CNC G23 명령어 사용법: 가상 안전 장벽 및 스트로크 한계 해제

서론

자동 가동 중인 CNC 선반에서 툴 터렛(turret)이 공작물 회전 척(chuck)이나 심압대(tailstock) 본체, 혹은 테이블에 장착된 바이스 조(vise jaws)나 공압 클램프(pneumatic clamps)와 같은 공작물 고정 장치로 그대로 돌진하여 강력한 물리적 충돌(hard collision)을 일으키는 사고는 생산 현장에서 가장 치명적인 재해 중 하나입니다. G23(또는 WALIMOF, WALCS0) 명령어를 실행하여 가상 스트로크 제한 검사를 비활성화하면 스핀들과 터렛을 보호하던 소프트웨어 안전 장벽이 완전히 제거됩니다. 이때 작업자가 좌표 오프셋 입력을 실수하거나, G20/G21 단위 변환 오류를 감지하지 못하고 작업을 진행하면, 제어 장치의 전처리기가 한계 영역 침범을 사전에 차단하지 못하므로 기계적 스핀들 파손, 공구 파손, 가공물 폐기(scrap part)라는 끔찍한 결과로 직결됩니다.

자동화 가동 라인에서는 툴 체인지나 셋업 과정에서 터렛이 일반 가공 한계를 벗어나 안전 구역으로 완전히 후퇴할 수 있도록 이러한 소프트웨어 보호 장벽을 일시적으로 꺼야 하는 경우가 있습니다. 하지만 제어 장치가 터렛의 단일 hypothetical tool tip checkpoint만을 기준으로 한계를 감시하기 때문에, 폭이 넓은 툴 홀더를 인덱싱할 때 심각한 잠재적 위험이 생깁니다. 실제 공구 외형이 프로그램된 가상의 체크포인트보다 크면 컴파일러가 경로를 안전하다고 판단하더라도 고정 장치와 물리적 충돌이 발생할 수 있습니다.

기술 요약

기술 사양	값 / 설명
명령어 코드	G23 (Fanuc, Mitsubishi, Siemens ISO Dialect), WALIMOF (Siemens native BCS), WALCS0 (Siemens native WCS), G23.1 (Mitsubishi M-System)
모달 그룹	Group 04 (Systems A, B) 또는 Group 09 (System C) (Fanuc G23); Group 03 (Siemens WALIMOF); Group 60 (Siemens WALCS0); Group 04 (L-System) 또는 Group 00 (M-System) (Mitsubishi G23); Group 04 (Mitsubishi G23.1)
지원 브랜드	Fanuc, Siemens, Mitsubishi
주요 파라미터	Fanuc: No. 3402 Bit 7 (G23 default at boot); Siemens: MD10604 (limitation state during geometry axis interchange); Mitsubishi: #12057 (OT_prechkON), #8179 (toolpath trajectory check)
주요 제한 사항	경계 검사는 단일 hypothetical tool nose checkpoint에만 의존합니다. G23 및 G23.1 명령어는 이송이나 다른 명령 없이 독립된 개별 블록으로 프로그래밍해야 합니다. Simple inclined surface control (G176) 및 tool center point control (G174)은 비활성 상태여야 합니다.

핵심 요약

제한 검사를 비활성화하면 스핀들, 공작물 chuck 및 tailstock 주변의 소프트웨어 장벽이 제거되어 좌표 오차로 인한 물리적 충돌(hard crash) 위험에 기계가 노출됩니다.
제어 장치는 단일 hypothetical tool tip checkpoint만을 사용하여 chuck 및 tailstock 장벽을 평가하므로, 경로가 안전하다고 판단되더라도 폭이 넓은 tool holder는 충돌할 수 있습니다.
preprocessor block-split 또는 구문 오류를 방지하기 위해 G23 (Fanuc, Mitsubishi) 및 G23.1 (Mitsubishi)은 자체 독립 블록에 단독 명령어로 프로그래밍해야 합니다.
Siemens native 모드에서 Basic Coordinate System (BCS) 제한은 WALIMOF를 통해 비활성화되고, Workpiece Coordinate System (WCS) 제한은 WALCS0를 통해 해제됩니다.
Mitsubishi 제어 장치는 파라미터 #8179 및 #12057이 활성화된 경우 급송 또는 직선 이송 중에 전체 toolpath trajectory를 평가하여 이송이 시작되기 전에 Program Error P452로 제어를 중단할 수 있습니다.
제한이 해제된 상태에서 자동 가동을 실행하기 전에 오퍼레이터는 물리적인 여유 공간을 확인하기 위해 공중에서 공운전 (dry run)을 수행해야 합니다.

