CNC 나사 가공 G33 G32 명령어 설정 및 주축 동기화 오류 방지법

서론

자동화 가공 라인에서 G32 또는 G33 나사 가공 명령이 실행되는 동안 스핀들과 이송축 간의 물리적 동기화가 끊어지면, 회전하는 척(chuck), 바이스 조(vise jaw) 또는 터렛(turret)에 공구가 고속으로 충돌하여 수천만 원 상당의 스핀들 인코더와 공구가 즉각 파손되고 정밀 가공품은 불량 폐기(scrap part) 처리됩니다. 특히 포지션 코더(position coder)의 타이밍 벨트 파손(broken timing belt)이나 느슨한 커플링(loose coupling)으로 인해 회전 피드백 신호가 소실되면, 해석기는 대기 상태에 머물거나 락(lock)이 풀린 상태로 이동하여 비계획 정지(downtime)와 극심한 가동 시간 손실(생산 중단 시간)을 유발하고 전체 라인의 불량률을 극적으로 증가시킵니다. 이 파라미터를 검증하지 않고 양산에 들어가면, 팔레트 교환 후 두 번째 사이클부터 치수 편차가 누적되어 최종 검사에서 불량이 발견된다. 하지만 3721 및 3722번 파라미터를 사전 확인하면 이 명령어에서 가장 빈번한 비계획 정지를 없앨 수 있다. 따라서 G33 및 G32 상수 리드 나사 가공 명령의 동기화 메커니즘과 각 브랜드별 제어 파라미터를 완벽히 조율하는 것이 자동화 라인의 반복 정밀도 보장과 비계획 정지 예방을 위한 핵심 필수 과제입니다. 작업자는 사이클을 가동하기 전에 표준 도어 스위치 및 리밋 스위치 점검을 수행하고 인코더 피드백을 반드시 검증해야 한다.

기술 요약

주요 기능	사양 및 세부 사항
명령어 코드	G32, G33 (상수 리드 나사 가공)
모달 그룹	Group 01 모달 명령
호환 브랜드	Fanuc, Siemens, Mitsubishi
주요 파라미터	Fanuc 3721/3722, Siemens MD32000, Mitsubishi #1260
핵심 제약 조건	주축 피드백 동기화는 포지션 코더(position coder)의 연동에 전적으로 의존하며, 이송 속도 오버라이드(override)는 무시됩니다.

요약 설명

주축과 코더 기어비를 1:1로 확실하게 보장하기 위해 Fanuc 파라미터 3721 및 3722번을 엄격히 0으로 설정하여 G32 및 G33 나사 가공을 수행하십시오.
축 가감속 지연(acceleration/deceleration lag)을 흡수할 수 있도록 실제 나사 가공 길이 외측에 필수 접근 거리($\delta_1$)와 퇴축 거리($\delta_2$)를 산출하여 기입하십시오.
연속 블록 나사 체이닝(thread chaining) 시 LookAhead 감속 정지로 인한 끝 속도 제로 현상을 방지하기 위해 Siemens의 연속 가공 모드(G64)를 반드시 활성화하십시오.
연속 나사 가공 시 시작 오프셋 각도 주소(Q)는 오직 첫 번째 블록에만 기재하여 후속 블록의 주소 범위 초과 오류를 예방하십시오.
하드웨어적인 강제 위치 동기화를 적용할 수 없는 기계 구조라면 G63 코드를 적용하고 물리적인 신축 보정 척(compensating chuck)을 장착해 작업하십시오.
나사 절삭 행정이 시작된 후에는 서보 지연으로 인해 피치 오차가 발생하므로 주축 속도(RPM)를 임의로 변경하거나 상수 표면 속도 제어(G96/CSS)를 작동시키지 마십시오.

기본 개념

G33 또는 G32 코드를 활용하는 실제 프로그램 효과는 주축의 실시간 회전 물리값과 선형 이동축의 지령 좌표 간에 단단한 위치 제어 보간(position-controlled interpolation)을 구성하는 것입니다. 이 상태에서 CNC 장치는 주축 인코더의 피드백 펄스와 리드 제어축 서보 드라이브의 이송 지령 간에 수학적 동결 결합을 수립합니다. 명령어 실행 도중 기계 조작반의 이송 속도 오버라이드(feedrate override) 스위치는 완전히 차단되어 동작하지 않으며, 이는 공구가 가공 소재에 진입한 순간 작업자가 수동으로 이송 속도를 감속할 수 없음을 의미합니다.

프로그래머와 기계 조작자는 가공 진입 구간과 퇴축 구간의 공간적 제약 조건을 철저히 감시해야 합니다. 공구가 설정된 나사 피치에 도달하려면 충분한 속도로 가속해야 하므로, 단턱(shoulder)이나 나사 끝 칼라와 같이 제한된 좁은 영역에서는 공구 감속 및 정지를 위한 충분한 제동 구간을 확보하기 어렵습니다. 기계 물리 계통의 관성으로 인해 감속 제동 거리가 무실하게 계산되면 공구의 절삭날(tool cutting edge)과 공작물 간의 심각한 물리적 충돌(hard collision) 위험이 발생하여 완제품이 불량 폐기(scrap part)로 이어집니다. 자동 선반 가공 장치에서 동기화 손실을 방지하려면 엔지니어는 표준 도어 스위치 및 리밋 스위치 점검을 통해 부품을 주기적으로 진단해야 한다.

