G-Code: 정의, 명령어 및 실제 적용

G-Code란 무엇인가요? CNC 프로그래밍의 핵심 언어

G-Code는 기계의 움직임을 제어하는 CNC(컴퓨터 수치 제어) 프로그래밍의 기본 언어입니다. 기계가 어디로 가야 하는지, 어떤 경로로 이동해야 하는지, 어떤 속도로 움직여야 하는지 알려주는 일련의 간결한 지침입니다. CNC 가공에서 G-Code는 절삭 공구가 재료와 상호 작용하여 최종 부품을 형성하는 방법을 직접 지시하기 때문에 모든 프로그램에서 가장 중요한 부분입니다.

G-Code는 어디에서 왔나요?

G-Code의 역사는 1950년대 매사추세츠 공과대학(MIT)으로 거슬러 올라갑니다. 당시 엔지니어들은 공작 기계를 자동화하여 보다 효율적이고 정밀하게 제조할 수 있는 방법을 찾고 있었습니다. 그들은 기계 축을 제어하는 일련의 명령어를 개발했고, 이것이 오늘날 우리가 알고 있는 G-Code의 토대가 되었습니다. 수십 년에 걸쳐 이 언어는 발전하여 전 세계 CNC 기계의 보편적인 표준이 되었습니다.

유형별 일반적인 G-코드 명령

G-코드 명령은 기능에 따라 여러 유형으로 분류할 수 있습니다. 이러한 범주를 이해하면 G-Code 프로그램을 정리하고 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

모션 명령

이는 기계 공구의 움직임을 제어하는 가장 기본적인 G-Code 명령어입니다.

• G00(빠른 포지셔닝): 이 명령은 도구를 지정된 위치로 최대한 빠르게 이동합니다. 도구가 시작점으로 빠르게 이동해야 하는 경우와 같이 절단이 아닌 이동에 사용됩니다.
• G01(선형 보간): G01은 공구를 정의된 속도로 직선으로 이동하도록 기계에 지시합니다. 직선을 절단할 때 가장 일반적으로 사용되는 명령입니다.
• G02/G03(원형 보간): 이 명령은 도구를 원형 경로로 이동합니다. G02 은 시계 방향 이동을 위한 것이고 G03 은 시계 반대 방향입니다. 구멍이나 곡선과 같은 피처를 가공하는 데 필수적입니다.

준비 및 도구 명령

이러한 G코드는 가공 환경을 설정하거나 작업을 위한 도구를 준비합니다.

• G90/G91(앱솔루트/인크리멘탈 프로그래밍): G90 는 모든 좌표가 원점에서 참조되는 절대 모드로 작동하도록 설정합니다. G91 는 각 좌표가 도구의 현재 위치에서 참조되는 증분 모드로 작동하도록 설정합니다.
• G04(Dwell): G04 은 프로그래밍된 일시 정지입니다. 절삭 전에 스핀들이 최대 속도에 도달하도록 하거나 공구가 칩을 제거할 시간을 주기 위해 자주 사용됩니다.
• G40/G41/G42(커터 보정): 이 명령은 공구의 반경 또는 길이를 보정하기 위해 공구 경로를 조정하여 고정밀 가공을 보장하는 데 사용됩니다.

통조림 주기

미리 준비된 사이클은 일련의 복잡한 가공 단계(예: 구멍 뚫기)를 하나의 간단한 명령으로 결합하는 일종의 G-Code입니다. 시간을 절약하고 프로그래밍을 단순화하는 데 사용됩니다.

G-Code의 실제 적용

G-Code를 사용하면 수작업으로 제작하기 어려운 복잡하고 정밀한 부품을 만들 수 있습니다. 아래는 실제 시나리오에서 G-Code가 어떻게 작동하는지 보여주는 간단한 예시입니다.

를 잘라내고 싶다고 가정해 보겠습니다. 40mm x 40mm 정사각형 를 클릭합니다.

• G90: 절대 좌표로 설정
• G00 X0 Y0 Z5: Z축을 안전한 높이에서 시작점(0,0,5)으로 빠르게 이동합니다.
• G01 Z-2 F100: Z축을 따라 절단, 이송 속도 100mm/min
• G01 X40 F200: X축을 따라 X=40으로 자릅니다.
• G01 Y40 F200: Y축을 따라 Y=40으로 자릅니다.
• G01 X0 F200: X축을 따라 X=0까지 잘라냅니다.
• G01 Y0 F200: Y축을 따라 Y=0까지 잘라내기
• G00 Z5: 안전한 높이까지 빠르게 이동
• M30: 프로그램 종료

이 코드의 각 줄을 이해하면 간단한 명령어를 조합하여 전체 절단 작업을 완료하는 방법을 알 수 있습니다. 도구가 한 지점에서 시작하여 정확한 좌표 경로를 따라 단계적으로 움직이며 궁극적으로 완벽한 정사각형을 완성하는 과정을 시각화할 수 있습니다.