기본 개념

stored stroke limit check는 기계의 축이 chuck 및 tailstock과 같은 공작물 고정 장치가 차지하는 영역으로 진입하는 것을 방지하기 위해 설계된 보호 소프트웨어 장벽입니다. 활성화 상태(G22 또는 WALIMON을 통해)일 때, CNC preprocessor는 축 위치를 계산하고 공구의 참조점이 금지된 안전 영역을 가로지를 것으로 예상되면 오버트래블(overtravel) 알람과 함께 동작을 중단합니다. 이는 프로그래밍 오류, 잘못된 작업 오프셋(work offset) 또는 공구 마모 오프셋(tool wear offset)이 기계적 손상을 일으키기 전에 감지하는 디지털 안전망 역할을 합니다.

이러한 제한을 비활성화하는 것(G23, WALIMOF 또는 WALCS0 사용)은 많은 CNC 시스템에서 일시적인 작업 요구 사항입니다. 이는 주로 turret이 스핀들 영역을 회피하기 위해 기계의 물리적 한계 영역 외곽 경계까지 통과해야 하는 자동 공구 교체(tool change) 시퀀스나 좌표계 정렬 절차 중에 사용됩니다. 경계 검사를 modal로 끔으로써, 가공 사이클을 중단시키는 불필요한 오버트래블 알람을 발생시키지 않고 축이 물리적 한계 근처까지 이동할 수 있도록 허용합니다.

제한이 비활성화되면 제어 장치는 해당 좌표계에 대한 안전 모니터링을 완전히 중단합니다. 즉, 인치(G20)로 구성된 기계에서 미터법 단위(G21)로 정의된 프로그램을 실행하는 등의 좌표 불일치 현상이 발생해도 경계 모니터링 시스템에 의해 차단되지 않습니다. 제어 장치는 좌표를 수학적으로 배율 조정하는 대신 소수점 위치를 이동시키므로, 예기치 않은 급송 이동이 발생하여 공구 캐리어가 클램핑 고정 장치나 스핀들 노즈로 직접 돌진할 수 있습니다.

명령 구조

Fanuc 및 Mitsubishi 제어 장치에서 stored stroke limit check를 비활성화하기 위해 G23 명령어를 독립된 준비 기능 코드로 프로그래밍합니다. CNC 컴파일러가 이를 해석하면, G23은 가상 Chuck Barrier 및 Tailstock Barrier 검사를 modal로 비활성화합니다. G23은 modal 명령어이므로, 안전 영역을 재설정하는 G22 명령어를 제어 장치가 처리할 때까지 활성 상태로 유지됩니다. Siemens native 모드에서는 Basic Coordinate System (BCS) 작업 영역 제한을 끄기 위해 WALIMOF 명령어가 사용되며, Workpiece Coordinate System (WCS) 작업 영역 제한을 끄기 위해 WALCS0가 사용됩니다. 또는 Siemens 제어 장치는 G291을 사용하여 컴파일러를 ISO Dialect Mode로 전환한 경우 G23 명령어를 파싱할 수 있습니다.

G23 또는 G23.1을 사용할 때 가장 중요한 제한 사항은 개별 블록 규칙(separate block rule)입니다. 이 명령어는 축 좌표나 보조 기능 없이 단독으로 독립된 블록에 작성되어야 합니다. G23 명령어와 동일한 블록에 축 이동을 조합하면, preprocessor가 구문 오류로 실행을 중단하거나 블록을 분할합니다. 예를 들어 Mitsubishi의 M-System에서는 G23.1과 동일한 블록에 이동 명령을 쓰면 제어 장치가 지시를 분할하여 이동 전에 비활성화를 실행하므로 후속 이동이 완전히 보호되지 않은 상태로 남게 됩니다. Fanuc 시스템에서 G23은 G-code System A 및 B에서는 Group 04에 속하지만, G-code System C에서는 Group 09로 전환됩니다.

; Fanuc 및 Mitsubishi (선반 / L-System)
G23 ;
; Mitsubishi 머시닝 센터 (M-System)
G23.1 ;
; Siemens Native 모드 (BCS 제한 OFF)
WALIMOF ;
; Siemens Native 모드 (WCS 제한 OFF)
WALCS0 ;
; Siemens ISO Dialect 모드
G291 ;
G23 ;
G290 ;