연속적인 나사 체이닝(continuous thread chaining) 기법은 다중 블록 테이퍼 나사, 단면 나사, 가변 피치 나사 가공을 실현하지만 CNC 보간 연산 엔진에 극도의 하중을 가합니다. 사전 연산 감속(look-ahead velocity control) 제어에 임의의 미세한 지연이 생기면 가공 주기가 그대로 정지합니다. 연속 가공 블록 사이에 정확한 정지(exact stop, G09)를 주입하거나 좌표계 회전(ROT) 옵션을 실행하여 가공 행정의 나사 피치 연속성을 깨뜨리면 제어 장치는 동기화 작동을 즉시 차단합니다. 메인 CPU와 서보 드라이브 간의 이러한 중요 통신 신호를 보호하기 위해 현대식 기계는 고속 광섬유 네트워크에 의존하며, 이는 FSSB 광케이블 결함 해결 가이드를 통해 점검 및 유지 관리할 수 있다.

명령 구조

G33 및 G32의 프로그램 명령어 구조는 가공 축의 이동 주소와 나사 리드 파라미터 간의 직접적인 상관 관계에 기초합니다. 목표 종점 좌표(X, Z, U, W 등)와 피치 주소(F, E 등)를 함께 프로그래밍함으로써 CNC 해석기는 스핀들의 1회전에 동기화된 공구의 정밀한 이동 궤적을 맵핑합니다. 제어 장치는 스핀들 인코더의 물리적인 Z상(Z-phase) 펄스 신호를 대기하여 각 절삭 패스의 시작 타이밍을 정밀하게 일치시킴으로써 동일한 홈에 다중 반복 나사 깎기 가공을 지원합니다.

핵심 프로그래밍 규칙 중 하나는 제어 프로그램 포맷에 따라 리드 치수 파라미터가 다르게 판독된다는 점입니다. 구형 입력 테이프 규격을 쓰는 선반 제어 장치에서 주소 E는 1회전당 리드 거리가 아니라 인치당 나사산 수(TPI)를 의미하는 반면, 메트릭 시스템 규격에서는 1회전당 밀리미터 피치를 정의하기 위해 주소 F를 사용합니다. 이러한 프로그램 설정을 기입할 때 작업자는 동일 블록 내에 이송 오프셋을 혼용하는 것을 피해야 하며, 상세한 프로그램 내 좌표 수정은 G10 및 G11 프로그램 내 오프셋 변동 등의 표준 기술을 사용하는 것이 좋다.

일반 명령어 구문 사양:

Fanuc 표준 구문: G32 IP_ F_ ; 또는 G33 IP_ F_ ; (IP는 절대 또는 증분 좌표, F는 나사 리드)
Fanuc Series 15 포맷: G32 IP_ E_ Q_ ; (E는 인치당 나사산 수 지정, Q는 시작 각도 시프트 지정)
Siemens 네이티브 모드: G33 X... Z... F... SF=... DITS=... DITE=... (SF는 시작 각도 오프셋, DITS/DITE는 각각 가속 접근/감속 제동 거리)
Siemens 교체식 네이티브 모드: G33 X... Z... I/J/K... (I/J/K는 지정된 기하축의 피치 리드 값)
Siemens ISO 모드: G32 X(U)... Z(W)... F... Q... (Q는 나사 절삭 시작 각도 오프셋)
Mitsubishi 구문: G33 Z/W_ X/U_ E_ Q_ L_ ; (E는 정밀 리드 지령, Q는 시작 시프트 각도, L은 리드 제어축 번호)

명령 주소	해당 브랜드	기능 및 상세 설명	설정 값 범위
X / Z (U / W)	전 브랜드 공통	나사 가공 종점의 절대 또는 증분 좌표값.	축 한계 좌표 범위
F	전 브랜드 공통	주축 1회전당 일반 나사의 리드(피치) 수치.	0.001 ~ 2000.000 mm
E	Fanuc / Mitsubishi	인치당 나사산 수(TPI) 또는 기하학적 정밀 리드 값.	0.001 ~ 99.999 mm/rev
Q	Fanuc / Siemens / Mitsubishi	나사 절삭 시작 시프트 각도 (다중 시작 나사 제작용).	0.000 ~ 360.000 deg
SF	Siemens	시작 오프셋 절대 물리 각도 위치 (Siemens 네이티브 G33용).	0.000 ~ 359.999 deg
DITS	Siemens	공구 가속 가공 속도 확보를 위한 진입 램프 거리.	양수 실수 치수 (mm)
DITE	Siemens	공구 제동 감속 공간 확보를 위한 퇴축 램프 거리.	양수 실수 치수 (mm)
L	Mitsubishi	다축 제어 공정 시 지정할 리드축 지정 인덱스 번호.	유효 축 제어 번호

브랜드별 적용

Fanuc 적용

Fanuc 시스템 환경에서 나사 절삭 작업을 정상 수행하려면 하드웨어 동기화를 연동하는 정밀 파라미터 셋업이 필수적입니다. 주축과 포지션 코더(position coder) 간의 기계적 1:1 결합을 잠그기 위해 3721 및 3722번 파라미터를 반드시 0으로 설정해야 합니다. 또한, 중부하 가공 조건 하에서 나사산 리드의 기하 정밀도를 사전에 보호하기 위해 지수 가감속 속도의 최저 속도 한계값(FL rate)을 파라미터 1627번을 통해 엄격히 제어해야 합니다.

상수 리드 나사 절삭에 지령되는 기준 G코드는 사용 기계가 G코드 시스템 A로 셋업된 상태인 경우 G32 코드를 지령하며, G코드 시스템 B 또는 C가 활성화되어 있다면 G33을 지정해야 합니다. 구형 레거시 기기 사양 환경에서는 다음과 같이 사이클을 지정할 수 있습니다: G32 Z-30.0 E10 Q1000 ; 이 코드는 시작 시프트 각도 1.000도로 인치당 10산 나사를 깎아냅니다.

