G34 가변 리드 나사 가공: Fanuc, Siemens, Mitsubishi 안전 가이드

서론

자동화 라인의 반복 가공 공정에서 G34 가변 리드 나사(variable-lead thread) 절삭 중 공구대(turret)가 회전하는 주축 척 조(chuck jaw)나 척 바디에 고속으로 충돌하는 물리적 사고는 대형 장비 파손과 장기적인 설비 비가동 시간(downtime)을 초래하는 가장 위험한 시나리오입니다. 나사 가공 중에는 주축 인코더와 이송 서보가 완벽히 동기화되므로 피드 홀드 버튼을 눌러도 이송이 즉시 정지하지 않고 다음 블록의 종점까지 주행을 계속합니다. 이 파라미터를 검증하지 않고 양산에 들어가면, 팔레트 교환 후 두 번째 사이클부터 치수 편차가 누적되어 최종 검사에서 불량이 발견된다. 3401번 파라미터를 사전 확인하면 이 명령어에서 가장 빈번한 비계획 정지를 없앨 수 있다. 특히 동기식 다축 가공 중 속도 서보 루프의 동조 실패로 인해 가공 툴과 소재가 박살 나면 가공 불량률이 급증하고 라인 전체가 멈추는 파국적인 손실로 이어집니다. 따라서 기계 가공 전에 공작물이 없는 허공 상태에서 공운전 (dry run)을 실행하여 이송 거동과 안전 여유를 육안으로 사전에 정밀 판정해야 합니다.

기술 요약

기술 사양	세부 정보
명령 코드	G34 (and G35 on Siemens for native degressive)
모달 그룹	Group 01 / 모달 모션 명령
지원 브랜드	Fanuc, Siemens, Mitsubishi
핵심 파라미터	Fanuc: Parameter No. 3401, No. 3453 Bit 4, No. 5130; Siemens: SD 42000, SD 42010, MD 18800; Mitsubishi: #1037, #8156, #2619
주요 제한 사항	나사 가공 중에는 수동 이송 속도 오버라이드(override)가 100%로 고정되고 피드 홀드(feed hold)가 비활성화됩니다. 가변 리드 변화율 K는 최종 피치가 음수가 되지 않도록 설정되어야 합니다. 일정한 표면 속도 제어(G96) 및 공구 코 반경 보정(G40)은 비활성 상태여야 합니다.

핵심 요약

• 일정한 주축 속도 설정: 주축 회전수(RPM) 변동으로 인한 응답 지연 및 나사 피치 손상을 막기 위해 G34를 호출하기 전에 항상 일정한 주축 속도 제어(G97)를 프로그래밍하십시오.
• 공구 반경 보정 해제: 공구 경로 계산 오류를 방지하기 위해 G34 블록을 실행하기 전에 공구 코 반경 보정이 취소(G40)되었는지 확인하십시오.
• 리드 변화율 검증: 공구가 최종 Z 좌표에 도달하기 전에 피치가 0이 되거나 음수 값이 되지 않도록 감속 나사(degressive thread) 가공 시 리드 감소율 K를 정밀하게 계산하십시오.
• 시작 각도 형식 구성: Fanuc 제어 장치에서는 소수점 입력이 엄격히 금지되어 즉시 구문 알람을 트리거하므로 시작 각도 Q를 정수 형식(예: 180도의 경우 Q180000)으로 입력하십시오.
• 기준점 복귀 확인: Mitsubishi 제어 장치에서 Program Error P484로 인해 사이클이 중단되는 것을 방지하려면 G34를 호출하기 전에 모든 축의 물리적 기준점 복귀를 완료하십시오.
• 진입 및 진출 구간 관리: Siemens 제어 장치에서 DITS 및 DITE를 사용하여 가속 및 감속 구간을 동적으로 조정함으로써 짧은 나사 구간에서 발생하는 축 가속 오버로드 알람을 방지하십시오.

기본 개념

가변 리드 나사(variable lead thread) 절삭은 공작물 주축의 회전과 이송축 서보 모터 사이에 기계적으로 견고한 실시간 동기화를 구축합니다. 주축에 장착된 위치 인코더가 주축의 실제 회전 속도를 실시간으로 판독하여 CNC 커널이 축 이송 속도를 동적으로 조정하도록 지시합니다. 이 동기화는 1회전당 리드 변화율을 제어하여 점진적 가변 피치 압출기 스크루, 감속 피치 스크루 및 특수 웜 기어 가공에 필수적입니다. 이러한 긴밀한 동기화 관계로 인해 나사 피치의 무결성을 보존하기 위해 나사 가공 블록 중에는 수동 이송 속도 오버라이드(override)가 완전히 비활성화되고 100%로 고정됩니다. 마찬가지로 나사 가공 블록 중에는 피드 홀드(feed hold) 버튼이 작동하지 않으며, 이 버튼을 누르더라도 축이 즉시 정지하지 않고 다음 일반 이송 블록의 종점까지 계속 이동합니다.