브랜드	파라미터 번호	설명	값 / 범위
Fanuc	Parameter 3402 Bit 7 (G23)	부팅 시 stored stroke limit의 기본 활성화 상태를 결정합니다.	0 = G22 ON 활성, 1 = G23 OFF 활성
Fanuc	Parameter 3401 Bit 7 (GSC) & Bit 6 (GSB)	활성화된 G-code system을 구성합니다.	G-code System A, B, 또는 C
Fanuc	Parameter 3402 Bit 6 (CLR)	리셋 또는 전원 인가 시 G-code modal을 소거할지 아니면 유지할지 결정합니다.	0 또는 1
Fanuc	Parameter 5040 Bit 3 (TCT)	공구 길이 보정 시프트 유형입니다.	0 또는 1
Siemens	MD10604 ($MN_WALIM_GEOAX_CHANGE_MODE)	기하축 교환 시 작업 영역 제한의 동작을 정의합니다.	0 = 비활성화, 1 = 활성 상태 유지
Siemens	MD10710 ($MN_PROG_SD_RESET_SAVE_TAB)	리셋 후 프로그램된 작업 영역 제한 값(G25/G26 사용)이 설정 데이터에 유지되는지 결정합니다.	채널 구성에 따름
Siemens	Option Bit 19800 ($MN_EXTERN_LANGUAGE)	컴파일러가 외부 언어를 해석할 수 있도록 활성화합니다.	활성 / 비활성
Mitsubishi	Parameter #12057 (OT_prechkON)	stored stroke limit 영역 내에서 이송 전 스트로크 검사 기능을 토글합니다.	0 = OFF, 1 = ON
Mitsubishi	Parameter #8179	이송 전 스트로크 검사 시 블록의 최종 종점만 검사할지, 아니면 전체 공구 이동 궤적(tool path trajectory)을 평가할지 결정합니다.	0 = OFF, 1 = ON
Mitsubishi	Parameter #12058 (OT_prechkTYPE)	스킵(G31) 및 자동 공구 측정(G37) 중 이송 전 스트로크 검사를 활성화할지 제어합니다.	0 = OFF, 1 = ON
Mitsubishi	Parameter #8202 (OT-CHECK OFF)	축별 독립적인 오버트래블 검사 토글입니다.	0 = 활성, 1 = 비활성
Mitsubishi	Parameter #8204 (OT-CHECK-N)	stored stroke 음의 한계 좌표입니다.	±199999998 (0.5µm 단위)
Mitsubishi	Parameter #8205 (OT-CHECK-P)	stored stroke 양의 한계 좌표입니다.	±199999998 (0.5µm 단위)

브랜드별 응용

Fanuc

Fanuc 제어 장치에서 G23 명령어는 가상 Chuck 및 Tailstock 배리어를 modal로 비활성화합니다(Parameter 3401에 의해 구성된 G-code System에 따라 modal Group 04 또는 Group 09). Parameter 3402 Bit 7이 1로 구성되어 있으면 시스템 부팅 시 제어 장치는 기본적으로 G23(배리어 비활성) 상태로 초기화됩니다. G23이 활성 상태인 동안 preprocessor는 모든 안전 영역 경계 검사를 비활성화하여 기계 turret이 단면 가공 작업을 위해 스핀들 근처로 가깝게 이동할 수 있도록 합니다.

Fanuc 선반에서 안전 경계를 비활성화하고 재활성화하기 위해, G23 및 G22를 개별 블록에 modal로 프로그래밍합니다:

G23 ;
G90 G00 X100.0 Z50.0 ;
G22 ;

파라미터: Parameter 3402 Bit 7 (G23의 부팅 시 상태 결정), Parameter 3401 Bit 7 & 6 (G-code system 구성), Parameter 3402 Bit 6 (리셋 시 modal 소거 여부 결정), Parameter 5040 Bit 3 (공구 길이 보정 시프트 유형).
알람: 알람 PS0368 (좌표 오프셋이 활성화된 상태에서 Parameter 5040 Bit 3을 수정할 때 발생), 알람 PS0325 (다중 반복 사이클 G71/G72 형상 정의 내부에서 G22/G23을 지정할 때 발생), 알람 PS0011 (이송 속도 제로 한계).
버전별 차이점: Series 15에서 FCV Parameter 0001 Bit 1은 레거시 프로그래밍 형식을 활성화합니다. Series 16i/18i/21i에서는 공구 침범(tool gouging)을 방지하기 위해 공구 이동 경로의 포켓 비활성화 및 후퇴 이동을 면밀히 모니터링해야 합니다. System A/B에서는 G23이 Group 04에 속하고, System C에서는 Group 09에 속합니다.

경고: Fanuc 제어 장치는 단일 hypothetical tool tip checkpoint만을 사용하여 경계를 평가합니다. G23이 활성 상태인 동안 폭이 넓은 공구가 인덱싱되면, 경로 계산상 여유 공간이 안전하다고 표시되더라도 공구의 실제 물리적 외형이 스핀들 또는 공작물 고정 장치와 충돌할 수 있습니다.

