Siemens CNC SLOT1, SLOT2 cycle 파라미터 설정 방법

서론

자동화 라인의 반복 가공 공정에서 chuck이나 중심부에 남은 원형 스피곳(spigot)과의 충돌 위험을 간과하면, 급속 이송 중 공구와 공작물이 심하게 부딪치는 대형 충돌 사고가 발생합니다. 특히 Siemens SLOT1 및 SLOT2 cycle을 활용하여 원호 홈 가공을 수행할 때, 제어기 내부의 깊이 계산 기준을 명확히 설정하지 않으면 불량률이 급증하고 가공 라인의 비가동 시간이 발생할 수 있습니다. 이 파라미터를 검증하지 않고 양산에 들어가면, pallet 교환 후 두 번째 cycle부터 치수 편차가 누적되어 최종 검사에서 불량이 발견된다. 따라서 가공 안정성과 치수 반복정밀도를 보장하기 위해서는 핵심 파라미터의 사전 검증과 공구 반경 보정의 올바른 지정이 핵심 과제입니다.

기술 요약

기능 / 제약 조건	사양 세부 정보
명령어 코드	SLOT1 (장공 밀링), SLOT2 (원호 홈 밀링)
modal 그룹	Non-modal cycle (반드시 명시적으로 호출하거나 MCALL을 통해 호출해야 함)
지원 브랜드	Siemens (Sinumerik)
주요 파라미터	WID (슬롯 폭), VARI (가공 유형/진입 모드), _FFCP (원주 위치 결정용 feedrate)
주요 제약 조건	실행 전에 공구 경 보정(D 번호) 활성화 필수. G1 수직 진입 시 center-cutting 커터(DIN844) 필요.

핵심 요약

중앙 좌표점을 향해 방사형으로 정렬된 직선 슬롯을 밀링하려면 SLOT1을 선택하십시오.
배치 원의 반경을 따르는 곡선 형태의 원호 슬롯을 밀링하려면 SLOT2를 선택하십시오.
가공물을 불량 처리하게 만드는 미절삭 중심 필러의 생성을 방지하려면 슬롯 폭의 절반보다 큰 직경의 밀링 커터를 사용하십시오.
Alarm 61000 발생을 방지하기 위해 cycle 호출 전에 G41, G42 또는 활성화된 D 번호로 공구 경 보정을 프로그램하십시오.
VARI 파라미터의 십의 자리를 1로 설정하여 공구가 안전 feedrate인 _FFCP를 사용하여 원주 방향으로 위치 결정을 수행하고 중앙의 스피곳을 피하도록 하십시오.
cycle 파라미터에서 G1 수직 진입이 정의된 경우, 수직 진입(plunging) 단계에서 공구 파손을 방지하기 위해 DIN844 center-cutting 엔드밀을 사용하십시오.
배열 변수가 숨겨진 최신 Siemens 소프트웨어에서는 slot cycle을 MCALL 및 HOLES2 위치 패턴과 결합하여 사용하십시오.

기본 개념

SLOT1 및 SLOT2 cycle의 실제 프로그래밍 효과는 원형 경로에서 복잡한 슬롯 배열을 자동으로 가공하는 것입니다. SLOT1을 호출하면 기계는 슬롯의 장축을 좌표 패턴의 중심을 향해 방사형으로 정렬하는 반면, SLOT2는 원 자체의 곡률을 따라 슬롯을 가공합니다.

프로그래머는 공구 치수를 신중하게 관리해야 합니다. 제어기는 커터 직경이 슬롯 폭을 초과하면 Alarm 61105를 생성하지만, 커터가 너무 작은지는 확인하지 않습니다. 밀링 커터 직경이 슬롯 폭의 절반보다 작으면 슬롯 중앙에 미절삭 잔삭 필러가 서 있게 되어 부품이 불량 처리됩니다.

작업자는 공구 기하학적 제약 조건도 주의해야 합니다. 사전 드릴링이나 헬리컬 진입을 사용하지 않는 한, 수직 진입 시 공구 파손을 방지하기 위해 프로그램된 공구는 반드시 center-cutting(DIN844) 능력을 갖추어야 합니다.

