CSCAM 좋은 CNC 를 만드는 회사 CSCAM 800S 기능 소개 CNC 사업부 CSCAM 800S HX-Lite HX-Modex HX1.5 2014. 5 CSCAM Co., Ltd Servo Motor & Drive
2014년 1차 기술교육 <CSCAM 800S 기술교육> 1. 교육일시 : 2014년 5월~, 매격주월요일 AM 9:30~ PM 5:30(7시간) 2. 교육내용 : CSCAM 800S 사용자 기술 교육 3. 장소 : CSCAM CNC 사업부 교육실 주소 : 성남시 중원구 사기막골로 124 SKn테크노파크 비즈센터동 509호 담당자 : 031-737-7600 4. 대상 : CSCAM CNC로 시운전 하려는 엔지니어 http://www.cscam.co.kr/ 공지사항 5. 중식제공 6. 교육 시간표 1) 3축/1스핀들 고속가공 지그 2) 2축/2스핀들 선반지그 No 시간 교육내용 교재/실습 1 9:30~10:00 인사 및 CSCAM 소개 2 10:00~11:00 800S CNC 기능 소개 교재 3 11:00~12:30 800S PLC 기초 PLC Editor 사용법 운전모드(Jog/MPG/ZRN/STEP/AUTO/MDI) 파라미터 설 정과 PLC 예제 작성 교재 3) 2축 비전지그 4 12:30~1:30 점심시간 5 1:30~2:30 800S의 NC 프로그램 작성 및 실습 보간/이송/원점/좌표계 주축/공구/M code/경보정 고정사이클/고속가공 교재 4) 5축/1스핀들 구동지그 6 2:30~4:00 지그 동작 교육 800S 지그 구동 파라미터 설정 튜닝 지그활용 7 4:00~5:00 800S CNC 주요 응용장비 소개 및 마무리 교재 CSCAM Innovation & Creativity 5) 2축 GX-S200 지그 2
목차 -CSCAM의제품소개 CSCAM 800S 패키지 고속가공기능 머신 Vision과 CNC의 만남 장비에 최적화된 HMI 턴밀 선반 기능 PAC 컨트롤러 데스크탑 로봇 제어기 서보모터 / 서보드라이브 - CNC 기능구현의 실제 선행제어(고속가공) / 피드포워드 / 코너부제어 리지드탭 / 역방향운전 /갠트리 동기제어 Twin Table / SKIP /미러-스케일링 Z-gap trace / 피치오차보정 스케줄링 / 서보 graph / Event Log CSCAM Innovation & Creativity 3
CSCAM 소개 기 계 사 업 5axis Engraving Tire mold lettering Tire mold EDM Wheel Flow forming Tank Flow forming C N C 사 업 C A M 사 업 HX-Lite 범용 CAM HX-Modex HX1.5 HX2.0 조선용 CAD/CAM CSCAM 800S Servo Motor & Drive Machining center Mill-turn lathe Router Hob grinding SPEEDPlus CANVAS CS/CAM E-NEST E-DAS E-WACS E-PDMS
CNC Application Machining Center Machining center 4-heads spindle M/C Gentry type M/C Turning Center/Turn-Mill Mill-turn lathe Contouring M/C Complex cutting M/C (engraving & plasma) High speed router Laser cutting M/C 5-Axis Machining Tire mold lettering M/C Engraving M/C Mobile 부품가공기 Special Machining Tank Flow forming Wheel Flow forming Hob grinding M/C
CNC (CSCAM) 로드 맵 2000년 2009년 2010년 2011년 PC-based CNC 개발 Turbotek CNC 사업부 인수 기계/CNC사업부 체제 구축 MultichannelCNC개발 휠포밍전용CNC개발 국내최초 full digital CNC 개발/양산 EtherCAT 서보드라이브/모터 개발 국내 CNC 선두 업체 Tire 금형 가공 5축 Engraving /Lettering 머신 전용 CNC 개발 및 양산 Tank Flow forming, Spinning, Winding 전용 CNC 개발? DSP-based CNC Embedded CNC PC-based CNC One CPU CNC 고속지능형 CNC 고속가공/Look ahead IT 기반 Nano CNC 고정밀 보간 Remote diagnosis Full digital CNC 산업용 Ethernet Digital servo network Servo Drive Smart CNC Interactive HMI Machine 능력 극대화 효율성 극대화한 고속가공 고속/고정밀/고효율 가공