Siemens

Siemens SINUMERIK 제어 장치는 native modal 명령어인 WALIMOF (Basic Coordinate System 제한 비활성화) 및 WALCS0 (Workpiece Coordinate System 제한 비활성화)을 통해 작업 영역 제한을 관리합니다. native Siemens 모드에서 축 제한은 G25 및 G26 명령어를 사용하여 설정됩니다. 외부 G-code 프로그램과의 호환성을 유지하기 위해, Siemens는 ISO Dialect 모드(G291)에서 G23을 파싱하여 해당 명령어를 내부 안전 구조로 변환합니다.

native Siemens 제어 장치에서 작업 영역 제한은 별도의 명령어를 사용하여 해제되고 활성화됩니다:

WALIMOF ;
WALCS0 ;
; 작업 수행
WALIMON ;

파라미터: 머신 데이터 MD10604 ($MN_WALIM_GEOAX_CHANGE_MODE)는 기하축 교환 시 비활성화 동작을 정의하고, MD10710 ($MN_PROG_SD_RESET_SAVE_TAB)은 리셋 시 제한 저장 여부를 결정하며, Option Bit 19800 ($MN_EXTERN_LANGUAGE)은 외부 ISO 컴파일을 활성화합니다.
알람: 알람 12080 (G291 파싱 중 알 수 없는 G-code 발생), 알람 14800 (프로그램된 경로 속도가 0 이하임), 알람 22280 (가속 오버로드로 인해 프로그램된 런인 경로가 너무 짧음).
버전별 차이점: SINUMERIK 802D sl에서는 머신 데이터 MD10604 및 DB21 전환 파라미터가 수정 불가능한 읽기 전용으로 잠겨 있는 반면, 840D sl에서는 편집이 가능합니다. 다각 절삭(G51.2/G50.2) 및 와이드스크린 터치스크린 HMI는 840D sl에만 제한적으로 제공됩니다.

경고: WALIMOF 또는 WALCS0를 통해 제한을 비활성화하면 소프트웨어 영역 모니터링이 완전히 정지됩니다. 만약 공구 길이 보정이 비활성 상태라면, 경계 검사의 기준점이 공구 팁(tool tip) 대신 공구 홀더 기준점(toolholder reference point)으로 지정되므로 예기치 않은 기계적 간섭이 발생할 수 있습니다.

Mitsubishi

Mitsubishi 제어 장치는 선반 L-system (Group 04)에서 chuck 및 tailstock 배리어를 취소하거나 표준 Stored Stroke Limit II 검사 (Group 00)를 비활성화하는 데 G23을 사용합니다. 머시닝 센터 M-system에서 G23은 서브프로그램 복귀 명령어로 전용되고, 활성 이동 스트로크 검사를 취소하는 데 G23.1이 사용됩니다. Parameter #12057 (OT_prechkON)은 이송 전 스트로크 검사 기능을 토글하여 preprocessor가 이동 전에 경로를 검사할 수 있도록 합니다.

Mitsubishi L-system 프로그램에서 활성 공작물 배리어를 취소하려면, G23을 자체 블록에서 명령해야 합니다:

G23 ;
G90 G00 X120.0 Z80.0 ;
G22 ;

파라미터: Parameter #12057 (이송 전 스트로크 검사 토글), Parameter #8179 (경로 궤적 평가 활성화), Parameter #12058 (OT_prechkTYPE), Parameter #8202 (OT-CHECK OFF), Parameter #8204 (음의 한계), Parameter #8205 (양의 한계).
알람: 프로그램 오류 P452 (이동 경로가 금지 영역을 관통하거나 그 내부에서 종료됨), 프로그램 오류 P451 (옵션 지원 없이 스트로크 검사가 활성화됨), 조작 오류 M01 0007 (이송 비대상 축이 금지 영역을 관통함), 프로그램 오류 P951/P952 (경사면 제어 G176이 활성화된 상태에서 G23이 실행됨).
버전별 차이점: 선반 L-system은 배리어에 G22/G23을 사용하는 반면, 머시닝 센터 M-system은 G22.1/G23.1을 사용합니다. M800V/M80V 시리즈의 Version C3 펌웨어는 자동 가동 중 L과 M G-code system 간을 동적으로 전환할 수 있는 G188/G189 형식 스위치를 추가하여 G23 modal 그룹 해석을 동적으로 조정할 수 있게 합니다. 컴팩트한 M80V TypeB 제어 장치는 G54.4에 대해 프로그램 오류 P39를, G144에 대해 P34를 트리거합니다.

경고: Mitsubishi's preprocessor는 이송 이동이 안전 취소 명령어와 함께 작성되는 경우 블록을 분할합니다. `G23.1 X100.0 ;`과 같은 명령을 실행하면 제어 장치가 첫 번째 블록에서 제한 검사를 비활성화하므로, 후속 이동 중에 축이 완전히 보호되지 않은 상태로 둡니다.