명령 구조

SLOT1 및 SLOT2 cycle 구문은 좌표, 치수 및 feedrate의 세부적인 시퀀스로 구성됩니다. 제어기는 수동 G02 또는 G03 좌표 계산 없이도 이러한 인자들을 평가하여 toolpath 루프를 생성합니다. 기본적인 기하학적 치수 외에도 cycle은 다양한 공작물 구성에 적합한 안전 파라미터를 허용합니다.

이러한 cycle의 중요한 측면은 좌표계를 처리하는 방식입니다. 가공 평면은 cycle 호출 전에 반드시 활성화되어 있어야 합니다. 기준면, 안전 거리 및 최종 가공 깊이 값은 활성 좌표 오프셋 및 글로벌 기계 데이터 설정에 따라 해석됩니다.

Syntax

SLOT1 (RTP, RFP, SDIS, _DP, _DPR, NUM, LENG, WID, _CPA, _CPO, RAD, STA1, INDA, FFD, FFP1, _MID, CDIR, _FAL, VARI, _MIDF, FFP2, SSF, _FALD, _STA2, _DP1, _UMODE, _FS, _ZFS, _GMODE, _DMODE, _AMODE)

SLOT2 (RTP, RFP, SDIS, _DP, _DPR, NUM, AFSL, WID, _CPA, _CPO, RAD, STA1, INDA, FFD, FFP1, _MID, CDIR, _FAL, VARI, _MIDF, FFP2, SSF, _FFCP, _UMODE, _FS, _ZFS, _GMODE, _DMODE, _AMODE)

Parameters

파라미터	유형	설명	값 범위
`NUM`	Integer	가공할 슬롯 개수	Integer > 0
`WID`	Real	슬롯 폭	Real, 부호 없이 입력
`LENG`	Real	슬롯 길이 (SLOT1에서만 사용)	Real
`AFSL`	Real	슬롯의 시작 각도 (SLOT2에서만 사용)	Real
`CDIR`	Integer	밀링 방향 설정	0 = 하향 절삭, 1 = 상향 절삭, 2 = G2 방향, 3 = G3 방향
`VARI`	Integer	가공 유형 코드. 일의 자리는 가공 프로세스 유형을 나타내고, 십의 자리는 공구 진입 방법을 나타냅니다.	일의 자리: 0 = 전체 가공, 1 = 황삭, 2 = 정삭. 십의 자리: 0 = G0 수직, 1 = G1 수직, 2 = 헬리컬, 3 = 왕복 진입. (SLOT2의 경우, 십의 자리가 1이면 원호 경로 상에서 위치 결정을 수행함)
`_FFCP`	Real	원호 경로 상의 중간 위치 결정을 위한 feedrate (SLOT2에서만 사용)	mm/min

브랜드별 응용

Siemens

Siemens는 몇 가지 고급 동작을 통해 슬롯 밀링 백엔드를 다른 표준 ISO 제어 브랜드와 크게 차별화합니다. 첫 번째는 동적 장애물 회피 경로 생성(dynamic obstacle-avoidance routing)입니다. 패턴 피처 간에 직선 급속 이송 복귀만 지원하는 기본 매크로와 달리, Siemens는 SLOT2 cycle에 _FFCP 원형 경로 중간 위치 결정을 직접 통합하여 중심의 스피곳을 피하도록 이송 경로를 공품 반경에 수학적으로 일치시킵니다.

두 번째는 spindle 상태에 종속되는 방향 로직(spindle-dependent direction logic)입니다. 프로그래머가 절삭 방향을 수학적으로 계산하도록 강제하는 대신, Siemens는 cycle 호출 전에 활성 spindle 상태(M3 또는 M4)를 자동으로 읽고 하향 절삭 또는 상향 절삭에 대한 프로그래머의 요청을 올바른 G2 또는 G3 toolpath 방향으로 내부적으로 변환합니다.