만약 나사 가공의 종점 좌표가 회전하는 주축 척, 척 조(jaw), 심압대 클램프 또는 테이블 장착 바이스 조와 너무 가깝게 프로그래밍된 경우, 프로그램 오타나 좌표 시프트가 발생하면 작업자가 이송 대를 제때 멈출 수 없습니다. 이러한 이송 정지 불가는 공구대나 터릿이 회전하는 척 또는 공작물 클램프에 고속으로 직접 충돌하여 가공 바이트 인서트를 파손시키고, 주축을 휘어지게 만들며, 심각한 축 오버로드 알람을 발생시켜 공작물을 폐기하게 만드는 파국적인 물리적 충돌로 이어질 수 있습니다. 따라서 프로그래머와 셋업 작업자는 G34를 실행하기 전에 반드시 공구 코 반경 보정을 해제(G40)하고 일정한 주축 속도 제어(G97)를 설정해야 합니다. 가변 테이퍼 나사나 단면 가공 중에 G96을 활성화해 두면 공구의 반경 방향 이동에 따라 주축 속도가 동적으로 변하여 연산 지연이 발생하고, 동기화가 깨져 피치 불량이 발생하고 제품을 전량 폐기하게 됩니다.

명령 구조

G34 명령은 나사 종점의 대상 좌표, 가공 시작 시의 기본 nominal lead(리드) 값 및 주축 1회전당 피치 변화율을 인수로 요구합니다. G34 블록이 실행되면 CNC는 주축이 1회전할 때마다 nominal 리드에 피치 변화율을 더하거나 빼서 모션을 보간합니다. 피치 변화율 값이 양수이면 리드가 점진적으로 증가하고(progressive thread), 음수이면 리드가 점진적으로 감소합니다(degressive thread).

현재 활성화된 제어 시스템에 따라 좌표 입력은 절대 명령 또는 증분 명령을 사용할 수 있습니다. 제어 장치는 이들 어드레스를 해석하여 실제 공구 경로를 구성합니다. 또한 다줄 가변 리드 나사를 가공할 때 각 패스의 정밀한 시작점 동기를 보장하기 위해 시작 각도 시프트 파라미터가 포함될 수 있습니다.

진단 및 설정 구문:

• Fanuc (System A): G34 X(U)__ Z(W)__ F(E)__ K__ Q__ ;
• Fanuc (System B/C): G90/G91 G34 X__ Y__ Z__ F(E)__ K__ Q__ ;
• Siemens (Native Progressive): G34 X... Y... Z... I... J... K... F... SF=... ;
• Siemens (Native Degressive): G35 X... Y... Z... I... J... K... F... SF=... ;
• Siemens (ISO Mode): G291 ; G34 X(U)... Z(W)... F... K... Q... ;
• Mitsubishi: G34 X(U)__ Z(W)__ F(E)__ K__ Q__ ;

G34 실행을 관장하는 주요 제어 파라미터 및 설정 세부 정보는 다음과 같습니다:

어드레스 / 파라미터	적용 브랜드	설명
X(U), Z(W)	Fanuc / Mitsubishi / Siemens (ISO)	나사의 종점 좌표. X/Z는 절대 위치, U/W는 증분 거리를 나타냅니다.
X, Y, Z	Siemens (Native)	네이티브 Siemens 가공 평면에서의 종점 좌표.
F(E)	Fanuc / Mitsubishi / Siemens (ISO)	나사 가공 경로의 시작점에서의 초기 나사 리드(nominal pitch).
I, J, K	Siemens (Native)	X, Y, Z축 방향의 나사 리드.
F	Siemens (Native)	mm/rev2 또는 inch/rev2 단위의 피치 변화율(회전당 리드 변화량).
K	Fanuc / Mitsubishi / Siemens (ISO)	주축 1회전당 피치 변화율(리드 변화값). 양수 값은 피치를 증가시키고, 음수 값은 피치를 감소시킵니다.
Q	Fanuc / Mitsubishi / Siemens (ISO)	다줄 나사용 시작 각도 오프셋(시프트 각도). Fanuc은 천분의 일도 단위를 사용하는 정수 형식(소수점 불가)을 요구합니다. Mitsubishi는 0.001에서 360.000도 범위의 값을 허용합니다.
SF=	Siemens (Native)	다줄 나사 가공용 시작 각도 오프셋. 도(degree) 단위의 소수점 입력(0.0000에서 359.9999)을 허용합니다.

브랜드별 응용

Fanuc

Fanuc 선반 제어 장치에서 가변 리드 나사 가공은 Parameter No. 3401에 의해 정의된 G코드 시스템 하에 좌표 해석이 수행됩니다. 또한 프로그래머는 Parameter No. 3453을 적절히 설정하여 피드 레이트 어드레스의 파싱 기준을 제어해야 합니다.

전형적인 Fanuc G34 블록은 다음과 같이 프로그램됩니다: G34 Z-70.0 F4.0 K0.5 Q180000 ; 이 블록은 초기 리드 4.0mm에서 주축 1회전마다 0.5mm씩 리드가 증가하는 나사를 Z-70.0 절대 위치까지 가공하며, 180도 시작 각도 시프트를 적용합니다.