구분	항목 및 명령어 코드	상세 사양 및 파라미터 상세
파라미터	Parameter No. 0001 (Bit 1 - FCV)	테이프 입력 포맷 설정 파라미터. Series 15 테이프 포맷 구문 해석을 활성화하려면 1로 구성(G32 나사산 리드 처리 연동).
파라미터	Parameter No. 5109 (Bit 2 - TAE)	Series 15 포맷 적용 시 주소 E가 인치 나사산 수(0)를 뜻할지 혹은 실제 나사산 리드 길이(1)를 뜻할지 판단.
파라미터	Parameter No. 1627 / 0528 (THDFL)	나사 가공 연동을 위한 지수 가감속 속도의 최저 속도 한계 지령 (6 ~ 15000 mm/min).
파라미터	Parameter No. 3721 & 3722	주축과 포지션 코더(position coder) 간의 기어 전달 속도 비율 (1:1 주축 기어 잠금을 위해 반드시 0이어야 함).
알람 코드	PS0529	THREADING COMMAND IMPOSSIBLE: 임의 주축 속도 나사 가공 중 금지된 유효하지 않은 지령(수동 원점 복귀 등) 사용 시 발생.
알람 코드	PS0530	EXCESS VELOCITY IN THREADING: 나사 가공 연동 해석 시 가공축 이동 지령 속도가 장비 장치의 최대 절삭 이송 한계 속도를 초과할 때 트리거.
알람 코드	PS0532	RE-MACHINING OF THREAD CUTTING IMPOSSIBLE: 가공된 기존 홈을 센서 측정할 수 없거나, 나사 가공면 좌표의 대칭 거울 형상(mirror imaging) 옵션 활성화 시 차단.
알람 코드	050	CHF/CNR NOT ALLOWED IN THRD BLK: 모션 나사 가공 블록(G32/G33) 라인 내에 불필요한 모따기(C) 또는 필렛 반경(R) 옵션 혼입 시 발생.
버전 사양	T Series vs M Series	선반 T 계열은 기계 셋업 A에서는 G32를 쓰고, B/C 셋업에서는 G33 사용. 머시닝 센터 M 계열은 강제로 G33만 전담 처리.
버전 사양	Series 15 Tape Format	주소 E가 절대 이동 지령으로 오인되어 지정 불허 처리되므로 나사 리드 지정을 위해 주소 F를 전면 적용해야 함.

프로그래머들은 듀얼 터렛(double turret) 가공 시 대칭 거울 형상(mirror imaging, G68) 옵션이 활성화된 면 내에서 나사 재가공(re-machining) 사이클의 실행을 시도해선 안 됩니다. Fanuc 장치는 즉각 PS0532 알람을 표출하고 자동 운전을 즉시 무력화하며, 이를 방지하지 못하면 공구가 치명적으로 파손될 수 있습니다.

Siemens 적용

Siemens Sinumerik 제어 장치는 가공 실행 동안 기계 조작반의 오버라이드 조절 노브를 무력화하는 정밀한 위치 동기 제어 보간(position-controlled interpolation)을 제공합니다. 제어 장치는 축 모터 서보의 과적 부하를 방지하고자 파라미터 MD32000번을 이용해 최대 이동축 허용 속도를 모니터링합니다. 아울러 다기능 가공 속도 연속 절삭 주기 동안 기계 전용 가공 제어 알람을 가리기 위해 MD11410 데이터 값을 마스킹 설정할 수 있습니다.

네이티브 Siemens 시스템 해석 환경(G290)에서는 G33 코드를 사용하여 나사를 제작합니다. 반면 ISO Dialect Mode A(G291) 모드 상태에서는 G32 코드를 기입해야 합니다: G33 Z-100 K4 SF=180 이 구문은 피치 4mm, 180도 시작 물리 각도(SF)를 가진 나사를 정밀 가공합니다.

구분	항목 및 명령어 코드	상세 사양 및 파라미터 상세
파라미터	MD32000 $MA_MAX_AX_VELO	나사 이송 가공축 구동 한계를 억제하는 최대 허용 축 운전 속도 파라미터.
파라미터	MD11410 $MN_SUPPRESS_ALARM_MASK	연속 순환 절삭 시 특정 기계 전용 가공 알람을 강제 무마 및 마스킹 처리하는 설정 (Bit 10 또는 Bit 12).
알람 코드	Alarm 10601	Zero velocity at block end point during thread cutting: 연속 나사 절삭 도중 정확한 정지(G09)나 보조 M코드 간섭으로 인해 해당 절삭 블록의 종점 속도가 급격히 0으로 수렴할 때 발생.
알람 코드	Alarm 22270 / 22271	Maximum speed axis exceeded: 주축 속도와 설정 피치를 곱하여 도출한 실제 가공 이송축 구동 목표 속도가 장비의 물리 모터 허용값 MD32000을 돌파할 때 경보.
알람 코드	Alarm 10607	Thread with frame not executable: 회전 물리 프레임(ROT) 등 공간 회전 변수가 작동하여 원본 나사 행정의 길이와 피치를 왜곡 변동시킬 때 연산 정지.
알람 코드	Alarm 22272	Block length too short for predefined thread pitch: 프로그램에 설정된 나사 이동 구간 블록의 기하 길이가 물리적인 나사산 1개 리드 치수보다 짧을 때 표출.
버전 사양	ISO Dialect Modes A vs B/C	ISO 다이얼렉트 A 셋업 상태에서는 G32 코드를 지령. B/C 셋업 방식 및 네이티브 모드(G290) 상태에서는 G33 코드를 필수 지정.
버전 사양	Native Mode (G290)	가감속의 급격한 서보 하중을 완충하도록 DITS(가속 리드 구간) 및 DITE(감속 탈출 공간) 수치 보정 옵션을 직접 활성화 가능.

