Die Unterschiede zwischen G-Code und M-Code

Die CNC-Programmierung (Computer Numerical Control) ist heute das Herzstück der Fertigung. Moderne CNC-Maschinen arbeiten mit Programmen, weshalb die Bediener die ihnen zur Verfügung stehenden Codearten und deren Verwendung kennen müssen.

Für die CNC-Bearbeitung verwenden Programmierer G- und M-Codes, je nachdem, was die Maschine tun soll.

Während die von CNC-Software am häufigsten verwendete Programmiersprache G-Code ist, hat M-Code auch spezifische Anwendungen. Wenn es um G-Code versus M-Code geht, ist einer nicht unbedingt besser als der andere. Stattdessen werden beide Typen benötigt, damit das System die gewünschten Operationen ausführt.

Die Rolle der Maschinenprogrammierung in der CNC-Fertigung

Das C in der CNC-Programmierung bezieht sich auf den Computer, der das System betreibt.

Wie bei jedem Computer arbeitet er auf der Grundlage einer bestimmten Sprache, die das System versteht, um bestimmte Aufgaben auszuführen. Diese Anforderung an die Betriebssprache ist der Punkt, an dem Anweisungen in die CNC-Programmierung eingehen. Bediener können die Programme manuell eingeben oder die CAM-Software verwenden.

Unabhängig von der für die Eingabe der Informationen verwendeten Methode müssen die Codes perfekt sein.

Vor Computern erwies sich die Pflege der richtigen Programme für mehrere Bearbeitungen aufgrund des Papierformats des NC-Programms als schwierig.

In den Anfängen der Zerspanung waren die Geräte numerisch gesteuert, NC. Dazu waren Karten oder Klebeband mit den Codes erforderlich, die durch Stanzen von Löchern in einer bestimmten Reihenfolge erstellt wurden. Bevor Computer üblich wurden, verwendeten Maschinenwerkstätten regelmäßig Lochstreifen, um ihre Geräte zu steuern. Allerdings würde das physische Medium in den aktiven Shops schwer beschädigt werden.

Fettflecken, Risse und Verluste traten regelmäßig bei diesen gelochten Papieren auf. Beschädigte Papiere würden dazu führen, dass die NC-Maschinen die falschen Codes lesen, was zu ernsthaften Problemen führen würde.

Als Computer für den Betrieb von NC-Maschinen in Gebrauch kamen, gab der Bediener die Codes manuell in den Computer ein, anstatt das Lochband in das System einzuführen.

Mit CNC, numerisch gesteuerter Computerprogrammierung, könnten diese Maschinen viel kompliziertere Teile herstellen, da mit ihnen komplexere Maschinen verwendet werden.

Dieser Fortschritt stellte die Maschinisten jedoch vor ein Problem. Bei immer komplexeren Maschinen, die auf bis zu fünf Achsen arbeiten können, erforderte die manuelle Eingabe des Programms zu viel Zeit.

Um den Prozess zu beschleunigen, begannen Unternehmen mit der Verwendung von CAM- oder CAD-Software.

CAM, Computer Aided Manufacturing, oder CAD, Computer Aided Design, ist die Software, die den Prozess der Codegenerierung automatisiert. Der Maschinist teilt der Software mit, was zu tun ist, und das Programm erstellt die Codes, die die Maschine verstehen kann.

Unabhängig davon, ob sie manuell in das System eingegeben oder per Software generiert werden, enthalten Programme für die CNC-Bearbeitung G-Codes und M-Codes. Beide haben unterschiedliche Funktionen und keine kann unabhängig voneinander arbeiten.

Das Verständnis ihrer Unterschiede ist die Grundlage für die CNC-Programmierung.

Was sind G- und M-Codes in der CNC-Programmierung?

Bei der CNC-Bearbeitung spielen G-Codes und M-Codes eine entscheidende Rolle und Funktion:

Was ist G-Code?

Ein G-Code in der CNC-Programmierung steuert die Bewegungen einer Maschine und bestimmt, wie und wohin sich eine Maschine bewegen soll, um ein Teil herzustellen.

Was ist M-Code?

Ein M-Code in der CNC-Programmierung steuert verschiedene Maschinenfunktionen, einschließlich des Startens und Stoppens bestimmter Aktionen oder Programme.