구분	식별 번호 / 파라미터	세부 정보 및 설명
Parameters	Parameter No. 3401 Bits 7 (GSC), 6 (GSB)	활성 G코드 시스템(A, B, C)을 선택합니다. G34는 세 시스템 모두에서 사용할 수 있습니다.
Parameters	Parameter No. 3402 Bit 6 (CLR)	전원이 켜지거나 리셋될 때 모달 G코드가 초기 상태로 복구될지 여부를 지정합니다.
Parameters	Parameter No. 3453 Bit 4 (FRC)	모따기/코너 R 구간의 이송 속도가 E 또는 ,E를 사용하는지 구성합니다. 1로 설정되면 G34에서 E 사용이 금지되어 Alarm PS0009를 트리거합니다.
Parameters	Parameter No. 5130	나사 리드(L)를 기준으로 나사 코너 모따기 퇴각량을 설정하며, 범위는 0.1L에서 12.7L입니다.
Alarms	Alarm PS0429	공구 퇴각 및 복구 중에 주 나사 가공축이 퇴각축으로 설정된 경우 트리거됩니다.
Alarms	Alarm PS0050	G34 블록 내에 코너 모따기(C) 또는 코너 라운딩(R)이 직접 프로그래밍된 경우 트리거됩니다.
Alarms	Alarm PS0009	Parameter No. 3453 Bit 4(FRC)가 1인 상태에서 나사 가공 블록 내에 어드레스 E 또는 ,E가 사용되면 발생합니다.
Version Differences	Parameter No. 0001 Bit 1 (FCV)	1로 활성화되면 레거시 Series 15 프로그램 포맷이 적용되어 복합 사이클 구조를 재편성합니다.

경고: Fanuc 제어 장치에서는 시작 각도 Q 어드레스에 소수점을 입력하는 것(예: Q180.0)이 엄격히 금지되며 즉시 구문 알람을 유발합니다. 항상 6자리 정수형태로 입력하십시오.

Siemens

Siemens SINUMERIK 제어 장치는 특정 기계 데이터 설정을 통해 가변 리드 나사 가공을 처리합니다. 외부 언어 해석기의 활성화는 시스템 데이터 MD 18800에서 구성됩니다.

네이티브 Siemens 모드에서 가변 리드 점진 가공은 다음과 같이 작성됩니다: G34 Z-100.0 K5.0 F0.25 SF=180.0 ; 여기서 시작 피치는 K5.0이며 피치 변화율은 어드레스 F 아래에 mm/rev² 단위를 사용하여 F0.25로 지정하고 시작 각도는 SF=를 사용합니다.

구분	식별 번호 / 파라미터	세부 정보 및 설명
Parameters	SD 42000 $SD_THREAD_START_ANGLE	G34 블록에서 SF= 또는 Q가 생략되었을 때 적용되는 기본 시작 각도 오프셋 위치입니다. 범위는 0.0000에서 359.999도입니다.
Parameters	SD 42010 $SD_THREAD_RAMP_DISP	DITS 및 DITE에 의해 지정되는 진입(run-in) 및 진출(run-out) 경로 값들을 저장하여 가감속 램프 길이를 조절합니다.
Parameters	MD 18800 $MN_MM_EXTERN_LANGUAGE	외부 ISO Dialect 해석기를 활성화하기 위해 1로 구성되어야 합니다 (ISO G34 실행에 필수).
Parameters	MD 20154 $MC_EXTERN_GCODE_RESET_VALUES	외부 언어 모드로 작동 시 기성 설정될 모달 G코드 그룹의 기본 리셋 값을 정의하는 채널별 머신 데이터입니다.
Alarms	Alarm 14800	G34/G35 운전 중 이송 속도 F가 0(예: F0 실행)이고 '고정 이송 속도' 기능이 꺼진 경우 발생합니다.
Alarms	Alarm 61800	ISO Dialect 모드에서 G34가 지령되었으나 옵션 파라미터 MD 18800이 활성화되지 않았을 때 트리거됩니다.
Alarms	Alarm 61001	상위 나사 가공 사이클 내부에서 나사 리드 또는 피치 인자 설정값 간에 충돌이 나거나 잘못 설정된 경우 유발됩니다.
Version Differences	SINUMERIK 840D sl vs. 802D sl	840D sl은 Group 20 다두 선삭 터닝 기능(G51.2 / G50.2) 및 고성능 실시간 '충돌 방지(Collision avoidance)' 소프트웨어 옵션을 탑재한 반면, 802D sl은 이를 제공하지 않습니다.

경고: 나사 가공 블록 진입 전에 또는 내부에 유효한 이송 속도가 설정되어 있어야 합니다. 이송 속도 F가 0인 상태에서 G34/G35를 기동하면 제어 장치가 Alarm 14800을 띄우고 동작을 정지합니다.

Mitsubishi

Mitsubishi CNC 장치는 파라미터 설정을 근간으로 가변 리드 나사 가공의 모든 동작을 제어합니다. 활성화되는 G코드 리스트의 규격은 Parameter #1037에 의해 결정됩니다.