연속적인 다중 G33 블록을 연결 연산할 때는 연속 절삭 운전 모드(G64)를 항상 켜 두십시오. 이 모드가 작동하지 않으면 해석기의 선행 정지 옵션으로 인해 매 블록의 종점 이송 속도가 돌연 0으로 떨어지며 Alarm 10601을 트리거하고 터렛(turret) 궤적을 멈춰 세웁니다.

Mitsubishi 적용

Mitsubishi 제어 시스템은 주축의 인코더 펄스 정보와 완전히 연동 작동하여 압도적인 서보 이동 궤적 정밀도를 유지합니다. 작업자는 파라미터 #1260 설정을 통해 스핀들의 물리 Z상(Z-phase) 신호 연동 타이밍을 조율하여 축 스타트 행정을 동기화할 수 있습니다. 축 제어 시간차 추적 래그(tracking lag) 현상은 나사 절삭 전용 피드 포워드 게인 파라미터 #2010 fwd_g 수치를 미세 조율하여 극복할 수 있습니다.

기계 장치에 설정된 활성 G코드 리스트 파라미터 구성 옵션에 매핑되어 G33 또는 G32 코드가 지정됩니다. 대표적인 사용 구문 예시는 다음과 같습니다: G33 Z-50.0 E10.0 Q90.0 L1 ; 이 블록은 정밀 리드 E10.0, 가공 시프트 출발 각도 90.0도와 제어 이송 1번 축 지정을 조합 실행합니다.

구분	항목 및 명령어 코드	상세 사양 및 파라미터 상세
파라미터	Parameter #1260 set32/bit4	나사 가공 진입 시작 조율 타이밍 (0: 주축의 Z상 신호 확보 후 축 이송 개시, 1: Z상 펄스 점검을 생략하고 지령 즉시 축 이송 작동).
파라미터	Parameter #2010 fwd_g	나사산 이송 래그 및 구동 시차 오류를 무력화하는 나사 절삭 전용 피드 포워드 서보 게인 값.
파라미터	Parameter #1270 ext06/bit6	다중 블록 연속 나사 체이닝 중, 2번째 행 블록 가공 돌입 전 스핀들 1회전 일치용 동축 Z상 대기 상태 연동 유무 판단.
파라미터	Parameter #1247 set19/bit1	공운전 (dry run) 모드 작동 시의 운전 속성 설정 파라미터 (1: 공운전 속도가 강제로 수동 피드 속도로 동결).
알람 코드	P35	Commanded value out of range: 다중 시작 나사의 위상 각도 설정값 Q가 360.000도를 초과할 때 프로그램 구문 에러 트리거.
알람 코드	P93	Program error: 지령 변수 L에 입력된 대상 제어축 인덱스가 장비에 존재하지 않거나, 해당 절삭 행정 블록 내에서 모션이 0일 때 발생.
알람 코드	M01 0107	Operation error: 연산된 가공축 리드 축 이송 목표 속도가 기계 축이 물리적으로 견디는 기계 최대 제한 속도(clamp speed)를 추월할 때 강제 정지.
알람 코드	M01 1113	Operation error: 나사 절삭 연동 구간 주기가 구동 중일 때, 시스템 계통 간의 동시 작용에 의해 스핀들에 상수 표면 속도 제어(G96)가 강제 지령될 때 발생.
버전 사양	G-Code List Systems	G Code List 2 활성 방식에서는 G32 코드를 지정. G Code List 3, 4, 5, 6, 7 사양에서는 G33 코드를 나사산 기본 코드로 인식.
버전 사양	공운전 모드	파라미터 #1247번의 활성 상태에 의해 통제되며, 가공 모션을 수동 및 보정 피드 계통으로 이관.

나사 절삭 전용 피드 포워드 서보 게인 #2010 fwd_g 값을 튜닝할 때는 극도로 주의하십시오. 이 파라미터 게인을 지나치게 높게 설정하면 서보 계통 전체에 극심한 기계적 공진과 진동이 발생하여 피치가 망가지거나 공작물을 폐기하게 됩니다.

브랜드 비교

가공 비교 항목	Fanuc	Siemens	Mitsubishi
기본 나사 G코드 분기 사양	기계 장치의 시스템 A, B, C 설정 모달 상태에 따라 G32와 G33 코드가 분기 지정됨.	ISO Dialect (Mode A/B/C) 다이얼렉트 모드 활성 플래그 혹은 네이티브 모드 여부에 매핑되어 G32/G33이 선택됨.	파라미터 G코드 리스트 제어: G Code List 2 활성 시 G32를 쓰고, List 3, 4, 5, 6, 7 사양 시 G33 지정.
주축 1:1 연동 및 Z상 제어	하드웨어 레벨 규격: 1:1 기어 속도 고정을 위해 파라미터 3721 및 3722번 값을 무조건 0으로 셋업해야 함.	가감속 동기 기하 한계를 추월하면 블록 사전 연산 과정 중 Alarm 22280을 표출하며 안전 선행 정지.	파라미터 #1260 set32/bit4를 통해 Z상 동축 신호 대기 제어 가능 (0: Z상 대기 작동, 1: 즉시 이송).
동적 속도 가감속 및 게인 제어	나사산 리드 정확성을 위해 지수 가감속 속도의 최저 속도 한계값(FL rate) 파라미터 1627번을 개별 튜닝.	프로그램 이동 블록 내부에서 DITS(진입 가속 램프) 및 DITE(탈출 감속 램프) 보정 거리를 직접 코딩 가능.	나사 절삭 서보 지연 현상을 억제하기 위해 전용 피드 포워드 게인 #2010 fwd_g 수치 조율 파라미터 제공.
연속 나사 체인 위상 체이닝	가공면 대칭 mirror imaging 활성화 중 나사 재가공 실행 시 PS0532 알람과 함께 기계 즉시 정지.	다중 블록 이송 속도 연계를 원활히 유지하고자 마이크로 정지 방지용 연속 가공 모드(G64)를 강제 지령.	다중 시작 나사의 진입 위상 각도 Q 지령은 오직 첫 번째 연속 블록에만 입력 가능하며 후속 블록은 자동 승계.
상수 표면 속도(CSS) 연동 제약	시스템 A 테이프 포맷 구형 입력 환경 하에서는 주소 E가 절대 값으로 잠기므로 피치 지정 기능 배제.	고유 native 운전 사양에서 특정 기계 전용 가공 경보 알람을 은폐하고자 MD11410 마스킹 데이터를 구성.	피치 리드 비틀림을 예방하고자 G33 구동 중 G96 상수 표면 속도 연동 조정 기능을 차단하고 RPM 회전수를 강제 고정.