CSCAM CNC Line-up 2014.3 New CSCAM 800S Digital servo interface(with EtherCAT) High-performance full soft CNC 2.3GHz embedded CPU adopted Max. 256 nodes (such as servo drives, IO terminals) 2010.6 HX-2.0 Digital servo interface(with EtherCAT) All in one, high-performance CNC 2.0GHz embedded CPU adopted Max. 256 nodes (such as servo drives, IO terminals) 2009 HX-1.5 Compact CNC for high speed machining 1.6GHz embedded CPU adopted, 12.1 LCD monitor Vision system interface ready(with gigabit ethernet) 5-axis machining mechanism is fully supported 6 axes a slot(max. 36 axes) 64/64 DIO a slot(max.1024/1024) 2005 HX-Modex 10.4 LCD monitor, 1GHz embedded CPU High reliability CNC 4 axes(up to 6 axes), 32/32 DIO (up to 256/256) 4 channels for the fast interrupt input signal 2004 1995 HX-LITE PCI-card type, an economic CNC model Any industrial PC available with a PCI slot 4 axes fixed, 40/24(or 32/32) DIO fixed, MPG 1 port
800S : Full soft CNC CSCAM Digital Servo EtherCAT I/O HX2.0 800S EtherCAT Servo Drive Items MDI unit NC unit SW Option Inverter Analog Servo AIB Specification 12.1 (HX-ST, MC), 17 (HX2.0-SE), 1024 x 768 TFT-LCD HMI 화면 편집기 제공 산업용 2.3 GHz CPU 제어축수 : Max.32, 최대점수 : IO 1024/1024 OS: Windows 2000/XP/XP embedded 지원 HX-MC(밀링 조각기용), HX-TC(선반용), HX-CUT(절단기용), HX-EDM(방전기용) 지원 언어(한글/영어/일문어/중국어/독어) 지원. Windows 기반 HMI : HMI Editor 로 사용자 전용 기능 및 화면 구성이 가능함. Feed forward/look ahead 기능을 통한 고속/고정밀 이송기능 제공 마찰력. 백래쉬, 피치에러 보정을 통한 고정밀 제어 기능 PWM 출력 4채널(방전가공기, 레이저절단기 등) AD 4 채널 (12bit, 각종 센서입력 가능) 고속 Input 접점 4채널(고속 skip기능, 측정기 대응) 계통제어 지원 (2/4/6 채널 지원) USB 2 ports RS-232/485, 2xSATA II GbE Ethernet 2 port 지원 EtherCAT I/O 3차원 그래픽 경로검사 및 실시간 가공경로 모니터링 기능 다축 서보 동기 제어 기능 (Gantry, Twin table 제어) 다양한 Program format 지원(G code, DWG, DXF) 최소설정 단위 0.001mm, 0.001deg, 0.0001inch 최대 12자리 지령가능 (±99999999.999) Sine파 엔코더용 체배기 (Max. 400 체배) Dual encoder feedback 기능 (옵션) 절대치 엔코더 인터페이스(Yaskawa ΣV 드라이브)
CSCAM 800S 패키지 MDI 일체형 All-in-one 타입의 고성능 실속형 CNC 서보드라이브/모터(1kW) 3세트와 IO72/46, 그리고 CSCAM 800S CNC가 600만원대!! OP EDIO72/46 DIO32/32 (IO 접점확장) HD 시리즈 서보드라이브 800S 특징 MPG 스핀들 인버터 EtherCAT 네트워크 채용 Look ahead 선독블럭 기본 100블럭(Max. 1000 블록 ) 고속가공 기능 기본제공(G10.3) 위치제어 주기 최소 0.5msec 공간절약형 콤팩트한 MDI와 키보드 유닛(세로형, 가로형) 원하는 모든 주변기기와 연결성 확보 HMG 시리즈 서보모터 옵션 품목 9
고속 가공 기능 CSCAM 800S New 고속가공 기능 기본제공(G10.3) 코너에서의 자동 감속기능으로 정밀도를 유지 S자 가감속으로 부드러운 이송 R 구간의 절삭속도 제한 기능 Look ahead 선독블럭 기본 100블럭(Max. 1000 블록 ) 위치제어 주기 최소 0.5msec 벡터오차 허용량으로 생산성과 가공표면품질 선택 동시 5축 고속가공 지원 핸드폰 Frame (Al합금) 연삭 핸드폰 Frame 절삭 고속가공의 속도 프로파일의 예 동시5축 고속가공 Tire mold 가공시 각축의 속도 Profile 동시 5축 가공 Tire 금형가공 결과 동영상 고속가공의 SW 구조 금형가공 10
머신 Vision과 CNC의 만남 비젼 CNC 비전 장치 HW 구성 비젼 주요화면 Mark 인식 조명 컨트롤러 비전 얼라인 기능 DXF 도면 미리보기 비젼 측정 및 가공 SW 측정 기준점과 측정 위치 비전 기능 설정 Network CCD 카메라(1GbE ) 채용으로 시스템 단순화 측정위치를 도면(DXF)으로 입력 검증된 패턴 매칭으로 완벽한 마크인식 달성 사용자의 부정확한 로딩오차 뿐만 아니라 인쇄 오차까지 비젼 측정으로 보정함 (shift & rotation) Ø0.3~3 mm의 특정 마크와 임의형상 마크까지 측정 가능 NC code로 비젼 측정을 지령함. G206 : 전체 보상 지령 G207 : 사각/원형 윈도우 배열 측정 지령 G208 : 보정 후 NC 가공 지령 측정 Fail시 조치방법 (자동/수동) 선택 측정 Fail report 측정위치 DXF/DWG import 1. x : 사각 cell의 layout 2.Vision 측정 위치(2 points/a cell) (x 1,y 1 ) (u 1,v 1 ) ; 기준점에서 상대위치 (x 2,y 2 ) (u 2,v 2 ) (x 3,y 3 ) (u 3,v 3 ) (x 4,y 4 ) (u 4,v 4 ) : Vision Main 프로그램 측정 매크로 호출 G207 Xx 0 Yy 0 ; (x 0,y 0 ) 기준점(좌하단 마크) 1.