브랜드 비교

기능 / 동작	Fanuc	Siemens	Mitsubishi
비활성화 명령어	G23 (Modal Group 04 또는 09)	WALIMOF (BCS Group 03), WALCS0 (WCS Group 60), 또는 ISO Dialect 모드의 G23	G23 (Modal Group 04 또는 unmodal Group 00), G23.1 (M-system Group 04)
부팅 시 기본 상태 구성	Parameter No. 3402 Bit 7이 부팅 상태를 설정합니다 (0 = G22 ON, 1 = G23 OFF)	— (no source)	오버트래블 검사 파라미터 #8202를 통해 구성 가능
경로 궤적 검사 방법	일반적으로 블록 종점만 검사	종점 및 축 제한 검사, 회전 평면 검사는 다름	파라미터 #8179 및 #12057을 통한 전체 경로 궤적 검사 지원
블록 동시성 위반	구문 오류로 프로그램 실행 중단	좌표를 자체적으로 처리하며, ISO Dialect에서 비활성화 실행	preprocessor가 동시 블록을 자동으로 분할 (예: G23.1 X100.0 ; 사용 시)
공작물 좌표 제한	Chuck 및 tailstock 배리어가 소프트 한계보다 우선 적용됨	WCS/SZS에 정의된 최대 10개의 채널별 제한 그룹(WALCS1 ~ WALCS10)	MCS에 정의된 chuck 및 tailstock 배리어, dynamic axis switch (G111)가 안전 영역을 매핑함

기술 분석

Fanuc, Siemens, Mitsubishi 제어 장치의 핵심적인 차이점은 안전 모니터링 시스템 아키텍처와 파라미터 통합 방식에 있습니다. Fanuc은 정적인 파라미터 구성 부팅 설정(Parameter 3402 Bit 7)에 의존하며 엄격한 중첩 우선 규칙(Overlap Precedence Rule)을 적용합니다. chuck/tailstock 배리어와 stored stroke check 2 또는 3이 동시에 프로그래밍된 경우, Fanuc은 chuck/tailstock 배리어 옵션을 분리하여 최우선으로 적용하고 stored stroke check 2 또는 3은 완전히 무시합니다. 이러한 경직된 우선순위 로직은 Fanuc 안전 시스템 고유의 특성이며, 프로그래머는 제어 파라미터 내에서 안전 옵션의 계층적 순위를 완벽하게 이해해야 합니다.

Siemens SINUMERIK 제어 장치는 native NC 언어에서 제한을 동적으로 관리함으로써 G22/G23 구문에서 완전히 벗어났습니다. 정적인 좌표 경계에 의존하는 대신, Siemens는 공작물 특정 작업 영역 제한 그룹(Working Area Limitation Groups, WALCS1 ~ WALCS10)을 제공합니다. 이를 통해 오퍼레이터는 Workpiece Coordinate System (WCS) 또는 Settable Zero System (SZS)에서 직접 최대 10개의 채널별 제한 그룹을 정의할 수 있으므로, 경계가 기계 좌표에 고정되어 있지 않고 활성 공작물 원점에 맞춰 동적으로 이동합니다. 또한 Siemens는 축 교환(axis interchange) 시 파라미터 기반의 비활성화 선택 기능(MD10604)을 제공합니다. 백그라운드 알고리즘을 사용해 평면 및 축 교환을 처리하는 일반적인 제어 장치와 달리, Siemens는 기하축 교환(geometry axis interchange)이 일어날 때 활성화된 작업 영역 제한을 비활성화할지 아니면 유지할지를 장비 제조사가 직접 정의할 수 있도록 하여 복잡한 멀티 채널 작업 중 예기치 않게 제한이 해제되는 현상을 예방합니다.

Mitsubishi는 프로그래머가 G188/G189를 통해 프로그램 중간에 G-code 해석기를 전환할 수 있도록 하는 매우 동적인 접근 방식을 제공합니다. 형식을 변환하면 G23이 Group 04 선반 명령어에서 Group 00 머시닝 센터 명령어로 동적으로 전환됩니다. 또한 Mitsubishi는 경로를 통과하는 스트로크 검사 기능(Parameter #8179 및 #12057)을 제공합니다. Fanuc 및 Siemens가 일반적으로 블록의 최종 프로그램된 종점이 금지 영역 내에 있는지만 검사하는 반면, Mitsubishi는 급송 또는 절삭 보간 중에 전체 공구 이동 경로 궤적(tool path trajectory)을 평가합니다. 공구 경로가 어느 지점에서든 금지 경계와 교차하면 제어 장치는 즉시 축 이송을 중단하고 이동이 시작되기 전에 프로그램 오류 P452를 트리거합니다. 그러나 머시닝 센터 형식에서 Mitsubishi는 엄격한 컴파일러 블록 분할 규칙을 강제합니다. G23.1과 같은 취소 명령어와 동일한 블록에 좌표 이동을 프로그래밍하면 이 지시가 두 개의 개별 블록으로 분할되어 이동을 수행하기 전에 비활성화를 실행하므로 해당 축이 일시적으로 보호되지 않은 상태에 처하게 됩니다.