기술 분석

Fanuc은 나사 가공 통제 설계 환경에서 매우 특수한 독자 규격 속성을 보여줍니다. 첫째, 공작기계 제작사가 사전에 설정해 둔 G코드 기본 연동 규격(시스템 A, B, 또는 C)에 따라 나사용 G코드 주소(G32 또는 G33)를 실시간 분기하므로, 작업자가 사용하는 선반 장치의 특정 파라미터 매핑 상태를 필히 교차 대조해야 합니다. 둘째, 표준 직선 이송 구동 파라미터와 나사산 가감속 통제를 완전히 분리 설계하여, 나사 리드의 정확도를 물리적으로 방어하기 위한 최저 속도 한계값(FL rate, 파라미터 1627번 등)을 강제로 할당하게 유도합니다. 셋째, 완고한 하드웨어 물리 포지션 코더 결합 검증 규격이 존재하여, 1:1 축 기어 물리 파라미터가 맞지 않을 때 CNC 인터프리터가 G코드 구문 에러를 표출하지 않은 채 기하학적으로 왜곡된 기형 나사를 그대로 깎아내기 때문에, 오퍼레이터는 텍스트 오류 분석 대신 벨트 장력이나 파라미터 수치 상태를 진단해야 합니다.

Siemens SINUMERIK 제어 체계는 세 가지 고유 설계를 통해 타 브랜드 나사 절삭 기법과 차별화됩니다. 첫째, 탁월한 크로스 다이얼렉트 호환 성능을 구사하여, ISO 표준 G32 지령(시작 각도 Q)과 네이티브 G33 지령(시작 각도 SF)을 복잡한 변환 코드 매크로를 연동하지 않고도 완벽하게 동일한 백엔드 보간 연산 엔진을 통해 고해상도로 동시 실행합니다. 둘째, DITS(가속 리드 구간) 및 DITE(감속 제동 거리) 코드 옵션을 활용해 축 물리적 동적 속도 가감속 프로파일을 미세 조율하도록 프로그래머에게 명시적인 통제 수단을 양도함으로써, 회전 터렛(turret)이나 척(chuck) 단턱 부근에 극히 근접한 미세 구간에서도 안전한 고속 나사 절삭 경로를 설계할 수 있게 지원합니다. 셋째, 선행 블록 해석 단계에서 나사산 기하 완성 타당성에 대한 지능적 사전 연산 시뮬레이션을 상시 작동하므로, 접근 가속 공간이 너무 좁아 요구 피치 리드 속도를 맞출 수 없다고 기하학적으로 예측되면 실제 절삭이 가동되기 전에 선제적으로 22280 알람을 트리거해 기계를 긴급 정지시킵니다.

Mitsubishi 제어 장치는 나사 가공 신뢰성과 정밀 이송 궤적 통제면에서 극히 특징적인 세 가지 하드웨어 운용 특징을 보유합니다. 첫째, 주축의 Z상(Z-phase) 물리 동기 타이밍에 대해 깊이 있는 파라미터 조율을 구현하여, 파라미터 #1260 set32/bit4 설정을 바탕으로 펄스 신호 통과를 확실히 기다린 뒤 절삭에 돌입할지 혹은 Z상 도달 여부와 무관하게 지령과 동시에 서보 기송을 개시할지를 사용자가 직접 맞춤 지정할 수 있도록 뒷받침합니다. 둘째, 여러 나사 가공 이송 명령을 긴밀히 엮어 가변 리드 형상을 깎는 연속 가공 나사 절삭 주기 동안, 다중 시작 나사 시프트 각도 주소(Q) 지령을 오직 첫 번째 연속 블록에만 허용하고 후속 블록들은 이전 위상을 안정적으로 보전하게 강제함으로써 연산 지연에 따른 툴패스 마이크로 미세 정체 현상을 철저히 예방합니다. 셋째, 상수 표면 속도 제어(G96/CSS) 스핀들 회전 옵션이 활성화되어 있더라도, G33 나사산 이송 루틴이 트리거되는 시점에 스핀들 회전 속도(RPM)를 그 시작 시점 수치로 완전히 강제 동결(lock)하여, X축 외경이 점진적으로 변하는 테이퍼 나사 절삭 중에 스핀들 속도 보정 시간차가 개입하여 피치 치수가 미세하게 틀어지는 현상을 완전히 차단합니다.