기준점 이동후 정확한 기준점 기계위치 저장 2. cell (1,1) 의 1점, 2점 위치측정 후 중심의 기계위치 저장, 회전각(r 1 ) 저장 3. cell (1,2) 의 1점, 2점 위치측정 후 중심의 기계위치 저장, 회전각 (r 2 ) 저장 : 가공 실행 Cell 가공 NC data 1. cell (1,1) 중심으로 이동후 G54 G92X0Y0 G68 Rr 1 1 cell G code 실행 2. cell (1,2) 중심으로 이동후 G54 G92X0Y0 G68 Rr 2 1 cell G code 실행 : 11
장비에 최적화된 HMI 800S 커스터마이징 New NC 데이터 최적화 소프트웨어 Intelli-NC NC data 최적화 가공깊이와 절삭량에 따른 Feed 조 절 가공재질 따른 Feed 조절 과부하구간 자동 감지해서 경로 추가 3D 가공 시뮬레이션 미/과삭 검증기능 시뮬레이션과 CNC HMI 통합 WFF 전용 HMI 3채널 동시 표시기능 Touch Screen 기본 지원 채널간 동기기능 (동기 M code 지원) 3채널 블록 디스플레이 Soft OP 기능 EDM Drill 전용 HMI Touch Screen 기본 지원 방전조건 입력화면 방전가공조건 DB화 실시간 공구경로 방전 Process Monitoring 기능 Pattern 프로그램 CAD 파일로 부터 드릴경로 생성 기능 Wheel Flow Forming 전용 HMI 동영상 EDM Drill 전용 HMI 전극 자동교환 (AEC) 기능 전극소모 자동보정 Through Hole/Blind Hole 가공기능 스핀들 속도 가변 기능 치아가공기 전용 HMI 5축 치아가공기 HMI 비숙련 작업자도 쉽게 동작하도록 고안된 쉬운 UI 가공 진행정도/ 가공중인 공구/교체할 공구 같은 필수 표시항목의 시인성을 높인 화면 구성 One button 일괄 자동 공구교환기능(공구선택/공구반납/공구교체) 공구 수명 관리 기능 (12포켓의 공구수명 관리) 스케줄 가공 기능 (최대 10개) One button 자동복귀기능 (원점복귀/Check Position) 부팅시 원점복귀 필요 없는 절대치 엔코더 채용 [zirconia] [Cobalt-Chromium] 12
대화형 선삭 가공 NC 데이터 생성 가능 턴밀 선반 기능 턴밀 가공 시뮬레이션 동영상 모드변환 Turn-Mill Mode (M28) Turn Mode (M29) 주축 스핀들 C 축 Spindle Turn-Mill Spindle Spindle X Turn-mill Mode 선택(해제) : M28 (M29) Default Mode : 일반 선삭 SS 모드 On, Turn-Mill Spindle 을 Main Turn-mill Mode 해제 : M29 Spindle로 변경 스핀들축원점복귀없음 C축 원점 복귀 M03으로 스핀들 구동 S지령과 M03으로 Turn-Mill스핀들 구동 C축 홈가공 XC 평면 단면 Circular groove (C회전) 단면 Radial groove(x이송) ZC 평면 원통면 Circular Groove(C회전) 원통면 cylinder Groove(Z이송) Z CSCAM 800S 대화형 G code 자동생성 기능 X Turn-mill Spindle Z ZC 평면 원통좌표 가공 ZC 평면 극좌표 가공 사이클 선택 구멍가공 볼록가공 오목가공 홈(C축) 가공 형상 선택 고정 XC 형상 임의 XC 형상 정ZC 형상 임의 ZC 형상 Spindle (or C) 소재/공구선정 소재 생성 공구 정의 및 선택 턴밀 가공품 지령문 삽입 시작 지령 종료 지령 M code 지령 13
PAC 컨트롤러 New GX-S200 사양 Analog 2축/ Step2축택일 IO16/16 MPG 1축 Serial 2-Port EtherNET, USB 지원 GX-S200/S300/S500 CNC 기술기반의 정밀 모션기능과 강력한 PLC기능으로 GX-S400 사양 국내 최저가 모션제어기 Analog 4축/ Step4축택일 IO48/48 MPG 1축 Serial 2-Port EtherNET, USB 지원 고정밀/고기능 모션 제어 기술 고성능 Sequence 제어 기술 고정밀/고기능 모션 제어 사용자 중심 개방형 제어기 GX Series 고성능 시퀀스 제어 최대 12축 제어 최대4채널동시제어 모션 명령어, G code 동시 지원 위치결정, 직선보간, 원호보간, 헬리컬보간 기능 위치제어, 속도제어, 동기제어, 토크제어 Analog/Pulse/(Digital Servo Interface) Skip 보간, Teaching 기능 JOG, HAN( MPG), REF, POS, VEL 운전 모드 지원 무한 이송 축 제어 기능 비대칭 가감속 기능 동기제어 기능 위치 비교 기능, 위치 검출 기능 백래시 보정 기능, 자동 전압 옵셋 보정 기능 시스템 레지스터와 내부 변수를 이용한 프로그램 가능 IF,FOR,WHILE,CASE,GOTO 등 다양한 제어구문 지원 4단계 부 프로그램 호출 및 인터럽트 프로그램 호출 