CAD 설계 → G코드 변환, 실전 가공 시간을 줄이는 5가지 방법

CNC 가공에서 설계와 G코드 최적화는 생산 효율과 품질을 좌우하는 핵심 단계입니다. 설계가 정확해도 CAM 세팅이나 공구 경로 최적화가 부족하면 가공 시간이 길어지고, 공구 마모나 불량률도 증가합니다. 이번 글에서는 실제 부품 사례를 기반으로 CAD 설계부터 CAM, G코드 최적화까지 실무에서 바로 적용 가능한 방법을 단계별로 정리했습니다.

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1) 사례 부품 소개: 알루미늄 브래킷

• 크기: 150mm × 100mm × 50mm
• 특징: 6개의 홀, 2개의 챔퍼, 필렛 적용
• 재질: 알루미늄 6061
• CAD 설계 포인트:
  • 홀 직경 최소 6mm, 내부 코너 반경 2mm 적용
  • 챔퍼 0.5mm, 필렛 1mm 적용
  • 모델링 시 공구 반경과 절삭 깊이 고려

실무 팁: 설계 단계에서 공구 반경과 절삭 깊이를 고려하지 않으면 CAM에서 경로 오류 발생 가능.

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2) 기존 가공 문제점

• CAM 세팅 초기 상태에서 G코드 생성 → 총 가공 시간 25분
• 공구 이동이 많아 시간 낭비 발생
• 시뮬레이션에서 일부 홀 주변 과삭 확인
• 반복 가공 시 공구 변경이 많아 생산 효율 저하

실무 경험: 같은 부품 10개 반복 가공 시, 경로 최적화 전에는 4시간 소요, 최적화 후 2시간 50분으로 30% 단축 가능.

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3) 최적화 포인트 적용

1. 공구 경로 재배치
   • 동일 레벨에서 연속 가공 가능하게 레이어 설정
   • 불필요한 이동 제거 → 이송 시간 감소
2. 공구 선택과 속도 최적화
   • 6mm 엔드밀 사용, 길이 50mm
   • 절삭 속도 800mm/min, 이송 속도 1500mm/min
   • 반복 가공 시 공구 변경 최소화
3. 좌표계 확인 및 원점 일치
   • CAD 원점과 CAM 좌표계 일치 확인
   • 작은 불일치도 치수 오차로 이어짐
4. 시뮬레이션 검증
   • 1차: 전체 공구 경로 확인 → 충돌, 미가공, 오버컷 체크
   • 2차: 속도·절삭 깊이 조정 → 최종 최적화
5. 반복 가공 설정 재사용
   • 동일 부품 반복 시 CAM 최적화 설정 저장 → 생산 시간 단축

적용 결과:

• 총 가공 시간 17분 → 32% 단축
• 불량률 0% 유지
• 공구 마모 최소화, 재료 낭비 감소

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4) 실무 체크리스트

• CAD 설계: 치수공차, 필렛/챔퍼, 홀 최소 직경
• CAM 세팅: 공구 반경, 절삭 깊이, 이송속도, 좌표계 원점
• 시뮬레이션: 전체 경로와 공구 충돌, 미가공 영역
• 반복 가공: 이전 최적화 설정 재사용 여부

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5) 초보자가 흔히 하는 실수와 해결법

1. 홀 직경/코너 반경 과소 설계 → 공구 통과 불가
   • 해결: 공구 반경 + 여유값 반영
2. 좌표계 원점 불일치 → 치수 오차 발생
   • 해결: CAD와 CAM 좌표계 반드시 일치
3. 공구 경로 최적화 미흡 → 이송 시간 증가
   • 해결: 레이어별 연속 가공, 불필요한 이동 제거
4. 재질별 절삭 속도 미반영 → 공구 마모, 표면 손상
   • 해결: 알루미늄/강/동 등 재질별 최적 속도 설정

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6) 정리

CAD 설계와 G코드 최적화는 단순한 도면 작성과 코드 생성이 아니라 생산 효율과 품질을 결정하는 핵심 단계입니다.

• 설계 단계에서 공구, 절삭 깊이, 경로를 고려
• CAM 시뮬레이션과 반복 가공 최적화 적용
• 초보자가 흔히 하는 실수 체크

이 과정을 따르면 가공 시간 단축, 불량률 감소, 공구 수명 연장 효과를 바로 확인할 수 있습니다.