Mitsubishi의 G34 구문은 다음과 같이 프로그래밍할 수 있습니다: G34 Z-70.0 F4.0 K0.5 Q180.000 ; 다줄 나사용 시작 시프트 각도 Q는 도(degree)를 나타내는 소수점 입력을 포함하여 구성할 수 있습니다.

구분	식별 번호 / 파라미터	세부 정보 및 설명
Parameters	Parameter #1037 cmdtyp	G코드 리스트 선택 (활성 G코드 규격 타입을 설정).
Parameters	Parameter #8156 Fine thread cut E	어드레스 E에 대한 해석 정의: 1로 두면 고정밀 소수점 나사 리드, 0으로 두면 인치당 산 수가 적용됩니다.
Parameters	Parameter #1260 set32/bit4	주축 동기 모드: 0은 주축 Z상 제로 마크가 통과한 직후 나사 가공 축의 이동을 제어하고, 1은 동기 신호 대기 없이 즉시 가공을 제어합니다.
Parameters	Parameter #2619 thr_clamp	나사 절삭 이송 제한 한계 속도이며, 가공 중 허용되는 최대 물리적 이송축 속도를 한정합니다.
Parameters	Parameter #2620 thr_t	나사 가공 보간 블록에만 단독으로 적용할 전용 가감속 시정수를 결정합니다.
Parameters	Parameter #2010 fwd_g	나사 절삭 가공 전용 feed forward 게인(gain) 설정값입니다.
Alarms	Operation Error (M01 0107)	G34 진입 시 연산된 나사 가공용 이송 속도가 파라미터 #2619에 설정된 제한 클램프 값을 초과하는 순간 유발됩니다.
Alarms	Operation Error (M01 1113)	가공용 주축에 constant surface speed(G96)가 결합된 상태에서 G34 나사 가공을 기동하거나 타 파트 시스템에서 동일 주축을 제어할 때 발생합니다.
Alarms	Program Error (P128)	G34 모달 모드가 켜진 상황에서 Machining Condition Selection(G120.1 또는 G121) 지령이 인터셉트될 때 발령됩니다.
Alarms	Program Error (P35)	다줄 시작 각도 오프셋 Q의 인수가 360.000도를 초과하여 프로그래밍된 경우 발생합니다.
Version Differences	M80V TypeB controls	G34 모달이 작동하는 동안 파라미터 강제 덮어쓰기가 들어오는 경우 각각 Program Error P260(G10 K용) 또는 P39(G10 I_J용)를 호출합니다.
Version Differences	Turning / Lathe controls	가변 리드 G34는 일정한 피치의 G33 나사 가공과 달리 시스템 변수상에서 수동 역회전 가공(시스템 내부적 'x *3' 표시)이 엄격히 금지됩니다.
Version Differences	C80 Series	G26은 가공 중단(탭 퇴각 및 공구 자동 복구) 특수 매크로에 연동되며, 구형 제어기에서의 주축 변동 감지 기능과는 동작이 분리됩니다.

경고: G34 모달이 살아있는 동안 G120.1 또는 G121 가공 매크로를 사용하여 물리적인 절삭 조건 데이터셋을 교체하려고 시도하면 가공이 중단되면서 Program Error P128이 발생합니다.

브랜드 비교

기술 비교 항목	Fanuc	Siemens	Mitsubishi
피치 변화 부호 지정 (K 또는 F)	K (양수 = 증가, 음수 = 감소)	네이티브 Siemens 모드는 F 사용 (점진 G34, 감속 G35). ISO 모드는 K 사용 (G34).	K (양수 = 증가, 음수 = 감소).
다줄 나사 시작 각도 소수점 입력	엄격히 금지됨 (Q 어드레스를 정수 형태로 지정, 예: Q180000)	SF= 어드레스를 통해 네이티브 지원 (예: SF=180.0)	Q 어드레스를 통해 네이티브 지원 (예: Q180.000)
치수 기입 모드 전환	좌표 어드레스 지정 (G코드 시스템 A에서 X/Z 대 U/W)	모달 G90/G91 블록	모달 G90/G91 블록
진입/진출 가감속 램프 제어	CNC/PLC 파라미터 내부에 고정 (Parameter No. 1626, No. 1627)	프로그램으로 설정 데이터 재정의 가능 (DITS/DITE 명령으로 SD 42010에 직접 쓰기)	CNC 내부 파라미터에 고정 (Parameter #2620, #2010)
블록 간 연속 이송 보간	엄격한 비모달 G코드 블록 경계를 적용하여 일시정지 발생 가능	연속 경로 모드(G64)를 통한 매끄러운 경로 연결 지원	엄격한 비모달 G코드 블록 경계를 적용하여 일시정지 발생 가능
수동 축 개입 작동	나사 절삭 중 제한/차단됨	나사 절삭 중 제한/차단됨	특수 자동 핸들 개입(수동 펄스 발생기 조그)을 통해 허용됨