채널(모션 프로그램 )간 동기 기능 MACRO 프로그램 기능 2 채널(Start, Normal) PLC 2 Level 프로그램 기능(Normal PLC) 160여개의 기본/기능 명령어 제공 모션 프로그램 호출 Ladder 방식 프로그램, Text 방식의 편집 기능 On-Line Edit 기능 여러 대의 GX 간의 통신 기능 타사 PLC의 통신 프로토콜 지원(Master-K, MELSEC 등) 제어 명령 입출력 명령 Relay 연산 논리 연산 수치 연산 수치 비교 타이머/카운터 데이터 변환 데이터 조작 수학 함수 Table 연산 IFON/IFOFF, WHILE, FOR, SCALL, PCALL 등 RD, RDN, WR, WRN, UP, DOWN, REST, SET 등 AND, ANDN, OR, ORN, RDS, RDNS, ANDS, ORS ANDMV, ORMV, XORMV 등 +, -, *,/, ADD, SUB, MUL, DEV, INC, DEC, REM LT,<,LE,<=,GT,>,GE,>=,EQ,==,NEQ,!=,RCHK ONTMR,ONTMR_L,OFFTMR,OFFTMR_L 등 INV,BINV,COM,FABS,BINBCD,BCDBIN 등 ROTL, ROTR, COPYB, MOVB, SHIFTR, SHIFTL 등 SQRT,SIN,COS,ACOS,DEGRAD,RADDEG 등 STACK_SET,TBLSET,TBLSRCH,TBLSUM 등 14
데스크탑 로봇 제어기 GX-S400 / GX-Builder /2D-CAD 기반의 HMI: E-GX New GX-S400 CSCAM 2D-CAD 기반의 HMI: E-GX CAD & HMI 겸용 장점 : 단순 경로는 티칭에 의하여 생성하고, 복잡 한 연속 경로는 CAD 파일로 부터 경로 생성하여 보다 정확한 모션을 가능케함. 간편한 USB (Ethernet, RS-232 가능) 통신 Pass 기능 탑재 (코너 R 자동 삽입) 무정지 IO 기능 (응용 : 이송중 레이저 on/off 등) 경로 데이터 Excel 파일 입출력 기능 DXF 입출력기능 실시간 경로 display GX 전용 Tool (GX 시리즈 ) Setup Tool : GX-Builder CSCAM HMI 편집기 Windows 기반 HMI Touch Screen, 가상 키보드 지원 버튼, BMP, Switch 등 다양한 Tag 제공 한글표시 가능 시스템 상태 감시 및 알람/경고/이력관리 파라미터/진단 표시 및 설정 외부 조작에 의한 화면 전환기능 사용자 ActiveX 컨트롤 등록 가능 파라미터 setup 실시간 데이터 Access 시스템 파라메터/레지스터 설 정기능 시스템 진단 기능 데스크탑 로봇 제어기 모션 프로그램 편집기 모션 프로그램 편집 모션 프로그램 리스트 모니터링 문법 검사 기능 프로그램 Down Loading/Up Loading 기능 매크로 프로그램 편집 진행 블록 표시 기능 Dispenser 응용 소형 데스크탑 PLC 편집기 2 채널(Start, Normal) PLC 160여 개의 풍부한 명령어 지원 모션 프로그램 및 부 프로그램 호출 가능 On-Line Edit 기능 타사 PLC의 통신 프로토콜 지원(Master-K, MELSEC 등) Data Tracer 시스템 레지스터의 실시간 Trace 기능 Servo Graph, PLC Timing Chart 모드 지원 최대 8개의 데이터를 동시에 Trace 가능 Trigger, Rising Time, Zoom, Scale 기능 데이터의 파일 저장 기능 15
400W에서 7.5KW까지 라인업!! 전 모델 17Bit 앱솔루트 엔코더 채용!! 서보모터 제품형식 HMG&HD 응용분야 공작기계(Machine Tool), 로봇(Robots), 자동화산업(Automotive Industry) 반도체설비(Semiconductor Manufacturing), 검사장비(Inspection Machine) 의약산업(Pharmaceutical), 자재운반기(Material Handling), 물류장비(Logistics) 포장기(Packing Machine), 자동운반장치(AGV), 웨이퍼운송장치 (Wafer/Flat Panel Transfer) HMG 04 A A A 1 1 시리즈명 용량 입력전압 엔코더 설계사양 축단사양 HMG : 고 토크용 HMA : 고 회전용 서보모터 사양 04 : 400W 08 : 750W 13 : 1.3KW 20 : 2.0KW 30 : 3.0KW 44 : 4.4KW 55 : 5.5KW 75 : 7.5KW A : 200V B : 400V A : 절대치 A : 표준 I : 인크리멘탈 E : 고정도 브레이크 사양 1 : straight 1 : DC24 2 : straight/key2 : DC90 전압 220V 드라이브 형식 HD- 04A 10A 10A 20A 20A 30A 55A 75A 110A 모터형식 HMG- 04A A 08A A 05A A 13A A 20A A 30A A 44A A 55A A 75A A 정격출력 KW 0.4 0.75 0.45 1.3 1.8 2.9 4.4 5.5 7.5 정격토크 N m 1.27 2.39 2.83 8.3 11.3 18.4 28.2 34.8 47.8 순간최대토크 N m 3.82 7.16 8.7 23.0 28.4 44.7 71.0 87.3 117 정격전류 Arms 2.8 4.4 3.5 10.4 16.5 23.6 32.4 41.8 54.2 순간최대전류 Arms 8.5 13.4 10.5 27 41 54 83 108 129 정격회전속도 Min ¹ 3000 1500 최고회전속도 Min ¹ 5000 3000 토크정수 N m/ar ms 0.498 0.59 0.83 0.85 0.70 0.82 0.86 0.80 0.90 회전자 Kg m²* 0.173 0.672 7.22 20.3 31.4 45.8 67.3 88.7 126 관성모멘트*1 10 ⁴ (0.22) (0.86) (9.3) (22.4) (40.0) (54.3) (75.7) (97.3) (133.2) 정격파워레이트 KW/s 93.7 84.8 11.0 33.5 41.3 75.1 118 135 183 *1) 정격각가속도 ( ) 안의 수치는Rad/s² 유지브레이크 73600 장착 모터용 35500값을 3930 나타냅니다. 