마지막으로, Siemens는 점진적인 패턴 분리(evolutionary pattern separation) 기능을 제공합니다. 현대적인 버전에서 Siemens는 슬롯 배열 로직(홀 개수 및 각도 등)을 slot cycle 자체에서 분리하여 SLOT1 및 SLOT2를 MCALL을 통해 HOLES2와 같은 전용 위치 패턴 cycle과 손쉽게 결합할 수 있게 함으로써 매우 뛰어난 좌표 유연성을 제공합니다.

브랜드 비교

모델 / 버전	파라미터 숨김 및 배열 로직	깊이 계산 동작	프로그래밍 실무
Sinumerik 840D sl / 828D (최신 소프트웨어)	NUM, RAD, INDA와 같은 배열 파라미터가 cycle 화면 양식에서 숨겨집니다.	기계 데이터 파라미터 MD55214 $SCS_FUNCTION_MASK_MILL_SET을 사용하여 깊이 계산 방식을 전역적으로 변경할 수 있습니다.	프로그래머는 단일 slot cycle을 정의한 다음, MCALL 및 HOLES2와 같은 패턴 cycle과 페어링합니다.
Sinumerik 810D / 840D Powerline (이전 소프트웨어)	모든 배열 파라미터(NUM, RAD, INDA)가 SLOT1 또는 SLOT2 파라미터 내부에 직접 표시되고 입력됩니다.	기준면(RFP)으로부터의 가공 깊이를 엄격하게 측정하는 기존 깊이 계산 방식을 따릅니다.	모든 간격 및 수량 파라미터가 단일 블록에 정의되어 cycle이 직접 실행됩니다.
Sinumerik 808D (기본 CNC)	고급 메뉴 분리 없이 기본 화면에서 슬롯 배열 좌표의 직접 입력이 지원됩니다.	표준 모델 구성을 기반으로 고정된 안전 거리(SDIS)를 포함한 표준 깊이 계산 방식을 따릅니다.	주요 G-code 프로그램 블록에서 직접 호출되며, 대개 고급 좌표 패턴 cycle 링크 없이 사용됩니다.

기술 분석

Siemens slot cycle의 동작을 분석해 보면 공구 이동 최적화가 소프트웨어 버전 구성에 크게 의존한다는 것을 알 수 있습니다. 이전 Powerline 제어기에서는 SLOT1 또는 SLOT2를 실행하기 위해 중심점, 반경 및 개수를 직접 지정해야 했습니다. 이러한 통합된 파라미터 지정은 패턴 레이아웃을 변경할 때 프로그램 수정을 번거롭게 만들었습니다. 현대적인 Siemens Operate 환경은 화면에서 배열 관련 파라미터를 숨기고 좌표 배열 생성을 독립적인 위치 템플릿으로 분리하여 이를 해결합니다. 이를 통해 프로그래머는 MCALL을 통해 cycle을 modal화하여 후속 프로그램 라인에 정의된 다양한 레이아웃 좌표에 걸쳐 실행할 수 있습니다.

또 다른 결정적인 변수는 기계 데이터 파라미터 MD55214 $SCS_FUNCTION_MASK_MILL_SET입니다. 이 파라미터는 깊이 계산 로직을 변경합니다. 설정에 따라 기계는 최종 깊이 계산에 안전 거리 SDIS를 포함하거나 포함하지 않을 수 있습니다. 새로운 기계 셋업 시 이 파라미터를 검증하지 않으면 슬롯이 너무 깊거나 얕게 밀링되어 공품 불량이 발생할 수 있습니다. spindle 상태 감지 또한 동적으로 처리됩니다. 제어기는 상향 또는 하향 절삭 toolpath(G2 또는 G3)를 생성하기 전에 활성 M3 또는 M4 회전 상태를 읽어 적절한 칩 배출과 조도를 보장합니다.