기술 분석

Fanuc, Siemens, Mitsubishi 등 주요 메이커의 가변 리드 나사 가공 방식의 근본적인 차이는 명령어 구문, 프로그래밍의 유연성, 블록 간 전환 성능, 작업자의 실시간 제어 권한에 있습니다. Fanuc 선반 제어 장치에서는 Siemens나 Mitsubishi가 모달 G90/G91 블록에 의존하여 축 좌표계를 설정하는 것과 달리, G코드 시스템 A의 표준 프로그래밍에 따라 좌표 문자 자체(X/Z 또는 U/W)를 바탕으로 절대 및 증분 이동 여부를 결정합니다. 또한 Fanuc 제어기는 시작 각도 오프셋 Q 값의 소수점 사용을 법적으로 철저히 차단(Q180000 형식 강제)하므로 소수점이 들어가면 그 즉시 구문 알람을 터뜨리며 기계를 멈추지만, Siemens나 Mitsubishi 시스템은 이를 오류 없이 즉각 수행합니다. 아울러 Fanuc은 매우 엄격한 툴 퇴각 검사 구조를 내장하고 있어 가공 경로의 주축 나사 절삭축을 퇴각축으로 프로그램하면 정상적인 퇴각 동작을 거부하고, 나사 가공 블록 직후 Alarm PS0429 알람을 발생시키며 공구를 금속 내부에 급정지시킵니다.

반면에 Siemens 제어 장치는 소프트웨어적으로 가감속 및 툴 퇴각 거리를 동적으로 통제할 수 있도록 설정 데이터 파라미터(예: SD 42010)와 시스템 백그라운드 매크로(예: ISO 모드의 cycle328.spf)를 통해 G34 및 전반적인 나사 절삭 제어를 수행합니다. 특히 Siemens는 점진 리드 가공과 감속 리드 가공을 서로 분리하여 제어하는 독특한 이중 구문 체계를 갖추고 있습니다. 네이티브 Siemens 모드에서 progressive 가변 가공은 G34를 사용하고, degressive 가변 가공은 G35를 사용하며, 피치 변화 속도는 어드레스 F(mm/rev²)에 매핑하고 시작 각도는 SF=로 제어합니다. 그러나 외부 해석기 모드(G291)로 변경되면 두 형태 모두 G34 코드로 정렬되며 피치 변화율은 K로, 시작 각도는 Q로 해석됩니다. 또한 Siemens는 나사 블록 간의 경계면에서 연속 경로 모드 G64를 완벽하게 지원합니다. 연속되는 G33 및 G34/G35 블록을 G64 조건으로 묶으면 Siemens 모션 가속 커널은 선독 버퍼와 룩어헤드 기능으로 블록 전환 지점에서의 이송 속도를 점진적으로 튜닝하여, 미세한 감속 대기나 충격적인 이송 멈춤 없이 경로를 매끄럽게 연결합니다. 이와 달리 Fanuc과 Mitsubishi 제어 장치는 개별 블록 경계를 절대 융합하지 못해 각 이송 모달 전환 시 속도가 단절되는 기계적 일시 정지 현상이 생길 수 있습니다.

Siemens는 프로그래머가 직접 메인 부품 프로그램 내에서 DITS 및 DITE를 기입해 진입 및 진출 경로의 가속 스트로크를 가변 제어할 수 있도록 보장합니다. 이들 옵션 코드는 설정 데이터 SD 42010 $SD_THREAD_RAMP_DISP로 바로 전달되므로 공작물의 나사 가공 영역이 협소할 때 축 가속 오버로드 고장을 동적으로 예방할 수 있으며, 이는 Fanuc과 Mitsubishi가 오직 장비 빌더만이 접근 가능한 파라미터 값으로 잠가 놓은 영역을 유연하게 제어할 수 있음을 뜻합니다. 반면에 Mitsubishi는 나사 가공 동작 중에 수동 조그 기능을 결합하는 특수 자동 핸들 개입(handle interrupt) 기능을 기본 탑재하고 있어 고도의 실시간 대처 능력을 발휘합니다. 이를 활용하면 나사 절삭 이송 중에도 작업자가 수동 펄스 핸들 조그를 작동하여 미세하게 툴의 간섭 위치를 피할 수 있으며, 피치 동기화 손상 우려로 절삭 중의 수동 개입을 아예 차단하는 Fanuc이나 Siemens와 뚜렷하게 비교됩니다. 게다가 Mitsubishi는 파라미터 #8156(Fine thread cut E)을 조절하여 메인 블록의 E 어드레스를 소수점 6자리까지 사용 가능한 고정밀 리드 단위나 인치당 나사산 수로 상황에 맞춰 변환할 수 있습니다. Fanuc의 경우는 정밀 리드 자릿수가 하드웨어적으로 단단히 잠겨 있습니다. Mitsubishi는 G34 모달 운전 중에 절삭 데이터셋을 제어하는 매크로 사이클 G120.1이나 G121을 지령하면 Program Error P128 에러를 강제로 발신하여 장비 셋업 및 오동작을 보호하는 강력한 구조적 제한을 두고 있습니다.