Diese beiden Codes arbeiten zusammen, um Teile und Komponenten herzustellen, was sie in der Fertigungs- und Industriebranche unverzichtbar macht.

CNC-G-Code

Die ursprünglich von NC-Maschinen verwendete Programmiersprache war G-Code.

G steht für Geometrie und ist das alphanumerische Format, das das System verwendet, um den Teilen mitzuteilen, was sie tun sollen. Es zeigt an, wo man anfängt, wie man sich bewegt und wann man aufhört. Für Maschinisten besteht das Problem bei der Verwendung von G-Codes darin, dass verschiedene Maschinen Variationen eines Standardsatzes alphanumerischer Zahlen verwenden. Das System, das einem Gerät eine Aktion mitteilt, kann also auf einem anderen Gerät etwas anderes anzeigen.

Unterschiede im G-Code zwischen Maschinen liegen in der Anzahl der Nullen zwischen Buchstaben und Zahlen oder im Vorhandensein von Leerzeichen zwischen Befehlen.

Beispielsweise kann ein Gerät das generische G1 verwenden, während ein anderes G01 verwenden kann. Einige Maschinen erfordern Dezimalpunkte zwischen Informationen, während andere dem Bediener erlauben, diese wegzulassen. Da diese Unterschiede im Programmdialekt für die Ausführung des richtigen Programms so entscheidend sind, müssen Bediener immer die Sprache der Maschine kennen, die sie verwenden.

Die Funktionen des CNC-Bearbeitungs-G-Codes

Wie bereits erwähnt, geben G-Codes der Maschine Anweisungen, wie und wohin sie sich bewegen soll.

Verschiedene Buchstaben geben vor, wie sich die Maschine bewegt, und Zahlen stellen die Parameter ein. Während das System als G-Code bezeichnet wird, ist G nicht der einzige verwendete Buchstabe. Andere Buchstaben haben andere Funktionen im Programm, die in der Regel gleich sind, unabhängig vom Dialekt einer Maschine.

Beispielsweise umfassen die Funktionen der folgenden Buchstaben im G-Code:

• N: Der N-Wert gibt die Zeilennummer an.
• G: Die G-Nummer gibt an, wann sich das Werkzeug bewegen und stoppen soll.
• X, Y, Z: Diese Werte geben die Position des Werkzeugs in drei Dimensionen an – X für horizontal, Y für vertikal und Z für Tiefe.
• F: F bezieht sich darauf, wie schnell die Maschine das Werkstück zuführt.
• S: S teilt der Maschine mit, wie schnell die Spindel bewegt werden soll.
• T: Das T teilt der Maschine mit, welches Werkzeug sie verwenden soll.
• M: M-Werte geben verschiedene Funktionen oder Maschinenfunktionen an und teilen dem Gerät mit, wie es handeln soll, indem sie Anweisungen zum Ein- und Ausschalten geben.
• I und J: Diese Werte geben den inkrementellen Mittelpunkt aller Bögen an, die die Maschine macht.
• R: R gibt den Radius der von der Maschine erzeugten Bögen an.
• A: A-Werte lenken das Werkzeug um die x-Achse.
• B: Die Zahl mit B zeigt den Rotationswert um die y-Achse.
• C: Eine Hilfsachse, die sich um die z-Achse dreht, erhält ihren Positionswert aus dem C-Wert.
• D: Diese Zahl zeigt an, um wie viel das System den Werkzeugdurchmesser versetzt.
• L:  L gibt dem System einen Wert, um sich wiederholende Operationen anzuzeigen und wie oft sie eine Schleife durchlaufen müssen.
• P:  Mit dem P-Befehl springt das Programm zeit- oder zeitverzögert.

Andere alphanumerische Bezeichnungen hängen von den Fähigkeiten der Maschine ab.

Bei vier- oder fünfachsigen Geräten kann der G-Code zusätzliche Koordinatenrichtungen enthalten.

Hinter jedem G-Code stehen Anweisungen, die einer Maschine sagen, wie sie Variationen ihrer wesentlichen Funktionen erstellen kann. Im Allgemeinen haben CNC-Maschinen drei Operationen, und die Systeme zeigen, wie diese Aufgaben angepasst werden können, um ein fertiges Produkt zu erstellen.