4060 3620 4050 4210 3930 3850 서보모터 / 서보드라이브 고속가공용 고토크 서보모터(HMG 시리즈) / 고응답성 서보드라이브 (HD시리즈) 서보드라이브 제품형식 HD 04 A C A 시리즈명 용량 입력전압 엔코더 설계사양 서보 시리즈 04 : 400W 08 : 800W 10 : 1.0KW 20 : 2.0KW 30 : 3.0KW 44 : 4.4KW 55 : 5.5KW 75 : 7.5KW 110 : 11KW 서보드라이브 사양 및 특성 A : 200V B : 400V A : 절대치 A : Analog B : Seriel E : EtherCAT C : Serial (Tamagawa) D : Serial (Sanyo) E : Serial (Nikon) 서보 팩 형식 HD- 04A 08A 10A 20A 30A 75A 110A 최대 적용 모터 [KW] 0.4 0.75 1.0 2.0 3.0 7.5 11 정격 출력 전류 [A] 3.0 5.0 6.5 13.5 16.5 40.0 50.0 최대 출력 전류 [A] 9.0 15.0 19.5 40.5 49.5 104.0 125.0 회생 저항기 내장 / 외장 외장 주 회로 [3상 : AC200V] AC200 ~ 230V +10~-15% 50/60Hz 제어회로 [단상 : AC200V] AC200 ~ 230V +10~-15% 50/60Hz 분류 항목 사양 주전원회로 제어회로 전원 검출기 구동방식 속도제어 사양 위치제어 사양 토크웨어 사양 내장기능 입력 전압 주파수 허용 전압 변동율 3상 200V ~ 230V, 50/60HZ + 10% ~ -15% 이내 입력 전압 단상 200V ~ 230V, 50/60HZ 허용 전압 변동율 단상 200V ~ 230V, 50/60HZ 허용 전압 변동율 출력신호 형식 검출기 정도 검출기 전원 구동방식 GATE 회로 보호기능 인크리멘탈 2000 ~ 6000[ppr] 15선식, 17bit 시리얼 엔코더, Sanyo, Tamakawa, Nikon, 1Vpp sin/cos 엔코더 Differential Line Driver 출력 1회전당 131072 (시리얼 엔코더 기준) DC 5V, Max0.3[A] 정현파 PWM 제어 (IGBT 사용) 1ED020I12-F2 (Max 2.0A) UVLO (Undervoltage Lockout), Ready, Short Circuit Clamping, Active Miller Clamp, Desaturation Protection, Fault Signal 주파수 응탑 특성 최대 1KHz 이상 속도 지령 입력 DC 0V ~ ±10V, 최대속도 파라메타 조정가능, EtherCAT 속도지령 속도 변동율 ±0.01[%], 부하변동 0~100% 가감속 시간 직선 또는 S자 가감속 위치 입력 주파수 위치 입력 종류 (펄스) 위치 입력 형태 토크 지정 입력 반복 정말도 토크 제한 속도 지령 보호기능 회생저항 USB 통신 온도 검출 1Mpps, 라인 드라이브 방향 + 펄스, 정회전 펄스 + 역회전 펄스 Line Driver 방식 (RS422) DC 0V ~ ±10V, 최대속도 파라메타 조정가능 ±1[%] 이내 DC 0V ~ ±10V, 최대속도 파라메타 조정가능 과전류, 회생과전압, 과부하, 엔코다 이상, 주전원이상, 과열, 회생과다, 과속도, IGBT FAULT, 부족전압 등.. 기본 내장, 외장(별치) PC USB 통신지원 (파라메타 및 변수 모니터링) 모터 온도, IGBT온도, PCB 온도 검출
- CNC 기능구현의 실제 선행제어(고속가공) / 피드포워드 / 코너부제어 리지드탭 / 역방향운전 / 갠트리 동기제어 / SS 축제어 Twin Table / SKIP / 미러-스케일링 / Z gap trace /피치오차보정 스케줄링 / 서보 graph / Event Log - CNC의 주요 응용장비와 최근 동향 비젼 응용 Glass 가공 응용 다채널 CNC Dental CNC 초음파 연삭 응용 레이저 응용 CSCAM Innovation & Creativity 17
CNC 란? CNC (Computer Numerical Control, 컴퓨터를 이용한 수치 제어) 숫자, 문자 또는 부호(NC data)를 사용하여 공정을 수치적으로 제어하는 것 프로그래밍이 가능한 자동화의 한 형태 - 공작기계의 두뇌에 해당하는 제어장치를 의미하고, 넓은 의미로 수동 공작기계와 구분하는 CNC 공작기계를 지칭하기도 함 CNC의 역사 1949 : Parsons이 MIT와 공동으로 개발 NC의 세대 연도 구성 방식 Hard Wired 1세대 2세대 3세대 1954 1959 1965 진공관, 릴레이, 아날로그 회로 트랜지스터, 디지털 회로 IC 부품, 디지털 회로 4세대 1970 Softwired, LSI, MSI 사용, 미니컴퓨터식 5세대 1974 Softwired, One-Chip, Micro Processor 내장 Soft Wired 6세대 7세대 1979 1981 Bubble Memory, VLSI, CRT 일반화 대화식, Custom화, FA, FMS 대응 8세대 1986 디지털화, MAP 대응 9세대 1995 PC-NC 화 개방형 NC CSCAM Innovation & Creativity 18