프로그램 예제

Fanuc G34 나사 가공 프로그램 예제

; Fanuc G34 Variable Lead Threading Example
G97 S400 M03 ; Stabilizes spindle speed at 400 rpm, canceling constant surface speed control
G00 X45.0 Z5.0 ; Rapidly positions the tool turret to the thread starting point
G34 Z-70.0 F4.0 K0.5 ; Variable lead thread cutting to absolute Z-70.0, starting lead 4.0mm, increasing lead by 0.5mm/rev

공운전 상세 분석:

1. 공구 터릿은 주축이 400 RPM으로 회전하는 상태에서 시작점 X45.0 Z5.0 위치로 급속 이송합니다 (G97로 CSS 해제).
2. 주축 회전과 Z축 모션이 동기화되며 공구가 Z-70.0을 향해 이동합니다.
3. 주축의 첫 번째 회전에서는 나사 리드가 4.0mm입니다.
4. 이후 주축이 회전할 때마다 K0.5에 의해 피치가 0.5mm씩 증가합니다 (예: 4.5mm, 5.0mm, 5.5mm).
5. 공구가 Z-70.0에 도달하면 해당 블록이 끝날 때까지 동기화가 유지됩니다. 이 이동 중에는 피드 홀드 작동이 금지됩니다.

Siemens G34 ISO 모드 프로그램 예제

; Siemens G34 Variable Lead Threading (ISO Mode) Example
G291 ; Switches the interpreter parser to ISO Dialect Mode
G97 S400 M03 ; Cancels constant surface speed, locks spindle speed
G00 X45.0 Z5.0 ; Positions to start point
G34 Z-100.0 F5.0 K0.25 ; Progressive variable lead thread to Z-100.0, starting lead 5mm, lead change of 0.25mm/rev
G290 ; Switches back to native Siemens mode

공운전 상세 분석:

1. G291을 실행하여 표준 G코드를 해석할 수 있도록 외부 ISO Dialect 해석기를 활성화합니다.
2. 반경 방향 연산 지연을 없애기 위해 주축 속도를 400 RPM(G97)으로 안정화합니다.
3. 공구를 가공 시작 좌표 X45.0 Z5.0에 위치시킵니다.
4. G34 호출 즉시 주축 인코더가 Z축 이동과 동기를 맞추기 시작합니다.
5. Z축은 Z5.0에서 Z-100.0까지 5.0mm의 시작 피치로 진입 전진합니다.
6. 주축이 1회전할 때마다 피치가 K0.25에 명시된 대로 0.25mm씩 늘어납니다.
7. Z축이 Z-100.0에 다다르면 G290 명령에 의해 다시 네이티브 SINUMERIK 프로그래밍 언어로 복귀합니다.

Mitsubishi G34 나사 가공 프로그램 예제

; Mitsubishi G34 Variable Lead Threading Example
G97 S500 M03 ; Stabilizes spindle speed at 500 rpm, canceling constant surface speed control
G00 X45.0 Z5.0 T0101 ; Rapidly positions the tool turret to the starting point of the thread
G34 Z-70.0 F4.0 K0.5 ; Variable lead progressive thread to absolute Z-70.0, starting lead 4.0mm, pitch increases by 0.5mm/rev

공운전 상세 분석:

1. 동적 이송 속도 계산 오차를 막기 위해 G97 제어 하에 주축 회전수를 500 RPM으로 고정합니다.
2. 공구 1번 보정값(T0101)을 적용하여 터릿을 시작 좌표 X45.0 Z5.0으로 밀어 넣습니다.
3. G34가 동작하여 주축 동기화 연산을 기동합니다.
4. 바이트가 Z-70.0 좌표를 향해 Z축을 타고 종주 가공을 진행합니다.
5. 초기 시작 리드는 4.0mm(F4.0)이며, 주축 1회전마다 0.5mm(K0.5)씩 피치가 가속적으로 커집니다.
6. 수동 펄스 핸들 개입(handle interrupt) 기능이 켜져 있는 경우 핸들 휠을 이용한 수동 개입이 실시간 유효하므로 가공 패스 중에도 수동 조절이 가능합니다.

