G54~G59 작업 좌표계: 같은 프로그램이 다른 위치를 깎는 원리
기계 좌표와 작업 좌표의 관계, G54~G59 작업 좌표계를 선택하는 의미, 여러 바이스에서 같은 프로그램을 반복하는 방법과 오프셋을 잘못 고를 때 생기는 사고를 예제로 설명합니다.
기계 원점과 공작물 원점은 다르다
머시닝센터는 전원을 켜고 원점 복귀를 하면 각 축의 기준점을 압니다. 이것이 기계 좌표계입니다. 하지만 소재는 바이스나 지그에 물릴 때마다 기계 원점에서 다른 위치에 놓입니다. 도면 치수를 기계 좌표로 바꿔 프로그램하면, 소재를 다시 물릴 때마다 모든 좌표를 고쳐야 합니다.
그래서 작업자는 소재의 기준점(예: 왼쪽 앞 모서리 윗면)을 찾아 그 위치의 기계 좌표를 작업 좌표계 오프셋 화면에 저장합니다. 프로그램의 X0. Y0.은 이 저장된 위치를 뜻하게 되고, 프로그램은 도면 치수 그대로 쓸 수 있습니다.
G54~G59로 작업 좌표계 선택하기
G54부터 G59까지 여섯 개의 작업 좌표계를 기본으로 쓸 수 있고, 옵션에 따라 G54.1 P1~P48(또는 그 이상)처럼 확장 칸을 쓰기도 합니다. 프로그램에서 G55를 지령하면 그 순간부터 모든 절대 좌표가 G55 칸에 저장된 원점을 기준으로 해석됩니다.
| 코드 | 역할 | 예 |
|---|---|---|
G54 | 작업 좌표계 1 (전원 투입 시 기본인 경우가 많음) | 첫 번째 바이스 |
G55~G59 | 작업 좌표계 2~6 | 두 번째 바이스, 회전 지그의 다른 면 |
G54.1 Pn | 확장 작업 좌표계 | 다수 공작물 팔레트 |
G53 | 그 블록만 기계 좌표로 이동(비모달) | 공구 교환 위치 이동 |
예제: 두 바이스에서 같은 홈
아래 프로그램은 G54 원점에서 길이 20mm 홈을 판 뒤, G55로 바꿔 같은 좌표로 다시 홈을 팝니다. 기계에서는 G55 칸에 두 번째 바이스의 원점이 저장돼 있으므로 공구가 옆 바이스로 이동해 같은 모양을 가공합니다.
G54 바이스와 G55 바이스에서 같은 홈을 한 번씩 가공
O3003
T1 M6
G21 G90 G17 G40 G94
G54
S3000 M03
G00 X0. Y0. Z20.
G01 Z-1. F100
X20. F300
G00 Z20.
G55
G00 X0. Y0.
G01 Z-1. F100
X20. F300
G00 Z50.
M30위 그림은 이 프로그램을 CNC Path Analyzer로 해석한 결과입니다 (급속 4 구간, 직선 절삭 4 구간).
그림에서 두 홈이 겹쳐 보이는 이유
가공 경로에서는 두 홈이 같은 자리에 겹쳐 그려집니다. 이것이 작업 좌표계의 본질을 잘 보여 줍니다. 프로그램만 보면 두 가공은 완전히 같은 좌표이고, 실제로 어디를 깎을지는 기계에 저장된 오프셋 값이 결정합니다. CNC Path Analyzer를 포함한 경로 확인 도구는 그 값을 알 수 없으므로 프로그램 좌표 그대로 그립니다.
거꾸로 말하면, 그림이 완벽해도 G54와 G55를 바꿔 쓰거나 오프셋 칸에 틀린 값이 들어가 있으면 기계에서는 엉뚱한 곳을 깎습니다. 오프셋 사고는 프로그램 검토만으로는 잡을 수 없고, 가공 전 오프셋 화면 확인과 첫 위치 시운전으로 잡아야 합니다.
현장에서 흔한 오프셋 사고
- 좌표계 지령 누락: 프로그램에 G54를 적지 않아, 직전 프로그램이 남긴 G55 상태로 실행됨.
- Z 오프셋 이중 적용: 공구 길이 보정(
G43 H_)과 작업 좌표 Z 오프셋 양쪽에 같은 높이를 넣어, Z가 두 배로 밀림. - 측정 기준 착오: 소재 중심을 원점으로 잡기로 했는데 모서리 값을 넣음. 도면 원점 위치를 작업 지시서에 명시하는 것이 기본입니다.
- 외부 공통 오프셋(EXT 또는 00번 칸) 값 잔존: 모든 좌표계에 더해지는 외부 오프셋 칸에 이전 작업 값이 남아 있음.
원점 잡기 순서 예
- 터치 프로브나 엣지 파인더로 소재의 X 기준면과 Y 기준면 위치를 찾습니다. 엣지 파인더를 쓴다면 측정값에 탐침 반지름을 더하거나 빼야 합니다.
- 그 기계 좌표를 해당 작업 좌표계 칸의 X, Y에 입력합니다.
- Z는 공구 길이 보정 방식에 맞춰 입력합니다. 공구 길이를 기계 테이블 기준으로 측정했다면 소재 윗면 높이를 Z 오프셋에, 소재 윗면 기준으로 측정했다면 Z 오프셋은 0으로 둡니다.
- MDI로
G54 G00 X0. Y0.정도를 실행해 공구가 기준점 위로 오는지 눈으로 확인합니다.
자주 묻는 질문
G92와 G54는 어떻게 다른가요?
G92는 “지금 공구 위치를 이 좌표로 하라”고 좌표계를 이동시키는 명령입니다. 실행 위치에 따라 결과가 달라지고 재시작 시 혼동이 커서, 요즘 머시닝센터에서는 G54~G59 방식이 표준입니다. 선반에서는 G50이 비슷한 역할을 하지만 최고 회전수 제한과 같은 번호를 쓰므로 문맥을 봐야 합니다.