Diese drei Operationen beinhalten die folgenden:

1. Bewege dich so schnell wie möglich auf einer geraden Linie.
2. Bewegen Sie sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit in einer geraden Linie.
3. Bewege dich mit einer bestimmten Geschwindigkeit im Kreis.

Aus diesen drei Bewegungen kann das Programm der Maschine mitteilen, wann sie anhalten, die Geschwindigkeit ändern, kreisförmige Schnitte und andere Richtungen erstellen soll. Durch komplexe Programme können diese einfachen Anweisungen zum Gerät komplizierte Produkte erstellen.

Ein Teil der Auswahl von Werten für ein Programm erfordert die Kenntnis der Reaktionen der Maschine auf das Programm.

Im Allgemeinen teilen Programmanweisungen der Bearbeitungsmaschine mit, etwas zu tun. Das Gerät wird damit fortfahren, bis es eine Anweisung zum Stoppen erhält. Maschinisten müssen wissen, wann sie Computerbefehle zum Anhalten und Starten eingeben müssen.

Maschinisten müssen jedoch möglicherweise nicht alle erforderlichen Informationen eingeben.

Es gibt auch einige Abkürzungen, die helfen, wie Festzyklen.

Zusätzlich zu individuellen Aktionen haben Bediener die Möglichkeit, vorgefertigte Zyklen zu verwenden. Diese Zyklen haben eine einzige alphanumerische Kombination, die eine Reihe von Schritten vorschreibt. Beispielsweise kann ein Zykluscode vier Zeilen des Programms ersetzen, um Bohren oder Bohren anzuzeigen. Diese vorgefertigten Zyklen helfen Programmierern, wenn sie die Aktionen aufschreiben müssen, die eine Maschine ausführen muss.

Das Verständnis der Funktionen des G-Codes erleichtert das Lesen von Bedienungsanleitungen, wenn Sie Beispiele dafür sehen. Selbst wenn Sie nicht fließend CNC-Maschinenprogrammierung beherrschen, können Sie dennoch die Bedeutung des alphanumerischen Systems und die Komplexität des Programms erkennen, das zum Erstellen eines bearbeiteten Produkts erforderlich ist.

Beispiele für G-Code für die CNC-Bearbeitung

Während die Codes früher von der Maschine abhingen, erstellen einige einfache Buchstaben- und Zahlenkombinationen allgemeine Wegbeschreibungen. Jede Gruppe von Befehlen sollte nur einen einzigen G-Code haben, damit das Gerät nicht verwirrt wird. Sollte der Bediener einen anderen G-Code benötigen, benötigt er einen weiteren Datenblock, wie im folgenden Beispiel:

• G0:Gehe so schnell wie möglich zu einer bestimmten Koordinate.
• G1:Bewege dich in einer geraden Linie.
• G2:Erstellen Sie einen Bogen im Uhrzeigersinn.
• G3:Machen Sie einen Bogen gegen den Uhrzeigersinn.

Obwohl Maschinisten diese Befehle früher während ihrer Schulzeit auswendig lernen mussten, tun viele dies heute nicht mehr, da die Befehle, die sie verwenden, vom Maschinentyp abhängen. Darüber hinaus geben Maschinisten typischerweise G-Richtungen so oft ein, dass sie sie schnell auswendig lernen. Sollten sie jedoch eine Erinnerung benötigen, haben die meisten CNC-Geräte ein begleitendes Programmierbuch, das den genauen Dialekt angibt, den die Maschine benötigt.

Während G-Codes der Maschine Anweisungen geben, wohin sie sich bewegen soll, weisen M-Werte das Gerät an, verschiedene Aufgaben zu erledigen.

Die wichtigsten G-Codes

Alle G-Codes haben praktische Anwendungen und wichtige Funktionen. Einige der am häufigsten verwendeten G-Codes sind:

G00:Schnelle Positionierung

Der G00-Positionierungsbefehl bewegt die Maschine schnell von ihrer aktuellen Position zu den angegebenen Koordinaten des Befehls. Alle Achsen bewegen sich gleichzeitig, sodass sie die Aktion gleichzeitig abschließen. Die Bewegung zum neuen Punkt ist eine gerade Linie.

