 있습니다.
릴레이 보드에서 하나가 타버린 것을 발견하면 쉽게 해결할 수 있는데 대부분의 경우 간단히 교체하면 됩니다.
7. 기계 척이 멈춰 고정되거나 고정 해제되지 않는 것 같은데 어떻게 해야 해결될까?
해결 방법: 아래 체크리스트를 체크하여 문제를 일으킨 요인이 어떤 원인의 문제인지 확인하세요.
- 유압 펌프가 작동하는지 확인하십시오. 작동하지 않는다면 기기의 전원을 껐다가 다시 켜보세요. 전원을 다시 켠 상태에서 펌프를 테스트하고 다시 작동하는지 확인하십시오.
- 조정 밸브를 살펴보고 유압 출력을 확인하십시오. 출력을 하지 않거나 압이 충분히 높지 않은 경우 전력을 더 높게 설정해 보시기 바랍니다.
- 풋 페달을 검사하여 작동하는지 확인하십시오. 화면에서 스위치에 대한 입력 신호를 찾으시고 진단 화면의 입력에 문제가 있는 것 같으면 케이블 연결과 풋 페달의 접점을 자세히 살펴보십시오.
- 배선이 끊어졌는지, 단자가 부식되었는지 확인하고 페달을 끝까지 밟을 수 있는지, 칩이나 이물질로 인해 페달이 막히지는 않았는지 확인하시기 바랍니다.
- 입력에 문제가 없는 것 같으면 PLC 출력을 자세히 살펴보십시오. 풋 페달을 누른 후에도 출력이 생성되지 않으면 출력 코일을 켜는 데 필요한 것이 무엇인지 확인하십시오.
- MDI M 코드 명령을 사용하여 척을 작동할 수 있지만 풋 페달로는 작동할 수 없나요? 이는 문제가 거의 확실하게 풋 스위치에 있음을 의미합니다.
- 솔레노이드 출력이 올바르게 작동하는 것 같나요? 그렇다면 솔레노이드에 대한 커넥터에 문제가 있을 수 있으며, 와이어가 끊어지거나 커넥터가 느슨해질 수 있습니다.
- 커넥터를 코일로 전환하여 코일이 올바르게 작동하는지 확인하십시오.
- 마지막으로 척과 유압 실린더 사이의 드로우 튜브를 살펴보십시오. 작동 되나요? 척이나 실린더에서 튜브를 풀고 제거하여 튜브를 점검하십시오.
이 작업을 하는 동안 척 본체를 검사하는 것도 좋은 생각이며 특히 내부 웨지는 정기적으로 그리스를 발라야 합니다. 더럽거나 기름칠을 하지 않으면 척이 제대로 작동하지 않습니다.
8. 안전회로에서는 어떤 사항을 확인해야 하나요?
해결책: 아래 간단한 절차에 따라 필요한 모든 부품이 필요한 점검을 받았는지 확인하십시오.
- 도어 인터록의 모든 키가 정지 위치에 있는지 확인하십시오.
- 인터록 모듈을 확인하려면 제어 캐비닛을 살펴보고 그곳에 있는 LED 조명은 잠재적인 문제를 찾는 데 도움이 됩니다.
- 인터록 해제 키가 올바른 위치에 있는지 확인하고 필요한 경우 제거할 수 있는지 확인하십시오. 때로는 진동으로 인해 키가 불필요하게 회전할 수 있습니다.
- 스위치와 인터록 모듈에서 조여야 하는 모든 연결을 조이십시오.
- 모듈에서 가장 큰 연결을 찾아 확인해야 하는데 크기 때문에 진동이 많이 발생하고 느슨해지기 쉽습니다.
Ⅶ. 마무리
바라건대, 위 지침을 따르면 CNC 기계를 이해하는데 도움이 될 것이며, 이를 통해 기계를 청소하고 유지 관리 능력을 갖추는 데 도움이 될 것입니다.
어떤 것이든 마찬가지겠지만, 문제를 해결하는 것보다 문제 발생을 방지하는 것이 더 쉬울 것이며 문제가 발생할 때 문제를 인식하는 방법을 알게 될 것입니다.
하지만 가장 중요한 것은 필연적으로 발생할 문제를 진단하고 이러한 문제에 대한 해결책을 더 잘 해결할 수 있기를 바랍니다.
수리를 위해 외부 인력을 불러야 하는 문제가 발생하더라도 한 발 앞서 나갈 수 있고 문제점과 문제의 원인, 그리고 문제를 해결할 수 있는 방법에 대해 이미 알고 있게 될 것입니다.