프로그램 예제

Siemens Example

N420 SLOT2( 50.00000, 0.00000, 2.00000, -5.00000, 2.00000, 3, 30.000, 6.00000, 38.00000, 70.00000, 20.00000, 165.00000, 90.00000, 300.00000, 300.00000, 3.00000, 3, 0.20000, 0, 5.00000, 250.00000, 3000.00000, 0.00000)

공운전 (dry run)

단계 1: 급속 위치 결정. 공구는 급속 이송 속도(G0)로 RTP인 50.0 mm 안전 후퇴 평면으로 이동합니다.
단계 2: 중심 및 시작 정렬. 제어기는 중심 좌표 _CPA(38.0 mm) 및 _CPO(70.0 mm), 반경 RAD(20.0 mm), 그리고 시작 각도 STA1(165.0도)을 사용하여 원 상의 첫 번째 슬롯 위치를 계산합니다. 공구는 이 위치로 급속 이송 속도로 이동합니다.
단계 3: 깊이 위치 결정. 공구는 기준면 RFP보다 2.0 mm 높은 안전 거리 SDIS 위치로 진입합니다.
단계 4: 플런징(plunging) 실행. 공구는 프로그램된 feedrate FFD(300.0 mm/min)로 첫 번째 절삭 깊이까지 수직으로 하강합니다. VARI가 0(G0 수직 plunging)이므로 공구는 직선으로 하강합니다.
단계 5: 슬롯 밀링. spindle은 프로그램된 방향으로 속도 SSF(3000.0 rpm)로 회전합니다. 공구는 G3(CDIR = 3) 방향에서 feedrate FFP1(300.0 mm/min)로 시작 각도 AFSL(30.0도)에 해당하는 원주를 따라 첫 번째 슬롯을 밀링하며, 정삭 여유량 _FAL로 0.2 mm를 남겨둡니다.
단계 6: 패턴 반복. 공구는 안전 거리로 복귀하고 각도 증분 INDA(90.0도)로 두 번째 슬롯 위치로 이동한 다음, 모든 3개의 슬롯(NUM = 3)이 황삭될 때까지 과정을 반복합니다.
단계 7: 벽면 정삭 패스. cycle은 자동으로 벽면을 따라 finishing feedrate FFP2(250.0 mm/min)로 정삭 패스를 수행하여 0.2 mm 정삭 여유량을 가공합니다.
단계 8: 최종 복귀. 모든 슬롯의 가공이 완료되면 공구는 G0로 RTP(50.0 mm) 복귀 평면으로 후퇴합니다.

오류 분석

알람 코드	발생 조건	작업자 증상	원인 / 해결 방법
Alarm 61000	공구 경 보정이 지정되기 전에 slot cycle이 호출됨.	기계 cycle이 블록 시작 시점에 즉시 실행을 중단합니다.	cycle 호출 전에 공구 경 보정(G41/G42 또는 활성 D 번호)을 프로그램하십시오.
Alarm 61105	활성 밀링 커터 직경이 프로그램된 슬롯 폭을 초과함.	제어기가 실행을 중단하고 커터 반경 과다 오류를 발생시킵니다.	더 작은 밀링 커터로 변경하십시오. 커터 직경은 반드시 슬롯 폭 WID보다 작아야 합니다.
Alarm 61102	VARI 파라미터에 지원되지 않는 값이 프로그램됨.	프로그램이 정지되고 가공 유형 정의 오류 메시지가 표시됩니다.	cycle 호출 블록에서 VARI 파라미터 값을 수정하십시오.

실무 응용 가이드

자동화 가공 공정의 치수 안정성을 유지하고 원활한 대량 생산 라인을 운영하기 위해서는 가공 깊이 오프셋 제어를 담당하는 파라미터 검증이 필수적입니다. 특히 Siemens 제어기에서는 MD55214 ($SCS_FUNCTION_MASK_MILL_SET) 파라미터 설정에 따라 안전 거리(SDIS)가 최종 깊이 연산에 산입되는 방식이 달라집니다. 이 파라미터를 검증하지 않고 양산에 들어가면, pallet 교환 후 두 번째 cycle부터 치수 편차가 누적되어 최종 검사에서 불량이 발견된다.