CNC 기술의 중요성 공작기계 기계를 만드는 기계(Mother Machine) 기계/부품 산업의 핵심 생산 자동화 산업분야의 기술 집약적인 핵심 제품 CNC 공작기계의 핵심 요소 기술로서 제조 원가의 25 ~ 35%를 차지 자동차, 방위 산업, 부품, 반도체 장비 등 관련 산업에 파급 자체적인 기술력의 확보는 국가 산업 전체의 경쟁력을 향상 CNC 기술은 제어기술의 집합체 일부 선진국 업체의 독과점 양상 내부 기술의 공개를 기피 CSCAM Innovation & Creativity 19
Servo Interface Digital 화 MDI Analog Servo I/F HX1.5 Servo Drive Inverter MPG NC Unit Digital Servo Digital Servo I/F EtherCAT I/O HX2.0 EtherCAT Servo Drive 1. 배선 절감/배선 간단 2. 내 노이즈성 강화 3. 지령 분해능 up 4. 상위제어기에서 서보 Setup/Monitoring 20
선행제어를 통한 고속가공 모서리에서의 허용 속도 변화와 블록의 허용 가감속을 각각 고려한 가감속 속도 프로파일을 smoothing 처리하여 가공 조도를 향상 시킴 블록간의 속도차가 별로 없는 미소 직선이 연속된 모서리의 허용 가속도를 자동 재설정하여 절삭 부하 감소 보간 후 가감속 기능을 이용한 형상 Smoothing 가공 기능 미소블록 형상오차 최소화 Feed 속도/가공시간 최적화 일반가공 Feed 선행제어를 통한 형상오차 및 가공시간 최적화 시간 미소 직선 연속 블록의 코너 감속제어 CSCAM Innovation & Creativity 21
고속가공시 가감속 설정 보간후 가감속 보간후 가감속 형태(직선형/S자형/지수형) 보간후 가감속 시정수 보간전 가감속 보간전 가감속 시정수 보간전 보간후 가감속 시정수 벡터오차 허용값 고속가공(G10.3) 고속가공 보간전 가감속 시정수 고속가공 보간전 보간후 가감속 시정수 고속가공 벡터오차 허용값 R 절삭속도 제한기능 Ab : 블럭내 가속도 Ae : edge에서 가속도 최대 블럭길이 고속가공속도(지령속도, 최고가공 속도) 고속가공중 G00 처리(고속가공,일반가공) 기준반경 기준가공속도 Ac : 구심 가속도 CSCAM Innovation & Creativity 22
가감속 원리 G-code interpreter Coarse interpolator (Acc/Dec) y n y 1 y 0 Δy p 0 x0 Δs 2 p 1 Δx x 1 xn p n Δs Δs = FT p 2 2 t (time) s = x s + y Mapping to each axis Δx = Δs x s Δy = Δs y s Acc/Dec Δx Δy t (time) Fine interpolator Motion command (Motion Driver) 23
가감속 종류 NC Code NC Code Interpreter F, X, Y Coarse Interpolator Interpreter F, X, Y Coarse Interpolator Mapping to Each Axis Acceleration/ Deceleration ΔS ΔX, ΔY Fine Interpolator Acceleration/ Deceleration ΔS Mapping to Each Axis ΔX, ΔY Fine Interpolator 보간후 가감속 원호보간시 형상오차 유발 보간전 가감속 형상 오차 Zero 고정도 가공에 적합 코너에서 가감속이 요구됨 24
보간후 가감속 Corner Control NC CMD. Mapping to axis Acc./Dec. X-drive Motor F F x F x const. acc. time N1 N2 y Acc./Dec. Y-drive Motor x F y F y
보간전 가감속 Corner Control NC CMD. Acc./Dec. Mapping to axis X-drive Motor F F const. acc. F x N1 N2 V e y Y-drive Motor x F y
가감속된 속도 파형 X축 NC 지령 보간전 가감속 분배 (mapping) 보간후 가감속 서보제어 서보모터 F F X 가공 형상 Y F X Y F X Y F X Y F X Y 가공궤적 Y축 보간후 가감속 서보제어 서보모터 27
Why look ahead? Motion command 생성의 목적 : 1. 허용오차 이내 2. 허용가속도 이내 3. Programmed feed 이내 를 모두 만족하는 속도 profile 생성 가감속 원리 : 보간기는 해석을 마친 블록의 끝점위치를 최종적으로 도달해야할 위치라고 가정한다. Linear IPO 길이에 대한 look ahead : 미소블럭이 연속으로 들어오는 경우 look ahead 하지 않는 다면 가감속을 반복하며 진행해야한다. F F A B2 A B1 B3 F A' 각도에 대한 look ahead : 경로의 방향이 급변하는 곳에서 감속 할 충분한 거리를 확보하여야하므로. F A