G01:Lineare Interpolation

Der G01-Befehl bewegt die Maschine in einer geraden Linie mit der von Ihnen festgelegten Vorschubgeschwindigkeit, die Sie mit der F-Funktion einstellen können. Sie müssen die X-, Y- und Z-Werte Ihres Projekts haben, bevor Sie mit diesem Code beginnen, um eine gerade Linie zu erstellen. Sobald Sie den Code eingegeben haben, beginnt die Maschine mit der Berechnung dieser Punkte, um die gerade Linie zu erstellen.

G02:Kreisinterpolation im Uhrzeigersinn

Der Befehl G02 bewegt die Maschine im Uhrzeigersinn. Damit es richtig funktioniert, müssen Sie das Rotationszentrum definieren, das eine ähnliche Messung wie der Radius eines Kreises mit einem Mittelpunkt und dem Anfangspunkt des Bogens ist. Sie müssen auch die Endpunktparameter definieren. Der Startpunkt ist einfach der Endpunkt des vorherigen Befehls, sodass er leicht zu bestimmen ist.

G03:Kreisinterpolation gegen den Uhrzeigersinn

Der Befehl G03 bewegt die Maschine ebenfalls in einer kreisförmigen Bewegung, aber stattdessen gegen den Uhrzeigersinn. Dieser Befehl ähnelt G02.

Wie man G-Codes liest

Wenn Sie eine G-Code-Datei überprüfen, zerlegen Sie ihren langen, komplizierten Inhalt in die kartesischen Koordinaten und Markierungen. Versuchen Sie, nach den Codes zu suchen, mit denen Sie am besten vertraut sind, und verwenden Sie einen Schlüssel, um sich an Codes zu erinnern, die Sie vergessen haben.

Jede Zahlenfolge hat eine Reihenfolge, und die G-Codes folgen einer sorgfältigen Struktur, um ihre Funktionen richtig auszuführen.

CNC-M-Code

M-Code ist die Maschinensteuerungssprache, die das Gesamtprogramm steuert, oft G-Code genannt. Während G-Befehle Positionen beschreiben, steuert M-Code die Aktionen der Maschine. Während M verschiedene Codes darstellt, wird es von einigen als Maschinencode bezeichnet, da es bestimmte Operationen der Ausrüstung steuert.

Sowohl G- als auch M-Codes haben spezielle Anwendungen bei der Programmierung einer CNC-Maschine.

Ohne M-Codes können Sie Werkzeuge auf eine Stelle lenken und ihnen sagen, dass sie sich in einer Linie oder einem Bogen bewegen sollen, aber Sie werden keinen Erfolg haben, direktere Befehle zu geben, wie Programme zu stoppen, Werkzeuge zu wechseln, das System mit Kühlmittel zu fluten oder anderes Aktionen, die über die drei Hauptbewegungen hinausgehen, die G-Codes steuern. Aus diesem Grund können Sie sich M-Codes als Anweisungen für nicht schneidende Vorgänge vorstellen.

Die Funktionen des CNC-Bearbeitungs-M-Codes

M-Codes geben der Maschine Anweisungen, wann Vorgänge, die nicht mit dem Schneiden verbunden sind, ein- oder ausgeschaltet werden sollen. Bei bestimmten Prozessen muss die Maschine beispielsweise das System mit Kühlmittel fluten und nach Absinken der Temperatur abschalten. Dies sind zwei getrennte Aktionen im M-Code.

Wie bei G-Codes variiert der für M-Codes verwendete Dialekt je nach Maschine. Beim Einrichten von Programmen sollten M-Codes einen pro Informationsblock haben. Diese Befehle geben der Maschine Ein- und Ausschaltfunktionen, sodass mehrere Befehle in einer einzelnen Gruppe oder einem Block zu Programmproblemen führen können.

Durch die Verwendung von M-Befehlen kann der Maschinist das Gerät anweisen, Werkzeuge zu wechseln, die Spindel einzuschalten, Kühlmittel an das System zu senden oder die Türen zu öffnen. Es gibt Dutzende von M-Operationen, und Operatoren lernen, wie man programmiert, um gewünschte Aktionen schnell auszuführen.

Wie G-Codes hängen M-Codes von der Maschine ab.

