NX(UG) CAD/CAM 5축 가공기술

기계 관련 산업은 4차 산업혁명 시대에 발 빠르게 대응하기 위하여 IT와 자동화 기술을 접목한 스마트공장 기술로 역량을 집중하고 있으며 스마트공장에서 무엇보다 중요한 것은 단위 생산 시스템의 원활한 운용이라 할 수 있다. 단위 생산 시스템인 CNC 공작기계의 구동이 원활하지 않으면 스마트공장은 모래위에 쌓은 성과 같이 빈약한 시스템이 될 것이다. 따라서 필자는 스마트공장을 원활하게 제어하기 위하여 단위 생산 시스템의 효과적 운용을 위한 4CM 통합 기술을 제안한 바 있다. 즉 CAD(설계, 모델링), CAM(공구경로생성), CNC(공작기계조작), CAT(측정검사, 품질관리) 및 Maintenance(공작기계 유지보수, 생산관리)의 4CM 기술을 통합적으로 활용할 수 있는 기계 기술자가 단위 생산 시스템을 효과적으로 운용할 때 스마트공장의 효율성이 보장되며, 그중에서도 스마트공장의 효율성과 생산성을 극대화할 수 있는 5축가공, 복합 가공 등 첨단 가공 CAM 기술의 중요성을 강조하여 왔다. 수많은 직업이 사라지고 단순 숙련 기술 또한 4차 산업혁명의 물결 속에 사라져갈 때 4CM 기계 기술자는 기계 관련 산업의 핵심 인재로 스마트공장의 KEY MAN으로 성장해 갈 것이다.

본 교재는 저자의 금형 및 5축가공 실무 경험을 살려 4CM 기계 기술자를 비롯한 첨단 가공 CAD/CAM 기술자를 위한 실무역량 강화용으로 제작되었으며, 3D CAD에 대한 내용은 실무 예제 중심으로 최소화 하여 다양한 학습자들의 CAM 수업 교재나, 국가기술자격 실기용으로도 활용할 수 있다. 기계설계기사, 건설기계기사, 컴퓨터응용가공산업기사, 기계가공기능장 등 CAD/CAM 관련 국가기술자격 취득 경험과 대학에서의 학생지도 경험을 살려 실수 없이 합격할 수 있는 노하우를 공유함으로써 자격증 취득을 준비하는 수험생들에게 조금이나마 도움이 되고자 하였다.

Catia, AutoCAD, Inventor, SOLIDWORKS 등 타 S/W 사용자를 위해 관련 모델링은 파일로 제공하며 CAM 부분에 집중하여 책을 구성하였다. 또한 공저자이신 황종대 박사가 개발한 5축가공용 포스트프로세서(H-POST)를 제공함으로써 전용 CAM S/W나 상업용 포스트프로세서를 보유하지 않은 업체 기술자나 공학도들이 NX 와 Catia H-POST를 사용하여 좀 더 편하고 친숙하게 5축가공 기술을 접하기 바란다. 이전에 출판된 NX 관련 교재들의 CAM 가공 기술에 대해 본 교재만큼 자세하게 다룬 교재는 없으리라 생각되며 포스트프로세싱에 대한 해결책이 없어 중대한 한계가 있었다는 측면에서 본 교재와 H-POST의 많은 활용을 기대해 본다.

1장 및 2장에서는 NX CAM을 활용하기 위한 기초 스케치 및 3D 모델링에 대한 내용을 예제 중심으로 구성하였다. 3장에서는 2축 CNC 선삭과 2.5축 평면 밀링을 다루며 4장에서는 3축 곡면 밀링 기술을 다룬다. 5장에서는 5축 가공 기술의 이해와 제공한 포스트프로세서에 대하여 설명하고 6장에서는 실제 5축 가공 예제 부분으로 헬릭스 가공, 5축 가공, 임펠러 가공 등의 내용을 담고 있다.

4차 산업혁명 시대, 스마트공장 분야에서 핵심 인재로 성장하기 위한 4CM 기계 기술자는 다양한 기술 분야를 폭넓게 다루어야 하는 부담이 커지고 있으나 각 기술 분야의 내부를 관통하는 CAD/CAM 기술의 명확한 이해와 다양한 실무 학습을 통하여 기본 역량과 응용력을 키워간다면 4CM 기술 활용 능력과 기계기술 전반에 대한 통찰력이 점차 커져갈 것으로 믿는다. 더불어 범용 절삭가공을 통하여 금속재료의 강하면서도 연하고, 단단하면서도 취약한 성질을, 배출되는 칩의 색깔과 형태, 손으로 전달되는 절삭저항과 진동을 통하여 직접 체험함으로써 절삭조건 선정 능력을 강화하고, CNC 조작 경험을 쌓아간다면 CAD/CAM 활용 능력이 한층 커지고 풍요로워질 것으로 확신한다.

1. NX(UG) Sketch 하기
　1.1 Sketch 시작하기
　　1.1.1 스케치 실행
　1.2.Sketch 작업평면 설정하기
　1.3 Sketch 종료하기
　1.4 Sketch Tool 1
　1.5 Sketch Tool 2 (Dimensions, Constraints)
　1.6 Sketch 따라하기

2. NX(UG) 3D 모델링 따라하기
　2.1 예제1 (Extrude, Edge Blend, Sweep along Guide)
　2.2 예제2 (Draft, Offset Face, Sphere)
　2.3 예제3 (Intersection Point, Tube)
　2.4 예제4 (Through Curve Mesh, Revolve)
　2.5 예제5 (Ruled, Replace Face)
　2.6 예제6
　2.7 예제7
　2.8 예제8
　2.9 예제9
　2.10 예제10

3. 2축 가공과 2.5축 가공
　3.1 2축 가공 (CNC 선삭)
　　3.1.1 매뉴얼 프로그래밍 (컴퓨터응용선반 기능사, 기계가공 기능장 실기)
　　3.1.2 CAM 프로그래밍 (CNC 선삭 CAM 실무)
　3.2. 3.2 2.5축 가공 (평면 밀링)
　　3.2.1 매뉴얼 프로그래밍(컴퓨터응용가공 산업기사, 기계가공 기능장 실기)
　　3.2.2 CAM 프로그래밍 (컴퓨터응용밀링 기능사 실기, 평면 밀링 CAM 실무)

4. 3축 가공 (곡면 밀링)
　4.1 컴퓨터응용가공 산업기사, 기계가공 기능장 실기
　4.2 곡면 밀링 CAM 실무

5. 5축 가공 기술의 이해
　5.1 다축 가공의 정의 및 구조
　　5.1.1 5축 가공의 정의
　　5.1.2 5축 가공의 구조
　5.2 5축 가공의 장점 및 시장
　　5.2.1 5축 가공의 장점
　　5.2.2 5축 가공 시장
　5.3 5축 가공 프로세스 및 포스트프로세서
　　5.3.1 5축 가공 프로세스
　　5.3.2 포스트프로세서
　5.4 공구선 단점 제어(G43.4) 및 회전 평면 지령(G68.2)
　　5.4.1 공구 선단점 제어(G43.4)
　　5.4.2 회전 평면 지령(G68.2)

6. 4축, 5축, 복합 5축 가공
　6.1 4축 가공 테스트피스(헬릭스 밀링)
　6.2 5축 가공 테스트피스
　6.3 임펠러
　6.4 회전 평면 지령(G68.2) 가공
　6.5 복합 5축 가공(5축 턴밀)

윤일우