고속가공 파라미터 Ab ( 블럭내 가속도) = 1000mm/min*Ts / (시정수/Ts) *Ts MaxF *Ts MinF *Ts Ae R Lmt Mode 선택 R Lmt length R Lmt Radius R Lmt Feed CSCAM Innovation & Creativity 29
벡터오차 허용속도값 선정 guide 예) 보간주기 2msec, 보간전 가감속시간 50msec 일때 벡터오차 허용값의 기본값(0으로 설정할 경우)은 40 mm/min 임. 이보다 작은값을 넣으면, sharp 한 에지가 되며, 가공시간은 늘어나고, 이보다 큰값을 넣으면, 둥근 에지가 되고, 가공시간은 단축된다. F 1y F 1 F 2 y θ 2 F 2 F 2x ΔV ΔV x y = F = F 2x 2 y F 1x F 1y θ 1 F 1x CSCAM Innovation & Creativity 30
피드포워드 제어 기능 피드포워드 제어 Feed-forward Controller는 Position Controller의 앞에 위치하여 제어 장치의 추종 성능을 향상시키는 제어기이다. Feed-forward Controller에 의한 제어 장치의 추종 성능의 향상은 다축 동시 가공 시 형상 오차의 감소와 함께 가공 속도를 증가시킬 수 있는 역할을 한다. Feed-forward Controller Position Command + _ 추종오차 Position Controller + + Servo Motor 위치 feed back Feedback 제어기 튜닝 Regulating 성능 Feedforward 제어기 튜닝 Tracking 성능 CSCAM Innovation & Creativity 31
코너부 정밀제어기능 코너부 자동 감속 기능(각도차이 / 속도차이 기능 선택) 코너부분에서의 속도차이 또는 각도차이를 자동으로 계산하여 설정된 허용 속도까지 부드 럽게 감속한 후 다음 블록이 시작되어 코너부 형상을 예리하게 가공 속도 감속 비율 출력 기능을 이용한 Laser Power 조절 가능 설정 각도 파라미터 속도 지령블럭의 각도 속도 프로파일 허용 속도 시간 매 블록 자동 코너 오버라이드(G62) 매 블록의 시작부분과 끝부분에서 자동 override를 적용하여 코너부의 가공 성능을 향 상 CSCAM Innovation & Creativity 32
Rigid Tapping 기능 스핀들과 Z축의 동기 오차 보상을 통한 Rigid Tap 가능 정밀도 향상 : 시작 각도 일치 기능, 동기 오차 보상 기능, 스 핀들 백래쉬 보상 기능 적용 고속 Rigid Tap 가공 : 피드 포워드 제어를 통하여 응답성 향상 후퇴 동작의 override를 적용하여 가공 시간 단축 Rigid Tap Passive Mode 기능으로 동기성능 향상 (최대 6000RPM 가능) 주축 Spindle 속도제어 Velocity Control 위치검출기 Position detector Z축 Z Axis 위치제어 Position Control - + 이동지령 (펄스분배) Movement Command Pulse distribution CSCAM Innovation & Creativity 33
역방향운전 및 도피/복귀 기능 (Retrace)기능(최대 50블록) 자동 운전 중 가공 조건이 잘못되어 미절삭이 발생한 경우, Feed Hold 상태에서 미절삭된 블록까지 역방향 운전 기능을 이용하여 이송한 후 그 위치에서부터 재 가공이 가능 가공 시작위치로 도피 기능 자동 운전 중 점검 및 재시작이 필요한 경우, 도피 버튼에 의해 가공 시작위치로 되돌아오 는기능제공 Tool Retract/Recover 기능 자동 운전 중 공구 파손, 칩제거 등을 이유로 일시 정지 한 상태에서 수동 이송을 개입하여 원하는 동작을 수행한 후 다시 가공이 중단된 위치까지 자동으로 복귀하여 가공을 계속할 수 있도록 하는 기능 CSCAM Innovation & Creativity 34
갠트리 동기제어 기능 2개 이상의 서보 모터의 완전 동기제어를 통해 대형 Gantry type의 장비의 고정밀 제어에 적용 HX 시스템에서는 서보 동기제어를 위해 초정밀 위치 제어 알고리즘, Servo 동기 제어 알고 리즘, 동기 오차 보상 알고리즘, 그리고 Feed Forward 제어 알고리즘 등이 적용 기계 보호를 위한 진단 및 알람 체크 기능 동기제어축 원점복귀 방법 개선 최초에 맞추어 놓은 직각도를 원점복귀시 자동 보정함. S M CSCAM Innovation & Creativity 35
Twin Table 기능 TABLE이 2개 이상으로 구성된 기계에 대해서 TABLE을 동시에 또는 각 각 움직이도록 제어하는 기능 일반 운전, 단독운전, 동시운전을 지원 Z 운전 방법 TWNCTRL [G103.00~G103.1F] TWNCTRL-MASTER TWNCTRL-SLAVE 일반 운전 LOW LOW X 단독 운전 MASTER단독 LOW LOW SLAVE 단독 LOW HIGH 동기 운전 HIGH HIGH CSCAM Innovation & Creativity 36
스킵및다단스킵기능 스킵 기능 및 다단 스킵 기능 Skip 센서의 신호를 받는 즉시 남은 양을 skip하고 다음 블록을 진행 최대 4단계의 Skip 기능 지원 자동 공구 보정 기능을 위한 macro 및 연삭기에서 연마속도의 감속이 필요한 구간에서 주로 사용됨 자동 공구 보정 기능(Tool Presetter 지원) Tool Presetter를 이용한 자동/수동 공구 보정 기능 지원 <예제> G31 G90 Y-100 F1000 G00 X100 : : : CSCAM Innovation & Creativity 37