프로그램 예제

Fanuc 예제

; Fanuc 나사 가공 예제
G32 Z-50.0 F2.0 ;     ; 직선 나사 가공, Z 종점 좌표 -50.0mm, 피치 2.0mm
G33 W-20.0 F0.15 ;    ; 증분 나사 가공, W 종점 좌표 -20.0mm, 피치 0.15mm
G32 Z-30.0 E10 Q1000 ; ; 인치당 10산 나사 가공, 시작 시프트 각도 1.000도

공운전: 이 코드 세그먼트가 Fanuc 제어 장치에서 실행되면 전처리기는 먼저 G32 Z-50.0 F2.0을 판독하여 스핀들 회전과 선형 이동축을 동기화하고 주축 1회전당 2.0mm의 일정한 피치 리드로 공구대 캐리지를 Z-50.0 좌표까지 이송합니다. 이어서 G33 블록이 증분 값으로 Z축 방향으로 -20.0mm만큼 0.15mm 피치로 미세 나사 가공 이송을 구동합니다. 마지막으로 Series 15 포맷 방식의 레거시 G32 지령이 주입되어 인치당 10산(E10)의 기하 가공과 1.000도 시작 시프트 위상각(Q1000)을 적용함으로써, 다중 시작 나사 시퀀스의 시작 물리 입구 Z상 각도를 시프트 시킵니다.

Siemens 예제

; Siemens 나사 가공 예제
G291 ;                              ; ISO 다이얼렉트 모드로 전환
G32 W-68. F5.0 ;                     ; ISO 모드 G32 나사 가공, 증분 W-68mm, 피치 5.0mm
G290 ;                              ; Switch back to Native Siemens Mode
G33 Z-100 K4 SF=180 ;               ; 네이티브 G33, Z 종점 -100mm, Z 피치 (K) 4mm, 시작 각도 180도
G33 X0 Z-25 K1.5 DITS=2 DITE=2 ;    ; 테이퍼 나사 가공, 피치 1.5mm, 2mm 가감속 램프

공운전: Siemens 해석 장치는 최상단 블록에서 G291 코드를 해독하여 운전 다이얼렉트를 ISO 모드로 넘기고 G32를 지령해 Z축 방향 증분 -68mm, 5.0mm 피치 리드로 공구를 이송합니다. 가공 후 G290 코드로 복귀합니다. 첫 번째 네이티브 G33 블록은 공구를 Z-100 좌표로 4mm 피치 리드(K4)로 구동하며, 동시에 진입 스타트 각도 위상 물리값을 180도(SF=180)만큼 강제 오프셋합니다. 연이어 지령되는 하단 블록은 테이퍼 종점 X0 Z-25 좌표까지 피치 1.5mm로 테이퍼 나사 절삭을 실행하며, DITS=2 및 DITE=2 옵션을 적용해 각각 2.0mm의 물리적인 가속 접근 및 감속 안전 제동 유격을 형성함으로써 단턱 장애물 부근에서의 물리 충돌 위험을 예방합니다.

Mitsubishi 예제

; Mitsubishi 나사 가공 예제
G33 Z-50.0 E10.0 Q90.0 L1 ;  ; 정밀 리드 E10.0, 시프트 각도 90도, 1번 축으로 나사 가공
G32 X40.0 Z-30.0 F2.0 ;     ; ISO 모드 List 2: X40.0 Z-30.0까지 테이퍼 나사 가공, 피치 2.0mm
G33 W-20.0 X30.0 F1.5 ;     ; 테이퍼 연속 나사 가공, 증분 W-20.0mm, X30.0 종점, 피치 1.5mm

공운전: Mitsubishi 제어 장치는 최상단 블록에서 G33을 판독하여 지정된 리드 전담 1번 축(L1)을 Z-50.0 좌표까지 정밀 리드 10.0 mm/rev(E10.0) 성능으로 급기 구동하며, 진입 위상 신호 오차를 강제로 90.0도(Q90.0) 시프트 조율합니다. 연이어 지령되는 두 번째 G32 블록은 목표 좌표 X40.0 Z-30.0까지 피치 리드 2.0mm의 완만한 테이퍼 나사를 형성합니다. 마지막 셋째 블록은 캐리지 이송을 증분 W-20.0 및 절대 X30.0 좌표로 이송하며 피치 1.5mm의 테이퍼 연속 나사 가공 절삭 패스를 활성화하며, 전 제어 연동 과정은 스핀들 인코더 신호에 완전히 동축 격리 결합됩니다.