G-Code 사용의 이점

G-Code를 사용하면 제조 분야에서 몇 가지 주요 이점이 있습니다:

• 높은 정밀도: G-Code를 사용하면 모든 동작을 디지털 방식으로 제어할 수 있으므로 부품을 놀라운 정확성과 일관성으로 제작할 수 있습니다.
• 효율성: G-Code 프로그램을 작성하면 CNC 기계를 지속적으로 가동할 수 있어 생산 속도가 빨라지고 인건비가 절감됩니다.
• 복잡성: G-Code를 사용하면 기존의 수동 가공 방법으로는 제작이 어렵거나 불가능한 복잡하고 정교한 형상을 만들 수 있습니다.

누가 G-Code를 배워야 하나요?

제조 및 엔지니어링 분야의 여러 전문가에게는 G-Code 학습이 필수적입니다. 무엇보다도 CNC 기계 기술자 및 운영자 기계에서 직접 프로그램을 읽고, 편집하고, 문제를 해결하려면 G-Code를 이해해야 합니다. 이 지식은 신속한 조정과 부품 정확도를 보장하는 데 매우 중요합니다. 제조 엔지니어 는 효율적인 프로세스를 설계하고 작업 현장과 효과적으로 소통하기 위해 G-Code를 잘 이해하고 있어야 합니다. 마지막으로 제품 설계자 및 CAD/CAM 기술자 G-Code를 학습하면 설계가 실제로 어떻게 생산되는지 더 깊이 이해할 수 있으므로 더 쉽고 비용 효율적으로 기계 가공할 수 있는 부품을 만들 수 있습니다.

어떤 머신에서 G-Code를 사용하나요?

G-Code는 CNC(컴퓨터 수치 제어) 가공의 범용 언어이므로 다양한 자동화 제조 장비에서 사용됩니다.

CNC 밀

CNC 밀은 G-Code의 가장 일반적인 응용 분야입니다. 회전하는 절삭 공구를 사용하여 XYZ 축을 따라 이동하면서 재료를 성형하여 복잡한 부품을 만듭니다. G-Code 프로그램은 공구의 모든 움직임을 정밀하게 제어하여 부품의 정확성과 품질을 보장합니다.

CNC 선반

밀과 달리 선반은 주로 공작물을 회전시켜 재료를 절단합니다. 샤프트나 너트와 같은 원통형 부품을 만드는 데 사용됩니다. 여기서 G-Code는 절삭 공구가 회전하는 공작물에 접근하고, 이동하고, 빠져나오는 방식을 제어합니다.

3D 프린터

3D 프린터는 적층 제조 기계이긴 하지만 G-Code를 사용하기도 합니다. G-Code는 프린트 헤드에 3차원 공간에서 어디로 이동할지, 어떤 속도로 움직일지, 얼마나 많은 재료를 압출할지 알려주어 레이어별로 물체를 제작합니다.

레이저 및 플라즈마 커터

이 기계는 G-Code를 사용하여 커팅 헤드의 경로와 속도를 제어하여 금속판을 정밀하게 절단합니다. G-Code는 금속 부품이나 예술품을 제작할 때 매우 중요한 절단 선을 부드럽고 정확하게 만들어 줍니다.

로봇 팔

자동화된 생산 라인에서 많은 로봇 팔은 용접, 접착, 조립, 도장 등의 작업을 위해 복잡한 움직임을 제어하기 위해 G-Code를 사용합니다. G-Code의 정밀도 덕분에 로봇은 매우 복잡한 작업을 반복적으로 수행할 수 있습니다.

G코드 작성 방법: 블루프린트에서 코드로

G-Code 작성은 부품의 설계를 기계가 이해할 수 있는 일련의 지침으로 변환하는 프로세스입니다. 최신 CAD/CAM 소프트웨어는 이 프로세스를 자동화할 수 있지만, 가공 프로세스의 문제 해결과 최적화를 위해서는 G-Code의 기본 사항을 이해하는 것이 중요합니다.