미러/스케일링/회전 기능 프로그램의 수정없이 가공물의 위치 및 크기에 따른 가공 형상을 미러이미지, 스케일링 기능을 이용하여 자유롭게 변경이 가능 조작반의 스위치에 의한 실시간 미러 이미지 기능 지원 작업물 좌표계 회전(Rotate) 기능 지원 미러 기능 스케일링 기능 CSCAM Innovation & Creativity 38
Z GAP TRACE Z GAP TRACE 제어 기능은 Z축에 거리 측정장치를 추가하여 노즐(또는 공구)과 가공물 사이의 거리 를 일정하게 유지되도록 제어하는 기능입니다. 특히 철판을 절단하는 레이저 절단기에서 노즐과 가공물 사이의 거리가 변화함에 따라 레이저의 초 점이 흐트러지는 문제점을 개선할 수 있는 기능입니다. Z GAP TRACE기능은 최대 4축에 대해 적용될 수 있으며, Z축 뿐만 아니라 스핀들을 제외한 모든 직 선 축에서 적용될 수 있습니다. 거리 측정장치 신호종류 신호명 Z축 노즐 Z Gap Trace 시작 신호 ZGTRC [G200.00~G200.03] Z GAP Trace Sensor 측정범위 이탈신호 ZGFAR [G200.08~G200.0B] 가공물 Z Gap Trace 중 신호 ZGTRCL [F200.00~F200.03] ZGTRC [G] ZGFAR [G] Sensor 위치로 이송 Z Gap Trace ON ZGTRCL [F] CSCAM Innovation & Creativity Z GAP TRACE TIME CHART 39
평탄도(Flatness) 보상 제어 Z Y X 응용처 : 기구적인 처짐을 측정하여 Z축 이송지령을 보상함. Water jet Glass Cutting 장비 평면 연삭장비 측정 asfzerrorcompensation.dll Z 측정 값 Y X 10 20 30 40 10 20 30 측정기를 통해 기계의 X축, Y축 방향에서의 Z축의 왜곡된 수치를 측정하여 DB로 보관하여 X, Y위치 에서의 실제 지령해야 할 Z축과의 보정값을 계산 한다. 보정량 = 측정된 값 지령 위치값 수정된 지령 값 = 지령위치 + 보정량 40
피치오차 보정 테이블 입력 0 20 100 1. 총 피치오차 보정 테이블 크기는 200개임 2. 피치에러입력간격은 일반적으로 한 피치로 함. 3. 지령위치(G01로 지령) 방향을 아래 3가지중 하나로 구성됨. 그래서 0(원점)에 대응하는 인덱스를 적절히 지정함. 0 ~ + stroke mm -stroke ~ 0 mm - stroke/2 ~ + stroke/2 mm 4. 보정량 입력값의 의미 보정량 = 레이저 인터페로미터로 측정된 값 지령위치값 일반적으로 보정량은 원점에서 멀어질수록 커집니다. 5. 보정이 잘되었는지 확인하는 방법 보정값 입력후 레이저 인터페로미터로 한번 더 측정해보면 오차량의 절대값이 점점 커지지 않음. (중심을 기준으로 범위안으로 들어올 것임) 기준위치 보정량 mm 측정위치 (레이저측정기) 지령위치 mm -0.0300-160.0300-160.000-0.0200-140.0200-140.000-0.0220-120.0220-120.000-0.0130-100.0130-100.000-0.0120-80.0120-80.000-0.0080-60.0080-60.000-0.0030-40.0030-40.000-0.0020-20.0020-20.000 0 0.0000 0.0000 0.0010 20.0010 20.000 0.0030 40.0030 40.000 0.0050 60.0050 60.000 0.0080 80.0080 80.000 0.0100 100.0100 100.000 0.0150 120.0150 120.000 0.0200 140.0200 140.000 0.0250 160.0250 160.000 CSCAM Innovation & Creativity 41
스케쥴 가공 기능 시스템 자체적으로 제공되는 스케쥴링 기능을 이용하여 여러가지 프로그램을 순차적으로 가공하는 무인 가공이 가능 최대 50개 등록 가능 야간 무인 작업 가능함. CSCAM Innovation & Creativity 42
서보파형 표시기능 이송 축의 실제 속도, 지령 속도, 각 축의 Encoder 값, 기계 위치, Following Error 등의 기계상태관련 정보를 그래프를 통하여 확인할 수 있다. 또한, 각각 의 정보를 색깔로 구분 가능할 수 있어 분석이 용이 하다. PLC 시퀀스의On/Off나 시스템 내부의 접점 Timing chart 형태로 보여준다. 변화를 Trigger 기능, 자동 scale 조절 기능 등 제공 CSCAM Innovation & Creativity 43
Event Log 기능 다음과 같은 사건이 발생되는 경우 이를 파일(Evlog???.txt)로 저장하여, 고장원인을 파악하거나 시스템 자동화의 정보로 활용할 수 있다. 가공 프로그램 경로 및 이름, Spindle 동작 상태(CW, CCW, STOP, Orientation) Power On/Off 및 Cycle Start On/Off Reset/Emergency State Feed Override, Spindle Override, 작업물 좌표계 offset 값 변경 모드 변환, 공구 교환, M code 수행 시스템 알람 및 Machine 알람 발생/해제 CSCAM Innovation & Creativity 44
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