오류 분석

해당 브랜드	알람 코드	알람 트리거 발생 조건	현장 오퍼레이터 체감 증상	근본 원인 해소 및 실무 조치 방법
Fanuc	PS0529	임의 속도 나사 절삭 중 수동 기준점 복귀 등 금지된 지령 혼입 또는 연속 테이퍼 나사 가공 시 테이퍼 경사 각도가 이전 블록보다 좁아진 경우.	기계가 동작 도중 라인 중간에서 멈추며 화면에 PS0529 THREADING COMMAND IMPOSSIBLE 메시지를 출력합니다.	나사 가공 연쇄 명령어 군 내에서 물리 원점 복귀 지령 등 금지 코드를 전면 소거하고, 연속 테이퍼 각도가 점진적으로 넓어지거나 보존되도록 프로그램 구문을 수정하십시오.
Fanuc	PS0530	임의 가공 속도 작동 주기 동안, 가공축 목표 이송 속도가 장비 장치의 최대 절삭 허용 속도를 초과한 경우.	주축 스핀들은 무부하 회전을 유지하나, 모든 기하 이송축 동작이 멈추며 화면에 PS0530 알람을 표출합니다.	스핀들 회전 속도(RPM)를 낮추거나, 가공 지정 피치 리드 치수를 좁게 조정하여 이송축 부하가 최대 규격을 넘지 않게 산출하십시오.
Fanuc	PS0532	가공 나사산 기존 홈 폭 측정이 이루어지지 않았거나, 측정 수치가 나사 진입 궤적 영역을 탈출한 경우, 또는 대칭 반사(mirror imaging) 제어 플래그가 동작 중인 평면에 걸린 경우.	자동 주기가 중간에 취소되며 화면에 PS0532 RE-MACHINING OF THREAD CUTTING IMPOSSIBLE 알람을 띄웁니다.	좌표계 대칭 거울 제어 모드(G69)를 확실하게 취소 해제하고, 물리적인 나사산 측정 센서의 검출 위치와 피드백 치수가 정상 범위인지 교차 검증하십시오.
Fanuc	050	나사 가공 작동 이동용 블록(G32/G33) 내부에 불필요한 모따기(C) 또는 코너 인선 필렛 반경(R) 지령을 병합 표기한 경우.	해당 라인을 해독하는 시점에 알람 050 CHF/CNR NOT ALLOWED IN THRD BLK를 경보하며 자동 정지합니다.	나사 이송 지령을 코딩한 행 라인(G32/G33)에서 C 또는 R 치수 명령을 삭제하고, 모따기 및 필렛 동작은 전후단 개별 블록으로 분리하여 작성하십시오.
Siemens	Alarm 10601	G33 블록이 연속 전송 중일 때, 정확한 정지(G09)나 해석 대기용 보조 M코드 구문 간섭으로 이송축 종점 속도가 급격히 0으로 떨어진 경우.	주축 스핀들은 회전을 계속하지만 해당 활성 통로 채널이 즉시 정지 상태로 고정되며 Alarm 10601 메시지를 표출합니다.	나사 체이닝 절삭 블록 사이에 정확한 정지 지령(G09) 및 보조 조작 M코드를 제거하고, 연속 절삭 모드인 G64 기능이 확실히 활성화되게 제어하십시오.
Siemens	Alarm 22270 / 22271	주축 속도(RPM)와 피치 리드를 곱하여 도출한 실제 가공 이송축 구동 목표 속도가 기계 기성 파라미터인 MD32000 $MA_MAX_AX_VELO를 초월한 경우.	기계 모터 작동이 일어나기 직전, 선행 연산 장치가 Alarm 22270 MAXIMUM SPEED AXIS EXCEEDED를 표출하고 동작을 차단합니다.	스핀들 회전 속도(RPM)를 낮추거나, 기계 고유 파라미터 MD32000 $MA_MAX_AX_VELO의 물리 최대 운전 한계 설정치를 정밀 범위 내로 재계산해 증속하십시오.
Siemens	Alarm 10607	나사 이송 운전(G33/G34/G35) 연동 중에 공간 축 회전 오프셋 프레임(ROT)이 작동하여 전체 절삭 경로 치수와 피치 비율을 임의로 비틀어버리는 경우.	해당 가공 채널이 실행을 긴급 취소하고 Alarm 10607 THREAD WITH FRAME NOT EXECUTABLE을 나타내며 멈춥니다.	G33 나사 절삭 주기 명령어 블록에 돌입하기 전, 선행 라인에서 회전 프레임 취소 지령(ROT 또는 AROT 단독 클리어)을 입력해 시스템을 초기화하십시오.
Siemens	Alarm 22272	프로그램 좌표에 지정된 물리적 축 나사 가공 가로 거리가 설정된 나사산 1개 리드 치수보다 물리적으로 짧은 경우.	프로그램 해독이 차단되며 화면에 Alarm 22272 BLOCK LENGTH TOO SHORT 메시지를 띄웁니다.	이송 목표 단위를 확대 기입하거나 축 이동 치수를 연장하여 나사 1개 리드 규격을 물리적으로 넘는 최소한의 구동 영역을 확보하십시오.
Mitsubishi	P35	다중 시작 나사의 스타트 가공 시프트 가도 주소 Q 값에 360.000도를 초과하는 비현실적인 기하 수치를 기입했을 때.	가공 실행 중간에 프로그램 구문 형식 P35 COMMANDED VALUE OUT OF RANGE 경보를 화면에 띄우고 회로를 중단시킵니다.	G33/G32 블록 라인 내부의 주소 Q 변수 수치를 0.000도에서 360.000도 범위 이내의 수학 실수 값으로 수정 기입하십시오.
Mitsubishi	P93	매개 지령 변수 L에 표기한 나사 전담 제어 대상축이 장치 사양에 존재하지 않거나, 해당 절삭 블록 라인 내에서 이송량이 0일 때.	자동 구동 운전 개시 순간에 프로그램 포맷 P93 PROGRAM ERROR 메시지를 표출하며 사이클 가동을 봉쇄합니다.	지정된 제어축 L 번호가 해당 기계 설계 축 배치와 맞는지 대조 점검하고 블록 내의 축 좌표 오프셋 지령에 누락이 없는지 수정하십시오.
Mitsubishi	M01 0107	연산 조율된 나사 가공 축 피드 이송 속도 수치가 해당 기계 장치 모터가 물리적으로 버티는 속도 제한치(maximum clamp speed)를 돌파할 때.	이송 드라이브 전류 회로를 기계적으로 잠그고 작업창에 조작 에러 M01 0107을 표기하여 물리 충돌을 자동 예방합니다.	가공 나사의 리드(F/E) 수치를 조절하거나 주축 회전 수(RPM)를 안전 감속하여 목표 구동 속도 수치가 기계 최대 제한 속도 이하로 억제되게 설계하십시오.
Mitsubishi	M01 1113	G33/G32 나사 절삭 주기 가동이 한창 구동되고 있는 주축에 대해, 타 계통 버스로부터 상수 표면 속도 제어(G96) 조정 신호가 강제 발신될 때.	주축 동기화 락 상태를 기계적으로 보호하기 위해 사이클 운전을 중단시키며 에러 M01 1113을 표출합니다.	나사 가공 주기가 실행되는 동안에 타 파트 계통 매크로가 회전 속도를 임의로 조정하는 G96 신호를 스핀들에 가하지 못하도록 명령문을 단속하십시오.