프로그램 예제

Fanuc G-Code 예제

O1001 ;
T0101 ;
G23 ;                      (Modal 스트로크 검사 OFF - 독립 블록)
G90 G00 X80.0 Z130.0 ;     (turret을 chuck 스핀들 근처로 이송)
G01 X50.0 Z120.0 F0.15 ;   (근접 가공 수행)
G00 X100.0 Z150.0 ;        (안전한 여유 공간으로 turret 후퇴)
G22 ;                      (Modal 스트로크 검사 ON - 독립 블록)
M30 ;

공운전 설명: 공운전 설정 과정에서 오퍼레이터는 이송 속도 오버라이드(feedrate override)를 활성화한 상태에서 이 프로그램을 블록 단위(single block)로 실행해야 합니다. 세 번째 블록에서 G23은 가상 Chuck 및 Tailstock 배리어를 비활성화하므로, 공구가 표준 안전 영역 내에서 이동하더라도 제어 장치가 알람을 트리거하지 않습니다. 오퍼레이터는 X80.0 Z130.0으로 이동할 때 turret과 공구 홀더가 chuck jaw와 최소 10mm의 여유를 두고 통과하는지 육안으로 확인해야 합니다. G01 절삭 가공 후, 여덟 번째 블록에서 G22를 명령하기 전에 turret을 X100.0 Z150.0으로 후퇴시킵니다. 오퍼레이터는 자동 고속 가동을 허용하기 전에 G22가 성공적으로 재활성화되었는지 확인하여 후속 작업에 대비한 안전 장벽이 복구되었는지 보장해야 합니다.

Siemens SINUMERIK 예제

N10 T="ROUGH_TURNING" D1
N20 WALIMOF ;              (BCS 작업 영역 제한을 modal로 비활성화)
N30 WALCS0 ;               (WCS 작업 영역 제한을 modal로 비활성화)
N40 G0 X80 Z130 ;          (공구 캐리어를 목표 위치로 급송 이송)
N50 G1 X50 Z120 F0.15 ;    (절삭 이송 실행)
N60 G0 X120 Z200 ;         (공구 캐리어를 안전 영역으로 후퇴)
N70 WALIMON ;              (Basic Coordinate System 제한을 재활성화)
N80 M30 ;

공운전 설명: 공운전 시퀀스는 오퍼레이터가 SINUMERIK HMI 패널에서 공운전 이송 속도를 활성화하면서 시작됩니다. 블록 N20 및 N30에서 WALIMOF 및 WALCS0가 실행되어 모든 좌표 기반 작업 영역 제한이 비활성화됩니다. X80 Z130으로 급송 이동하는 동안 오퍼레이터는 디지털 판독 화면(DRO)과 기계의 실제 물리적 위치를 주시하여 revolver가 chuck 단면이나 공작물 고정 클램프와 충돌하지 않는지 확인해야 합니다. 가공이 완료되고 축이 X120 Z200의 공구 교환 좌표로 후퇴하면, WALIMON이 작업 영역 제한을 다시 복원합니다. 오퍼레이터는 자동 사이클을 시작하기 전에 제한이 활성화되었는지 확인하여 이후 한계를 벗어나는 임의의 명령어가 NCK에 의해 감지되도록 보장해야 합니다.

Mitsubishi 예제

%
O2001 ;
T0202 ;
G23 ;                      (활성 chuck/tailstock 배리어를 modal로 취소)
G00 X80.0 Z130.0 ;         (스핀들 근처의 절대 위치로 이송)
G01 X50.0 Z120.0 F0.15 ;   (윤곽 절삭 수행)
G00 X100.0 Z150.0 ;        (터렛을 안전 여유 영역으로 후퇴)
G22 ;                      (chuck/tailstock 안전 배리어를 재설정)
M30 ;
%

공운전 설명: Mitsubishi 제어 장치에서 공운전 검증을 수행하는 동안 오퍼레이터는 핸드휠(수동 조작 다이얼)이나 수동 이송 속도 오버라이드를 활용합니다. G23은 자체 독립 블록에서 실행되어 Chuck 및 Tailstock 배리어를 해제합니다. preprocessor는 경계에 대해 공구의 경로를 감시하지 않습니다. 오퍼레이터는 터렛을 X80.0 Z130.0을 향해 천천히 수동 이송(jog)하면서 물리적 여유 공간이 안전한지 눈으로 직접 확인해야 합니다. G01 절삭을 완료한 뒤 터렛은 X100.0 Z150.0 위치로 후퇴시킵니다. 오퍼레이터는 안전 배리어를 다시 활성화하기 위해 G22를 실행해야 합니다. 만약 오퍼레이터가 G22를 내리기 전에 후퇴시키는 것을 잊었거나, 터렛이 여전히 배리어 경계 내부에 있는 상태에서 G22가 실행되면, 제어 장치는 즉시 축을 잠그고 프로그램 오류 P452 알람을 띄웁니다. 이 경우 오퍼레이터는 공구를 빼내기 위해 수동 조그(jog) 모드로 전환한 후 후퇴시켜야 합니다.

