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금속 정보/금속 가공

CAM의 종류, CAD와의 차이, 특징, 장점에 대하여

by KaNonx카논 2022. 6. 2.
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CAM의 종류, CAD와의 차이, 특징, 장점에 대하여

이번 기사는 CAM의 기초 지식에 대해서 해설합니다.

CAM은 "Computer Aided Manufacturing(컴퓨터 지원 제조)"의 약어로, 

공작 기계를 움직이는 프로그램을 작성하기 위한 소프트웨어입니다.

 

CAD"Computer Aided Design(컴퓨터 지원 설계)"의 데이터를 이용하여 

가공용 NC프로그램 등 생산 준비를 컴퓨터 상에서 실시할 수 있습니다.

 


 

CAM이란 어떤 것인가?

CAM은 PC상에서 컴퓨터로 수치 제어하는 공작 기계를 조작하기 위한 

가공 프로그램 소프트웨어의 일입니다.

CAD에서 작성한 도면을 기초로 CAM에서 가공 프로그램을 작성하여 

CNC에 대응한 공작 기계에 데이터를 송부하고 기계 가공을 합니다.


CAM의 특장점

CAM은 공작 기계상에서 직접 조작하고 프로그램을 입력하는 것 보다 

정확도가 높고 빠른 프로그램 작성이 가능합니다.

 

과거에는 장인의 손으로 밖에 만들지 않았던 것도, 

지식과 CAM의 조작 기술이 있으면 많은 분이 정밀한 제품을 가공할 수 있게 됩니다.

CAM은 CAD에서 작성한 모델에 대하여 사용하는 공구․

공구의 움직이는 방법·가공 속도 등을 설정할 수 밖에 컴퓨터 상에서 시각적으로 상태를 확인하고,

가공시의 트러블이 잘 발생하지 않는 특징이 있습니다.

 

또 가공에 걸리는 시간도 산출하려고 견적 작성 또는 일정 조정하는 것에도 편리합니다.

 


CAM을 이용하고 있는 현장

CAM은 제품의 가공하기 위한 NC프로그램 데이터를 작성하는 소프트웨어이기 때문에 

설계가 아니라 주로 제조 현장에서 사용되고 있습니다.

 

자동차 비행기·의료 기기 산업용 기계 등 부품 및 금형의 제조에서 CAM이 이용되고 있습니다.

 

CAM의 종류(내부 데이터 형식에 의한 분류)


여기에서는 CAM내부 데이터 형식(형상의 보유의 종류에 따른 차이를 해설합니다.

피차형
피차형은 주로 2D가공을 중심으로 한 프로그램을 작성하는 데이터 형식입니다.

형상의 기하 정보와 의도 정보를 가집니다.

복잡한 공정을 필요로 하는 부품 가공에서 많이 활용되고 있습니다.

표면형
표면형은 주로 3D가공에서 이용 데이터 형식입니다.

곡면의 형태 정보를 가지고 있어 복잡한 형상이라도 정확도 높은 가공 프로그램을 작성할 수 있습니다.

한편, 계산 속도에 시간이 걸리기 쉬운 점은 주의가 필요합니다.

폴리곤형
폴리곤형은 주로 3D가공에서 사용하는 데이터 형식입니다.

표면형과 달리, 구면은 밀러 공처럼 다수의 평면 모임에서 데이터화되고 있습니다.

평면은 미세한 것으로 구성되어 있어 구면의 근사로 데이터를 다룹니다.

폴리곤형은 표면형에 비해서 평면에 대한 변환시에 오차가 발생하여 정확한 가공이 어려워집니다.

한편 미세한 평면 정보 모임에서 계산 속도가 빠른 경향이 있습니다.

 

CAM의 종류(공구 축에 의한 분류)


여기에서는 공구 주축인 차이에 의한 CAM데이터의 종류의 분류에 대해서 해설합니다.

공작 기계는 것으로 공구 축 수가 다릅니다.

공구 주축인 차이로 가공 방법이나 마무리에 차이가 있습니다.

3축
3축은 X축·Y축, Z축의 총 3축으로 기계 가공을 하는 방식입니다.

5축 가공에 비해서 가공 정밀도와 비용, 시간 면에서는 떨어집니다만, 

평면 깎이, 홈 가공과 같은 간단한 가공에 대해서는 3축이 다루기 쉬운 장점이 있습니다.