적용 주의 사항

포지션 코더의 타이밍 벨트 파손(broken timing belt)이나 스핀들 피드백 케이블 손상은 나사 가공 피치 불일치와 즉각적인 스핀들 충돌을 유발하므로 현장 엔지니어들은 하드웨어 제어 파라미터와 기계적 요소를 사전에 정밀 검사하고 정비해야 합니다. Fanuc 시스템에서는 스핀들과 포지션 코더 간의 기계적 1:1 결합을 잠그기 위해 3721 및 3722번 파라미터를 반드시 0으로 설정하여 오프셋 및 피치 누적 불량을 물리적으로 방지해야 합니다. Siemens 시스템 환경에서는 스핀들 속도와 리드로부터 연산된 이송축 속도가 파라미터 MD32000 ($MA_MAX_AX_VELO) 한계치를 초과할 경우 Alarm 22270 또는 22271이 발생하여 가공이 중단되므로 속도 마진을 사전에 연산해야 합니다. Mitsubishi 제어 장치에서는 #2010 fwd_g 피드 포워드 게인을 너무 공격적으로 높이면 서보 계통에 심각한 기계적 공진과 진동이 유발되어 나사산이 깎여나가거나 부품 폐기로 이어지므로 정밀한 튜닝이 필수적입니다. 또한 포지션 코더가 설치된 밀폐 하우징 내부에 가공유나 냉각수가 고여 있으면 광학식 피드백 디스크가 훼손되므로 주기적인 씰링 점검과 동력선 절연 파손 여부를 메가옴미터(megohmmeter)로 검증하고 FSSB 광섬유 통신 라인 관리를 병행하는 것이 대량 자동화 라인의 긴급 비계획 정지를 없애고 고품질 가공을 보장하는 최고의 해결책입니다.

결론

자동화 가공 공정에서 G33 및 G32를 활용한 상수 리드 나사 가공의 핵심은 완벽한 동축 피드백 신호 보장과 가감속 접근 거리의 철저한 사전 계산이다. Fanuc의 3721/3722 파라미터 설정 및 기계적 커플링 상태를 주기적으로 정밀 검사하고, 이송축 속도 부하를 예방하기 위한 안전 파라미터(Siemens MD32000, Mitsubishi #2010 fwd_g 등)를 올바르게 튜닝함으로써, 공구 파손과 스핀들 충돌로 인한 불필요한 비가동 시간(downtime)을 영(0)으로 수렴시킬 수 있다. 따라서 생산 효율 극대화와 안정적인 대량 가공 라인 유지를 위해 현장 프로그래머와 오퍼레이터들은 매 루프마다 가감속 램프 거리($\delta_1, \delta_2$)를 확보하고, 정비 일지에 인코더 케이블 및 벨트 구동계 인장 점검 항목을 필수적으로 명시하여 실행할 것을 적극 권장한다.

자주 묻는 질문

자동화 가공 라인에서 G32/G33 나사 가공 중 가공 도중 스핀들 RPM을 변경하면 어떤 가공 불량이 발생하며 이를 어떻게 제어하나요?

나사 가공 시작 후에 스핀들 속도(RPM)를 변경하거나 G96(상수 표면 속도)을 적용하면 이송축 서보 모터의 반응 지연(servo lag)으로 인해 나사 리드 피치가 왜곡되어 나사산이 완전히 깎여나가는 불량이 발생합니다. 실무 대응: 나사 가공 블록 진입 전에 스핀들 회전 속도를 완전히 고정하고(G97 활성화), 연속 다회 가공 중에도 절삭 유효 속도가 항상 일정하도록 RPM을 유지해야 합니다.

G32/G33 나사 가공 연쇄 블록 중간에 M코드나 G04 일시 정지를 넣었을 때 기계가 정지하거나 알람이 발생하는 이유는 무엇인가요?

연속 나사 가공(continuous threading) 시 블록 사이에 이동 명령 외에 G04 대기 시간이나 보조 M코드가 기입되면 CNC 해석기의 LookAhead 버퍼 연산 흐름이 중단되어 동기화 락이 풀리고 Siemens의 경우 Alarm 10601(블록 끝 속도 제로)이 트리거됩니다. 실무 대응: 연속 가공 나사 연쇄 블록 구간 내에는 주축/서보 락을 방해하는 임의의 보조 코드나 정지 지연 명령을 철저히 배제하고 단독 피드 이송 명령만을 연속으로 배치하십시오.

신규 설비 도입 시 Fanuc 제어기에서 G32 나사산 리드가 도면 치수와 완전히 다르게 나타날 때 어떤 하드웨어적 설정을 먼저 점검해야 하나요?

기계 장비의 스핀들과 포지션 코더 간의 기계적 기어비가 Fanuc 파라미터 3721(Spindle/Coder Gear Ratio 1) 및 3722(Spindle/Coder Gear Ratio 2)에 올바르게 입력되지 않았거나, 1:1 기어 구동이 아닌데 임의의 값이 삽입되어 있으면 펄스 신호 동기화에 오차가 발생하여 치수가 틀어지게 됩니다. 실무 대응: 스핀들 축과 코더의 기계 구조를 확인하여 1:1 동축 회전 상태인 경우 3721 및 3722 파라미터 값을 모두 확실히 0으로 세팅하여 하드웨어 기어 동기화를 강제하십시오.

G33 및 G32: CNC 브랜드별 상수 리드 나사 가공 파라미터 및 오류 완벽 가이드

서론