오류 분석

브랜드	알람 코드	트리거 조건	오퍼레이터가 겪는 증상	근본 원인 / 해결책
Fanuc	Alarm PS0325	다중 반복 사이클 G71/G72의 정삭 형상 정의 블록(P ~ Q) 내부에서 G22 또는 G23 명령어가 지정되었습니다.	기계가 가공 사이클 중간에 즉시 멈추고 화면에 "UNAVAILABLE COMMAND IS IN SHAPE PROGRAM" 알람이 표시됩니다.	다중 반복 사이클의 윤곽 정의 블록에서 G22 또는 G23 명령을 제거하십시오. 배리어의 토글(ON/OFF) 명령은 오직 P 및 Q 블록 범위 바깥에서만 지시되어야 합니다.
Fanuc	Alarm PS0368	좌표 오프셋 또는 보정이 적용된 활성 상태에서 Parameter No. 5040 Bit 3 (TCT) 공구 길이 보정 시프트 유형을 수정하려고 시도했습니다.	제어 장치가 시스템 결함을 발생시켜 축 이송을 중단하고 파라미터 오프셋 경고를 표시합니다.	파라미터 설정을 변경하기 전에 공구 코 컴프(tool nose compensation) 및 G54~G59와 같이 현재 활성화된 모든 공구 오프셋 및 좌표계 오프셋을 취소하십시오.
Siemens	Alarm 12080	스캐너 오류 처리가 활성화된 상태에서 ISO Dialect 모드(G291) 도중 인식할 수 없는 G-code가 처리되었습니다.	NCK가 프로그램 해석을 중단하고 "unknown G-code"를 표시하며 프로그램 실행을 차단합니다.	외부 프로그램의 G-code 명령어가 활성화된 ISO 모드 다이얼렉트에 대해 올바른지 검증하거나 시스템 마스크 구성을 확인하십시오.
Siemens	Alarm 22280	나사 절삭/보간 중에 리드인 또는 리드아웃 경로에 필요한 축 가속도가 설정된 공차를 초과했습니다.	"Programmed run-in path too short" 오류와 함께 프로그램이 차단되고 축 이송이 작동하지 않습니다.	프로그램된 리드인/리드아웃 경로의 길이를 늘리거나 프로그램된 이송 속도를 줄여 축이 부드럽게 가속할 수 있도록 하십시오.
Mitsubishi	Program Error P452	스트로크 검사가 활성 상태일 때 직선 또는 원호 이송 경로가 금지된 stored stroke 영역과 교차하거나 그 영역 내부에서 끝납니다.	즉시 축 이송이 멈추고 화면에 "P452 Stroke Limit Over"가 표시됩니다.	수동 조그 모드로 전환한 뒤 터렛을 안전한 좌표로 이동시키고 프로그램의 경로 궤적을 점검하십시오. 만약 후퇴할 수 있는 공간이 좁아 축 이동이 차단된다면 G23을 사용해 배리어를 잠시 해제한 후 회피시키십시오.
Mitsubishi	Program Error P951 / P952	단순 경사면 제어(G176)가 활성 상태일 때 G23 또는 G69.1 배리어 검사 취소 명령어가 실행되었습니다.	제어 장치가 자동 가동을 멈추고 경사면 제어 충돌 오류를 보고합니다.	G23을 사용해 공작물 배리어를 취소하기 전에 프로그램에서 G176 단순 경사면 제어의 활성 상태를 먼저 해제하십시오.

실무 응용 가이드

G23, WALIMOF, WALCS0 명령어를 사용할 때 발생할 수 있는 가장 심각한 위험은 반복적인 자동화 라인 가공 중에 예고 없이 찾아옵니다. 만약 Fanuc의 3402번 (또는 Siemens의 MD10604, Mitsubishi의 #12057) 파라미터를 사전 확인하면 이 명령어에서 가장 빈번한 비계획 정지를 없앨 수 있습니다. 특히 이 파라미터를 검증하지 않고 양산에 들어가면, 팔레트 교환 후 두 번째 사이클부터 치수 편차가 누적되어 최종 검사에서 불량이 발견된다. 이는 전체 공정의 불량률 상승과 라인 전체의 오랜 비가동 시간(downtime)으로 이어집니다.