오류 분석

브랜드	알람 코드	트리거 조건	작업자 증상	근본 원인 / 해결 방법
Fanuc	Alarm PS0429	G10.6 공구 복귀 동작 중 주요 나사 절삭 가공 축이 퇴각축으로 지정되었습니다.	CNC가 알람과 함께 멈추고 공구가 나사산 내부에 갑자기 급정지하여 공작물이 손상되거나 불량이 될 위험이 있습니다.	축 간 충돌을 피하기 위해 퇴각 축을 조정하거나 G10.6 설정값을 올바르게 지정하십시오.
Fanuc	Alarm PS0050	G34 블록 내부에 모따기(C) 또는 코너 라운딩(R) 좌표가 직접 명령되었습니다.	해당 블록을 실행하기 직전에 제어 장치가 중단됩니다.	G34 명령줄에서 C 및 R 코드를 소거하고 모따기 동작은 다른 단독 블록으로 나누어 프로그래밍하십시오.
Fanuc	Alarm PS0009	Parameter No. 3453 Bit 4 (FRC)가 1인 상태에서 나사 가공 블록 내에 어드레스 E 또는 ,E가 명령되었습니다.	이송 속도 명령 구문을 거부하고 운전을 중단합니다.	Parameter No. 3453 Bit 4를 0으로 해제하거나 nominal 리드 지정 시 표준 F 명령을 적용하십시오.
Siemens	Alarm 14800	가변 리드 나사(G34/G35) 블록 지령 중 이송 속도가 0(예: F0)이고 고정 이송 속도 기능이 꺼져 있습니다.	Z축이 움직이지 않고 이동 정지 에러가 발생합니다.	가변 리드 나사 블록 직전 또는 내에 양수값의 유효한 이송 속도를 명확히 코딩하십시오.
Siemens	Alarm 61800	G291 ISO Dialect 해석 중에 G34 가변 명령이 기동되었으나 컴파일 옵션 MD 18800이 꺼져 있습니다.	해석기 번역 장애 보고와 함께 프로그램이 도중에 다운됩니다.	외부 ISO G코드 번역 해석기를 작동하기 위해 시스템 파라미터 MD 18800 값을 1로 고치십시오.
Siemens	Alarm 61001	상위 사이클 파라미터 내부의 리드 혹은 피치 가감 변화량이 타 설정값과 모순되거나 유효하지 않습니다.	사이클 매크로 설정 불일치로 경보를 울리며 실행이 중지됩니다.	사이클 구성 인자 및 피치 가감 폭 정의를 대조하여 값들이 일치하는지 규격 사항을 검증하십시오.
Mitsubishi	Operation Error (M01 0107)	가변 가공 기동 속도와 리드 폭의 계산으로 유도된 이송 속도가 설정된 최대 속도 조절 턱을 넘었습니다.	축 이송 차단과 함께 가공 개시 이전에 설비가 비상 정지합니다.	주축 회전 속도(RPM)를 낮추거나, 가변 증감값 K를 감쇄시키거나, 장비 파라미터 #2619 제한 한계 속도를 확대해 주십시오.
Mitsubishi	Operation Error (M01 1113)	G34 가변 절삭 중에 주축의 CSS(constant surface speed G96) 기능이 활성화 상태로 유지되고 있습니다.	반경 방향 가공 중 주축 속도가 동적으로 바뀌면서 동기 응답이 밀려 CNC가 처리를 포기하고 정지합니다.	G34 블록 기입 전에 반드시 G97 지령을 호출하여 주축 회전수를 상수로 단단히 묶어 주십시오.
Mitsubishi	Program Error (P128)	G34 가변 리드 모드가 유지 중인 라인에서 가공 가압 조건 변환 매크로 G120.1 또는 G121이 지령되었습니다.	비허용 코드 결합으로 그 즉시 해당 인터셉트 행에서 진행이 멈춥니다.	가공 데이터셋 변경을 원할 경우 나사 절삭 보간 모드가 완전히 종료된 모달 바깥 구역에서 매크로를 지령하십시오.
Mitsubishi	Program Error (P35)	다줄 진입 시작 지점 각도 Q 값이 허용 상한인 360.000도를 넘어 코딩되었습니다.	타당성 체크 위배로 프로그램 구동이 조기에 무산됩니다.	시작 오프셋 각도 Q 값을 0.001도에서 360.000도 이내 영역에 바르게 할당하십시오.

실무 응용 가이드

자동화 라인의 반복 가공 환경에서 G34 가변 리드 나사를 절삭할 때, 작업자가 수동 조그나 펄스 핸들을 사용하여 가공 도중 임의로 역방향 퇴각(reverse run)을 감행하면 바이트 인서트 팁이 나사산 측벽에 강력하게 문질러지면서 팁이 산산조각 나고 고가의 압출기 스크루 소재가 완전한 폐기물(scrap)로 전락하게 됩니다. Mitsubishi 제어 시스템은 설계 구조상 가변 리드 가공(G34) 시 수동 임의 역행을 시스템 변수(x *3) 단위에서 엄격하게 차단하므로, 기계가 중간에 멈췄을 때 바이트를 반경 방향(X축)으로 완전히 도피시키지 않은 채 복귀시키면 가공 팁과 공작물이 그대로 파손됩니다. 또한, Fanuc 시스템에서 Z축 나사 절삭 중 공구 복귀 동작을 수행하는 G10.6 급속 퇴각 블록에 주요 가공 나사 절삭축을 퇴각축으로 지정해 두면, 퇴각 루틴이 작동하지 않아 가공 종료 즉시 PS0429 알람을 동반한 급정지가 유발됩니다. 이와 동일하게 Siemens 제어기에서도 프로그램 내에 유효한 피드레이트 설정 없이 G34/G35를 기동하면 장비는 Alarm 14800 오류를 발생시키며 그 자리에 정지하고, 제어 불능에 빠진 축은 부품 표면에 공구가 그대로 눌려 마찰열을 발생시키며 공작물을 훼손시킵니다. 이와 같은 비계획적인 돌발 중단은 자동화 생산 라인 전체의 비가동 시간(downtime)을 시간 단위로 누적시키는 치명적인 문제를 야기합니다. 따라서 셋업 오퍼레이터는 가변 리드 절삭에 진입하기 전에 퇴각 축 사양이 겹치지 않는지 파라미터를 사전에 반드시 검증하고, 유효한 초기 리드 F값과 가감 변화량 K값이 매끄럽게 흐를 수 있도록 프로그램 사전 뷰 검사를 필히 완수해야 합니다.