3축은 일반적으로 많이 이용되는 유형에서 2DCAM과 3DCAM의 모두에서 사용되고 있습니다.

고정 5축
고정 5축은 " 찾아내5축"이라고도 불리는 것으로 3축 가공에 비해서 

공정별 절차가 불필요하게 되어 생산성이 뛰어난 가공 방식입니다.

원래 5축 가공은 워크를 잡는 일 없이 다면의 가공을 할 수 있어 

위치 차이가 없는 고정 밀도 가공을 하고 단 교체에 따른 시간을 생략할 수 있습니다.

고정 5축은 X축·Y축, Z축·축·경사축의 총 5축을 사용합니다만,

미리 회전축과 경사축으로 위치하고 나머지 3축으로 가공하는 구조입니다.

동시 5축과 비교하면 3차원 곡면의 가공은 없지만 

간이적인 방식 때문에 각 축의 차이를 조정하기 쉬운 특징이 있습니다.

고정 5축의 CAM데이터는 위치의 때 5축을 동시 조작 가능하며,

절삭 때는 2축과 3축의 동시 조작을 실시할 수 있습니다.

동시 5축
동시 5축은 X축·Y축, Z축·축·경사축의 총 5축을 동시에 움직이고 기계 가공을 하는 것입니다.

고정 5축과 비교해서 자유롭게 가공 공구의 각도를 바꿀 수 있는 것으로 

3차원 곡면의 가공이나 숨은 부분 가공을 할 수 있는 장점이 있습니다.

동시 5축의 CAM데이터는 3축 동시 이동 데이터 외 회전축과 경사축의 동작 데이터도 출력할 수 있습니다.

복합 동기 터릿
복합 동기 터릿은 복수의 공구를 복수의 가공 축에서 동시에 제어하고 가공하는 데이터를 출력합니다.

 

 

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2DCAM과 3DCAM
CAM에는 크게 2DCAM과 3DCAM의 2종류가 있습니다.

이들은 2차원 도면과 3차원 모델 중 어느 것으로 설계를 수행한 것으로 구분이 되고 있습니다.

2DCAM
2DCAM은 2차원 CAM으로도 불리는 것으로, 

주로 2차원 도면에서 2차원의 가공 데이터를 작성하는 경우에 사용합니다.

안에는 "2.5DCAM"으로 불리는 것도 있으며,

평면 윤곽에 단면을 부가한 가공 데이터를 작성할 수 있는 타입도 있습니다.

3DCAM
3DCAM은 주로 3차원 모델부터 가공 데이터를 작성하는 경우에 사용합니다.

복잡한 곡면을 보유한 데이터에 대해서도 효율적이고 자유로운 제품의 가공 데이터를 작성할 수 있습니다.

3DCAM은 2DCAM과 2.5DCAM기능을 갖춘 것이 많은데, 3D전용의 것도 있습니다.



CAD와 CAM의 차이
CAD"Computer Aided Design(컴퓨터 지원 설계)"은 

컴퓨터 상에서 도면을 그리기 위한 소프트웨어입니다.

 

한편 CAM"Computer Aided Manufacturing(컴퓨터 지원 제조)"은 

컴퓨터 상에서 NC공작 기계 가공 프로그램을 작성하기 위한 소프트웨어입니다.

기본적으로는 CAD에서 설계와 제도를 하고, 

CAM에서 가공 데이터를 작성하는 공작 기계로 제품을 만드는 흐름을 취합니다.

 

이 점에서 CAD는 주로 설계의 현장에서 사용하는 것으로 

CAM은 제조 현장에서 사용하는 소프트웨어로 차이가 있습니다.

 


CAD/CAM은
CAD/CAM은 CAD와 CAM의 기능을 모두 갖춘 소프트웨어 입니다.

설계에서부터 가공 기기를 조작하기 위한 프로그래밍을 1개의 소프트웨어로 완결할 수 있습니다.

같은 소프트웨어로 완결할 수 있는 CAD와 CAM는, 소프트웨어 간의 차이에 의한

데이터 읽기가 잘 안 되는 경우를 막고 CAD데이터의 단계에서 수정이 있었을 경우에 즉각 대응할 수 있게 됩니다.

 

 

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