CATIA 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 모래 위에 쌓은 성과 같이 빈약한 시스템이 될 것이다. 따라서 저자는 스마트공장을 원활하게 제어하기 위하여 단위 생산 시스템의 효과적 운용을 위한 4CM 통합 기술을 제안한 바 있다. 즉 CAD(설계, 모델링), CAM(공구 경로 생성), CNC(공작기계 조작), 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, 복합가공 등 첨단가공 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 성장해갈 것이다.

본 교재는 저자의 5축가공 실무 경험을 살려 4CM 기계 기술자를 비롯한 첨단가공 CAD/CAM 기술자를 위한 실무 역량 강화용으로 제작되었으나, 선수학습으로 3D CAD 과정을 이수한 학생들의 CAM 수업 교재나, 국가기술자격 실기용으로도 활용할 수 있다. 기계설계 기사, 건설기계 기사, 컴퓨터응용가공 산업기사, 기계가공 기능장 등 CAD/CAM 관련 국가기술자격 취득 경험과 대학, 전문대학, 폴리텍대학에서의 학생 지도 경험을 살려 실수 없이 합격할 수 있는 노하우를 공유함으로써 자격증 취득을 준비하는 수험생들에게 조금이나마 도움이 되고자 하였다.

AutoCAD, Inventor, SOLIDWORKS, NX 등 타 S/W 사용자를 위해 관련 모델링은 파일로 제공하며 트리 분석을 통해 모델링 생성 과정을 파악할 수 있을 것이다. 또한, 저자가 개발한 5축가공용 포스트프로세서(H-POST)를 제공함으로써 전용 CAM S/W나 상업용 포스트프로세서를 보유하지 않은 업체 기술자나 공학도들이 CATIA와 NX, H-POST를 사용하여 좀 더 편하고 친숙하게 5축가공 기술을 접하기 바란다. 이전에 출판된 CATIA 관련 교재들이 5축가공용 포스트프로세싱에 대한 해결책이 없어 중대한 한계가 있었다는 측면에서 H-POST의 많은 활용을 기대해 본다.

1장에서는 5축가공 기술의 이해와 제공한 포스트프로세서에 대하여 설명하고, 2장에서는 2축 CNC 선삭과 2.5축 평면밀링을 다루며, 3장에서는 3축 곡면밀링 기술을 다룬다. 4장은 4축 헬릭스 가공, 5장은 5축밀링을 다루고 마지막으로 6장은 복합 5축턴밀 가공에 대해 다루며, 모든 예제에 대해 검증 가공을 실시하였다.

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 절삭 가공을 통하여 금속 재료의 강하면서도 연하고, 단단하면서도 취약한 성질을, 배출되는 칩의 색깔과 형태, 손으로 전달되는 절삭 저항과 진동을 통하여 직접 체험함으로써 절삭 조건 선정 능력을 강화하고, CNC 조작 경험을 쌓아간다면 CAD/CAM 활용 능력이 한층 커지고 풍요로워질 것으로 확신한다.

부족함이 많은 교재이지만 끊임없이 변화, 발전하는 과정의 산물로 이해해 주시고 향후 더욱 질적으로 충실한 저서를 만들기 위해 기계공학 현장에서 최선을 다할 것을 약속드린다.

1. 5축가공 기술의 이해

　1.1 다축가공의 정의 및 구조
　　1.1.1 5축가공의 정의
　　1.1.2 5축가공의 구조

　1.2 5축가공의 장점 및 시장
　　1.2.1 5축가공의 장점
　　1.2.2 5축가공 시장

　1.3 5축가공 프로세스 및 포스트프로세서
　　1.3.1 5축가공 프로세스
　　1.3.2 포스트프로세서

　1.4 ?공구선단점제어(G43.4) 및 회전평면지령(G68.2)
　　1.4.1 공구선단점제어(G43.4)
　　1.4.2 회전평면지령(G68.2)

2. 2축가공과 2.5축가공

　2.1 2축가공(CNC 선삭)
　　2.1.1 매뉴얼 프로그래밍(컴퓨터응용선반 기능사, 기계가공 기능장 실기)
　　2.1.2 CAM 프로그래밍 (CNC선삭 CAM 실무)

　2.5축가공(평면밀링)
　　2.2.1 매뉴얼 프로그래밍(컴퓨터응용가공 산업기사, 기계가공 기능장 실기)
　　2.2.2 CAM 프로그래밍 (컴퓨터응용밀링 기능사 실기, 평면밀링 CAM 실무)

3. 3축가공(곡면밀링)

　3.1 컴퓨터응용가공 산업기사, 기계가공 기능장 실기

　3.2 곡면밀링 CAM 실무

4. 4축가공(헬릭스밀링)

　4.1 4축가공 테스트피스

5. 5축가공(5축밀링)

　5.1 5축가공 테스트피스

　5.2 임펠러와 프로펠러
　　5.2.1 임펠러
　　5.2.2 프로펠러

　5.3 항공기 윙립

　5.4 회전평면지령(G68.2) 가공

6. 복합 5축가공(5축턴밀)

　6.1. 6.1 복합 5축가공 테스트피스

황종대