관련 명령 구조

• G32 Constant Lead Threading (Turning): G32는 G코드 시스템 A의 표준 일정한 리드 나사 가공 명령어로, 가변 리드 G34의 일정한 피치 기준선 역할을 합니다.
• G33 Constant Lead Threading (Milling): G33은 밀링 및 선반(시스템 B/C)에서 일정한 피치 나사 가공을 수행하며, 가변 리드 명령을 실행하기 전에 비활성화되어야 합니다.
• G31 Skip Function (Probing): G31은 나사 가공 전에 필요한 정밀 좌표 기준점을 설정하기 위해 프로브 측정 및 공구 세터 캘리브레이션에 사용됩니다.
• G96 / G97 (일정한 표면 속도 제어 ON/OFF): 주축 속도 변동으로 인한 피치 동기화 손상을 방지하기 위해 G34를 실행하기 전에 일정한 표면 속도 제어(G96)를 해제하고 일정한 주축 속도 제어(G97)를 활성화해야 합니다.
• G290 / G291 (Siemens 해석기 전환): G291은 외부 ISO Dialect 해석기를 활성화하여 Siemens 시스템이 네이티브 Siemens 명령어 대신 표준 Fanuc 스타일의 G34 구문을 실행할 수 있도록 합니다.

결론

가변 리드 나사(G34) 절삭 가공 시 발생할 수 있는 공구대와 주축 척 간의 물리적 충돌 위험을 사전 차단하는 것은 전체 가공 생산 라인의 무중단 연동과 치명적인 비가동 시간(downtime) 축소를 위한 핵심 요건입니다. 양산에 착수하기 전 G97을 통한 고정 주축 RPM 제어를 사전에 확실히 선언하고, G40으로 불필요한 반경 보정 벡터를 완전히 해제하여 예기치 않은 공구 이송 경로의 편차를 원천 봉쇄해야 합니다. 나사 가공 진입 시 공구가 허공에서 안전하게 회전 동기를 확립할 수 있도록 충분한 리드인 가속 길이를 확보하고, 첫 가공 진행 시에는 소재 없이 공운전 및 기계 시뮬레이션을 필히 실행하여 가공 불량률을 예방하고 소중한 설비의 수명을 영구히 보전할 것을 적극 권장합니다.

자주 묻는 질문 (FAQ)

G34 가변 나사 가공 시 리드가 점차 감소하는 감속 나사 절삭에서 리드 변화율 K 설정에 의한 충돌 위험을 어떻게 해결하나요?

감속 나사 가공 시 피치 변화율 K가 음수이므로, 가공 종점 Z 좌표에 도달하기 전 리드 계산치가 0 이하로 떨어지면 축 이송 정지로 인한 표면 손상 및 공구 파손이 발생할 수 있습니다. 실무 조치: 가공 종점과 시작 피치 F를 대조하여 연산되는 피치 곡선(F + K * 회전수)이 항상 양수를 유지하도록 K값을 사전 수치 검증하십시오.

Fanuc 시스템에서 G34 다줄 가변 나사 가공 시 시작 각도 Q 어드레스 입력 포맷 오류로 인한 구문 알람을 방지하려면 어떻게 해야 합니까?

Fanuc 제어 장치는 다줄 가변 나사용 어드레스 Q를 지정할 때 소수점 기호를 완전히 거부하며, 1도의 1000분의 1 단위를 나타내는 정수형 숫자로만 가공 데이터를 해석합니다. 실무 조치: 예를 들어 180도 시작점 시프트를 프로그램하고자 할 경우 'Q180.0' 대신 소수점을 빼고 'Q180000'으로 코드를 정확히 기재하십시오.

Mitsubishi CNC에서 G34 가변 리드 나사 절삭 시 Operation Error M01 0107 알람을 해결하고 예기치 못한 비계획 정지를 차단하는 방법은 무엇인가요?

이 알람은 주축 동기 연산 결과인 나사 리드 이송 속도가 파라미터 #2619(thr_clamp)에 정의된 나사 가공 전용 속도 한계를 넘어설 때 축 구동을 보호하기 위해 비상 정지 상태로 이행되며 발생합니다. 실무 조치: 기계 조작 화면의 파라미터 모드에 진입하여 #2619번 값을 장비 최대 허용 이송 범위에 맞게 넓혀 주거나 G97 지령의 회전수를 낮춘 뒤 가공을 재개하십시오.