적합한 프로그래밍 도구 선택하기

모든 텍스트 편집기를 사용하여 G-Code를 작성할 수 있지만, 전문 G-Code 편집기는 CNC 프로그래밍을 위해 특별히 설계된 기능을 제공합니다. 이러한 도구는 효율성을 획기적으로 개선하고 오류를 줄일 수 있습니다.

다음은 몇 가지 인기 있는 G-Code 편집기입니다:

• VS 코드(비주얼 스튜디오 코드): 강력한 무료 코드 편집기입니다. 관련 확장 프로그램( G-코드 구문)를 사용하면 구문 강조 표시 및 자동 완성을 활성화하여 훌륭한 G-Code 편집기로 바꿀 수 있습니다.
• NC 뷰어: 편리한 무료 온라인 도구입니다. G-코드를 복사하여 붙여넣기만 하면 도구 경로가 즉시 시각화됩니다. 프로그램을 실행하기 전에 잠재적인 오류를 확인할 수 있는 좋은 방법입니다.
• Fusion 360: Fusion 360은 강력한 CAD/CAM 소프트웨어일 뿐만 아니라 G-Code 편집기가 내장되어 있습니다. 이를 통해 하나의 프로그램 내에서 부품 설계, 공구 경로 생성, G코드 편집을 모두 수행할 수 있습니다.

G코드 작성을 위한 5가지 기본 단계

1. 프로그램 헤더: 모든 G-Code 프로그램은 프로그램 번호(O + 숫자)로 시작합니다. 프로그램을 시작할 때 일반적으로 작업 평면을 설정합니다(예:, G17)를 클릭하고 절대좌표 또는 증분좌표(G90 또는 G91).
2. 안전한 이동: 사용 G00 을 눌러 공구를 공작물 위의 안전한 위치로 빠르게 이동합니다. 이렇게 하면 절단을 시작하기 전에 충돌을 방지할 수 있습니다.
3. 머티리얼로 자르기: 사용 G01 을 눌러 Z축을 따라 원하는 절삭 깊이로 공구를 아래로 이동합니다. 적절한 이송 속도를 설정해야 합니다.
4. 파트의 프로파일 절단: 사용 G01 (직선의 경우) 및 G02/G03 (호의 경우)을 클릭하여 파트의 프로파일을 절단합니다. 각 이동에 대한 끝점 좌표(X, Y, Z)와 이송 속도를 지정해야 합니다.
5. 프로그램 종료: 모든 절단이 완료되면 G00 를 눌러 도구를 빠르게 철회합니다. 그런 다음 다음과 같은 명령을 사용합니다. M30 을 클릭해 프로그램을 종료하고 기기를 시작 위치로 재설정합니다.

G-코드와 M-코드: 명확한 차이점

G-Code는 CNC 프로그래밍의 핵심이지만 유일한 명령어 유형은 아닙니다. CNC 프로그램에서는 종종 다음과 함께 작동합니다. M-Code (기타 기능의 줄임말). G-Code는 주로 다음을 제어합니다. 모션를 사용하여 기계에 이동 및 절단 방법을 알려줍니다. 반면에 M-Code는 비모션 기능 스핀들 켜기 또는 끄기와 같은 기계의 기능(M03/M05), 냉각수 켜기 또는 끄기(M08/M09), 프로그램 종료(M30). G-Code는 다음에 대한 지침으로 생각할 수 있습니다. 해야 할 일를 위한 보조 명령어인 반면, M-Code는 방법. 이들은 함께 완전한 CNC 프로그래밍 언어를 형성합니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

G-Code는 배우기 어렵나요?

초보자도 G-Code의 기본은 어렵지 않게 배울 수 있습니다. 가장 일반적인 명령어 대부분은 직관적이고 기억하기 쉽습니다. 하지만 복잡한 프로그램을 처음부터 작성할 수 있는 전문가가 되려면 많은 연습과 지오메트리 및 가공 원리에 대한 깊은 이해가 필요합니다. 가장 좋은 시작 방법은 핵심 명령을 숙지하고 간단한 프로젝트로 연습하는 것입니다.

CAM 소프트웨어만 사용하면 되는데 왜 G-Code를 배워야 하나요?

최신 CAM(컴퓨터 지원 제조) 소프트웨어는 G-Code를 자동으로 생성할 수 있지만, 기본 사항을 이해하는 것은 여전히 중요합니다. G-Code를 제대로 이해하면 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다. 신속한 문제 해결, 프로그램 최적화를 클릭하고 즉석 편집 기계에 직접 연결하여 상당한 시간과 노력을 절약하고 가공 프로세스를 더 잘 제어할 수 있습니다.