Einige Maschinen erfordern eine Null zwischen dem M und der Zahl, während andere diese Anforderung weglassen. Auch hier hilft die Kenntnis der spezifischen Anforderungen, die in den Codieranweisungen der Maschine aufgeführt sind, dem Bediener zu verstehen, welche alphanumerischen Programme zu verwenden sind.

Beispiele für M-Code für die CNC-Bearbeitung

M-Befehle haben generische Werte, die Folgendes beinhalten:

• M00: Stoppen Sie jedes Programm, das gerade läuft – Achsen, Kühlmittelüberflutung oder Spindel.
• M01: Dieser Befehl zeigt einen optionalen Stopp für das Programm an.
• M02: Ende des aktuell laufenden Programms.
• M03:  Beginnen Sie, die Spindel im Uhrzeigersinn zu bewegen.
• M04: Beginnen Sie, die Spindel gegen den Uhrzeigersinn oder rückwärts zu bewegen.
• M05: Stoppen Sie die Bewegung der Spindel.
• M06: Laden Sie ein anderes Werkzeug. Normalerweise enthält dieser Befehl den T-Wert. Beispielsweise sehen Sie möglicherweise „T1 M06.“
• M08: Beginnen Sie damit, das System mit Kühlmittel zu fluten.
• M09: Stoppen Sie den Kühlmittelfluss.

Diese Beispiele sind nur einige der M-Werte, die Sie möglicherweise in einem Programm zum Betreiben einer CNC-Maschine sehen.

Die wichtigsten M-Codes

Einige der am häufigsten verwendeten M-Codes sind:

M00:Programmstopp

Der M00-Befehl beendet das aktuelle Programm, sodass Sie Geräte wechseln oder Fehlerbehebungsaufgaben ausführen können.

M02:Programmende

Der Befehl M02 beendet das Programm vollständig. Das Beenden des aktuellen Programms Ihrer Maschine ist der erste Schritt, um ein neues zu beginnen.

M03:Spindelstart

Der Befehl M03 bewegt die Spindel im Uhrzeigersinn vorwärts. Dieser Befehl scheint der Funktion des G02-Befehls ähnlich zu sein, aber G-Codes bewegen nur die Maschine.

M04:Spindelstart

Der M04-Befehl bewegt die Spindel in die umgekehrte Richtung des M03-Befehls und nimmt sie in eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn. Dies ist ein notwendiges Manöver bei vielen computergestützten Fertigungsaufgaben.

M05:Spindelstopp

Der Befehl M05 stoppt die Spindel, damit Sie den aktuellen Stand Ihrer Arbeit überprüfen können.

M06:Werkzeugwechsel

Mit dem M06-Befehl können Sie Ihre Werkzeuge austauschen, ohne die Ausrüstung zu beschädigen.

Lesen von M-Codes

M-Codes oder sonstige Codes werden oft durch Codes aus anderen Kategorien ergänzt, um die idealen Einstellungen der Maschine zu aktivieren. Dadurch wirken Zeilen mit M-Codes komplex, obwohl sie in einer bestimmten Reihenfolge strukturiert sind, um einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten. Ein S-Code kann beispielsweise die Spindeldrehzahl einstellen, während sie mit einem M-Code bewegt wird. M-Codes werden häufig zusammen mit G-Codes verwendet, um eine Maschine effektiv zu betreiben.

The Main Difference Between G Code and M Code

G and M codes have particular, yet different uses for controlling CNC machines.

Some refer to the CNC program as G code, though the numbers accompanying G direct only the motion and function of the system. The M value is a part of the program that tells the machine how to do operations outside movements.

When looking at how these two types of commands work with a machine, think of G as for cutting and M as for miscellaneous operations.

While both control the equipment, they regulate different movements.

G commands tell the tool where and how to cut. M operations direct the machine to change tools, move the spindle or do other non-cutting tasks inside the equipment. If you want to make the process easier, you may consider CAD or CAM software, but this is not always a perfect solution.

Even if you have a CAD or CAM software program to change the directions you give to an alphanumeric program, you should still be familiar with CNC programming to make changes or amend the software based on the machine’s required input. The software will only do as much as the operator tells it to, and if you don’t understand the program it generates, you could have the machine execute an incorrect function, resulting in wasted time and material.

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