또한, 툴 디멘션 계산 실수로 인한 공정 중단을 미연에 차단해야 합니다. SLOT1/SLOT2 cycle 실행 시 커터 직경이 슬롯 폭(WID)보다 크게 설정되어 있으면 Alarm 61105(Cutter radius too large)가 발생하며 작동이 즉시 중단되지만, 커터 경이 너무 작을 때는 제어기가 아무런 경고도 띄우지 않습니다. 만일 밀링 커터 직경이 슬롯 폭의 절반 이하인 채로 가공을 진행하면, 슬롯 중앙부에 가공되지 않은 얇고 높은 잔삭 필러가 그대로 남게 되어 해당 공품은 전량 불량 처리(scrap)됩니다. G1 수직 진입 시에는 반드시 날끝이 중심을 가로지르는 center-cutting 엔드밀(DIN844)을 사용하여 공구 부러짐을 예방해야 합니다.

터닝 센터(turning machine)에서 SLOT2를 적용할 때도 간섭 방지를 고려해야 합니다. 가공 후 중심부에 남은 원형 스피곳(spigot)이나 척(chuck)과의 강한 하드 콜리전(collision)을 피하기 위해서는 VARI 파라미터의 십의 자리를 1로 사전 지정해야 합니다. 이를 통해 직선 급속 이송(G0) 대신 원주 경로를 따라 안전한 중간 이송 feedrate(_FFCP)로 우회하게 함으로써 설비 정지 위험을 근본적으로 제거할 수 있습니다.

결론

자동화 가공 공정의 치수 안정성을 유지하고 원활한 대량 생산 라인을 운영하기 위해서는 기계 파라미터와 공구 속성에 대한 선제적인 제어가 관건입니다. MD55214번 파라미터를 사전 확인하면 이 명령어에서 가장 빈번한 비계획 정지를 없앨 수 있다. 현장의 오퍼레이터와 프로그래머는 양산에 들어가기 전에 공구 보정 오프셋(D 번호)을 확실히 등록하고, 가공 장비의 깊이 계산 마스크 비트를 점검하며, VARI 십의 자리를 1로 지정해 회피 경로를 확보해야 합니다. 이러한 실무 체크리스트를 준수함으로써 예기치 못한 설비 정지 시간을 예방하고 가공 효율을 극대화할 수 있습니다.

자주 묻는 질문 (FAQ)

자동화 라인에서 SLOT2 cycle 가공 중 chuck이나 중앙 스피곳과의 충돌을 방지하려면 어떻게 해야 합니까?

SLOT2 cycle 호출 시 VARI 파라미터의 십의 자리를 1로 설정하면, 공구가 중앙 축을 직선으로 가로지르지 않고 원호 경로를 따라 안전한 이송 feedrate(_FFCP)로 이동하여 장애물을 우회합니다. 양산 시작 전에 프로그램 백업본의 VARI 설정을 검증하고 실제 이송 feedrate 값을 반드시 확인하십시오.

SLOT1 실행 시 Alarm 61000(공구 경 보정 누락)이 발생하는 원인과 해결 방법은 무엇입니까?

Siemens 제어기에서는 홈의 경계를 계산하기 위해 cycle 호출 전에 반드시 D 번호나 G41/G42를 통해 활성화된 공구 보정 정보가 필요하기 때문입니다. cycle 호출 바로 앞 블록에 공구 보정 오프셋(예: D1)을 활성화하는 코드를 삽입하여 비계획 정지를 사전에 예방하십시오.

기계별로 SLOT1/SLOT2 cycle 가공 깊이가 미세하게 달라져 치수 불량이 발생하는 경우 어떻게 해결합니까?

이는 Siemens 제어기의 MD55214 ($SCS_FUNCTION_MASK_MILL_SET) 파라미터 설정에 따라 안전 거리(SDIS)의 포함 여부가 달라지기 때문에 발생하는 치수 편차입니다. 대량 가공 전에 공작 기계 파라미터 MD55214의 비트 설정을 확인하고, 첫 번째 가공물 치수를 측정하여 가공 깊이 제어 방식을 동기화하십시오.

Siemens SLOT1 및 SLOT2 슬롯 가공 cycle 프로그래밍 가이드

서론