예를 들어, Fanuc 제어 장치에서 좌표계 오프셋이 활성 상태일 때 공구 길이 보정 시프트 유형을 정의하는 Parameter 5040 Bit 3 (TCT)을 수정하려고 시도하면 알람 PS0368이 발생하며 즉각적인 정지가 일어납니다. 또한 Siemens SINUMERIK에서 MD10604 ($MN_WALIM_GEOAX_CHANGE_MODE) 파라미터가 0으로 잘못 설정되어 있으면 기하축 교환(geometry axis interchange) 시 작업 영역 제한이 비활성화되는 리셋 트랩이 발생하여 비계획 정지 및 예기치 않은 스핀들 충돌을 야기합니다. Mitsubishi의 경우, 좌표 이동 명령이 G23.1과 같은 취소 명령어와 동일한 블록에 프로그래밍되면 컴파일러가 블록을 분할하여(Concurrency Block Split Trap) 안전 검사가 꺼진 채 축이 무방비로 이동하며, 만약 이동 경로가 금지 구역과 교차하면 제어 장치가 즉시 축 이송을 차단하고 프로그램 오류 P452(Stroke Limit Over) 알람을 띄웁니다. 이러한 알람 발생 및 비계획 정지는 자동화 공정에서 생산 효율성을 극도로 저하시키며, 한 번 발생할 때마다 시스템 복구와 가공물 재정렬을 위해 장시간의 비가동 시간이 강제되므로 철저한 파라미터 검증이 필수적입니다.

결론

자동화 라인의 반복성과 가공 효율성을 유지하면서 비계획 비가동 시간을 방지하기 위해서는 안전 장벽 해제 명령어인 G23 또는 WALIMOF의 적용 영역을 필요한 툴 체인지나 원점 복귀 구간으로만 최소화해야 합니다. 대량 양산 공정에 돌입하기 전, 반드시 기계 좌표계를 기준으로 Chuck Barrier와 Tailstock Barrier의 경계 설정 파라미터를 정밀하게 확인하고, 첫 가공 시에는 무부하 공운전 검증을 거쳐 터렛과 척 간의 실제 물리적 간섭 여부를 육안으로 확인해야 합니다. 비가동 시간 감소와 불량률 방지를 위해 밀접 가공이 끝나는 즉시 G22나 WALIMON 명령어를 사용하여 제어 장치의 가상 안전 영역 감지 능력을 복원하는 프로그래밍 규칙을 준수하십시오.

자주 묻는 질문 (FAQ)

자동화 라인에서 팔레트 교환이나 공구 교체 시 G23 비활성화 후 발생할 수 있는 비계획 정지를 예방하려면 어떻게 해야 합니까?

자동 가공 라인에서 가장 흔히 발생하는 비계획 정지는 제어 장치가 터렛의 단일 hypothetical tool tip checkpoint만을 기준으로 안전 영역을 계산하는 한계 때문에 발생합니다. 툴 홀더나 특수 형상 공구가 실제 물리적 외형보다 큰 경우, 경로상 오류가 없더라도 안전 경계를 침범하여 알람이 발생할 수 있습니다. 이를 예방하기 위해서는 공구 교체 위치로 이동하기 전에 척/심압대 안전 파라미터(예: Fanuc 3402번, Mitsubishi #8202)의 설정 상태를 사전에 조회하고, 자동 운전 개시 전 공작물 탈착 위치에서 공운전을 수행하여 간섭 영역을 실제 수치로 계측해 보정 값에 정확히 반영하십시오.

Fanuc의 G23 명령어를 실행한 상태에서 툴 길이 보정 파라미터를 수정하면 왜 PS0368 알람이 발생하며 가공이 정지됩니까?

이 에러는 활성 좌표 오프셋(G54~G59) 또는 공구 오프셋이 활성화된 상태에서 공구 길이 보정 시프트 유형을 정의하는 Parameter No. 5040 Bit 3 (TCT)을 수정하려고 할 때 제어 장치의 안전 시스템이 동작을 차단하기 때문에 발생합니다. 이를 해결하려면 파라미터 값을 편집하기 전에 반드시 G49 또는 G53 명령어를 사용하여 레지스터에 기록된 모든 액티브 좌표 오프셋 및 보정(G54 등)을 완전히 취소한 뒤 파라미터 설정을 변경하십시오.

Siemens SINUMERIK에서 geometry axis 교환 중 작업 영역 제한이 마음대로 해제되어 비가동 시간이 늘어나는 현상을 막으려면 어떤 설정을 확인해야 합니까?

이 현상은 채널 기하축 교환 시 limitations 해제 여부를 결정하는 머신 데이터 MD10604 ($MN_WALIM_GEOAX_CHANGE_MODE) 설정이 0(Deactivated)으로 구성되어 있을 때 발생합니다. 축이 전환될 때 안전 장벽이 강제로 해제되어 예상치 못한 리셋 트랩으로 비계획 정지가 반복되므로, 생산 라인 가동 전에 MD10604 값을 1(Remains Active)로 즉시 변경하여 기하축 교환 중에도 작업 영역 제한 상태가 modal로 안전하게 유지되도록 조치하십시오.

G23 및 WALIMOF를 활용한 CNC 스트로크 제한 해제 가이드

서론