G-Code und M-Code verstehen:Schlüsselbefehle für den Erfolg der CNC-Bearbeitung

Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei CNC (Computer Numerical Control) um die automatisierte Steuerung von Bearbeitungswerkzeugen mithilfe eines Computers. Doch das passiert nicht einfach so; es erfordert die richtig codierte programmierte Anweisung.

Was ist also G-Code? Was ist M-Code? Und wie funktionieren eigentlich G-Code- und M-Code-Programmierung? In diesem Artikel wird jeder einzelne erklärt, aber zunächst wollen wir kurz darauf eingehen, was Programmierung eigentlich ist.

Ein Programm ist eine Folge von Codes und Daten, die der CNC-Maschine sagen, was sie tun soll. Die programmierten Codes ermöglichen zusammen mit den richtigen Werkzeugen in einem CNC-Bearbeitungszentrum eine korrekte und wiederholbare Teilefertigung.

Wenn Sie sich für den Programmierprozess interessieren, lesen Sie diesen Artikel.

Während eine CNC-Maschine läuft, wird der Code auf dem Monitor des Bedieners angezeigt und kann beim Scrollen gesehen werden, wie er von der Maschine gelesen und verarbeitet wird.

Was ist G-Code – Der Meister des Handelns

Einfach ausgedrückt ist G-Code eine Software-Programmiersprache, die zur Steuerung einer CNC-Maschine verwendet wird. Und selbst bei komplexer CNC-Bearbeitung wird G-Code auf einfache und logische Weise geschrieben.

Auf ein „G“ folgt eine Zahl, die einen Befehl zum Ändern der Geometrie darstellt. „G00“ ist beispielsweise ein Befehl für schnelle Bewegungen. Es bewegt das Werkzeug mit maximaler Geschwindigkeit zur Teilegeometrie und wird im Allgemeinen verwendet, um das Werkzeug und das Teil von nah nach fern oder umgekehrt zu bewegen.

Hier sind einige Beispiele für G-Code:

• G00:Eilgang zu einer bestimmten Koordinatenposition
• G01:Lineare Vorschubbewegung
• G02/G03:Vorschubbewegung im Uhrzeigersinn/gegen den Uhrzeigersinn

Auf diese Codes, beispielsweise G00, folgt eine geometrische Position. Die Geometrie wird mit Koordinaten auf Achsen übermittelt, also einer „X“-Koordinate und einer „Y“-Koordinate auf einer Ebene.

Lassen Sie uns „G00G58X-120.Y-5“ aufschlüsseln. Sie wissen, dass „G00“ eine schnelle Bewegung bedeutet. „G58“ gibt Arbeitskoordinaten an und ändert die Geometrie relativ zu Arbeitsversätzen, wie z. B. den Teileursprung. „X-120.“ bedeutet, auf der X-Achse auf „-120 mm“ und auf der X-Achse auf „Y-5“ zu gehen. bedeutet, auf der Y-Achse auf „-5 mm“ zu gehen.

G-Code kann eine Aktion auf unbestimmte Zeit wiederholen, bis sie gestoppt wird. Wenn beispielsweise G01 von einer Folge von X-, Y- oder Z-Positionen gefolgt wird, bedeutet dies, dass alle linearen Vorschubbewegungen bei G01 erfolgen. Ein typisches Bearbeitungsbeispiel ist das Planfräsen, bei dem die Reihenfolge der Positionen zur Bearbeitung der Gesichtskontur des Teils verwendet wird.

Alle diese Koordinaten im G-Code ermöglichen es der CNC-Maschine, eine konstante Leistung zu erbringen und gleichzeitig flexibel genug zu sein, um verschiedene Teile zu produzieren.

Die X- und Y-Achsen positionieren die Spindel präzise, um einen Schnitt oder eine andere Funktion auszuführen.

Was ist M-Code – Der Organisator von Funktionen

M-Code steuert verschiedene Funktionen, und typischerweise kann man sich diese als nicht-geometrische Maschinenfunktionen vorstellen. Beispiele hierfür sind das Starten und Stoppen der Spindeldrehung, das Ein- und Ausschalten des Kühlmittels, der Palettenwechsel usw. Einige dieser Funktionen können je nach Maschine variieren.

Hier sind einige Beispiele für M-Code:

• M00:Stoppen Sie jede Funktion, die das Programm gerade ausführt
• M03:Spindel im Uhrzeigersinn drehen
• M08/M09:Kühlmittelflutung ein/aus

Ähnlich wie der G-Code besteht der M-Code aus einem „M“ und einer Zahl. Im Gegensatz zu G-Code kann M-Code jedoch spezifischer für verschiedene Maschinen sein und ist besser anpassbar. Beide Typen werden benötigt, damit eine CNC-Maschine ihre Funktionen erfüllen kann.

Wie jede Sprache hat CNC viele andere Aspekte. Dieses Diagramm ist nur eine Auswahl aller Programmzeilen, die in den Code aufgenommen werden könnten.

Programmlinie Erklärung N102M6T2Blocknummer 102, Werkzeugwechsel zu Werkzeug 2 (3" FACEMILL)Kommentar – nicht von der Maschine gelesen, teilt dem Bediener-Ingenieur jedoch mit, dass Werkzeug 2 ein 3-Zoll-Planfräser istM82Palette A CheckIF[#10002+#11002LT150.]GOTO2001Werkzeughöhe min checkIF[#10002+#11002GT154.]GOTO2002Werkzeughöhe max. checkG00G90B267.Schnelle, absolute Positionierung, Palette dreht sich auf B 267 (Grad)M08Kühlmittel ein (TEIL B)Kommentar

Einige Beispiele für Code-Programmierzeilen und was sie bedeuten. Alles in Klammern wird von der Maschine nicht gelesen. Dies sind Kommentare für den Programmierer und Bediener.

Andere Befehle. Andere Maschinen.

Neben G-Codes, M-Codes und der X-/Y-/Z-Achsenpositionierung werden bei der CNC-Bearbeitung noch andere Befehle verwendet. Ein M03-Befehl zum Starten der Spindeldrehung erfordert einen „S“-Befehl, der die Spindelgeschwindigkeit in U/min steuert.

So wird das zu unserem aktuellen Codebeispiel hinzugefügt:G00G58X-120.Y-5.M03S3820.

Die Angabe „S3820“ gibt eine Spindeldrehzahl von 3820 U/min an. Bisher hat das Programm die Geometrie und die Spindeldrehzahl eingestellt.

Weitere mögliche Funktionen:

• F:Vorschubgeschwindigkeit
• T:Werkzeugnummer
• H:Aufruf der Werkzeuglängenkorrektur

Abhängig von den Fähigkeiten der CNC-Maschine können viele andere alphanumerische Bezeichnungen verwendet werden.

Bedenken Sie, dass die spezifischen G-Code- und M-Code-Beispiele, die wir untersucht haben, auf Programmen für horizontale und vertikale Bearbeitungszentren basieren. CNC-Drehmaschinen verwenden ebenfalls G-Code und M-Code, Sie können jedoch mit einigen anderen Befehlen und Sequenzen für das Drehen rechnen. 

Die Macht der Software

Während Maschinen häufig direkt mit G-Code programmiert werden, verwendet ein CNC-Programmierer häufig ein hochwertiges CAM-Programmiertool (Computer Aided Manufacturing).

Mastercam ist eine Code-Erstellungssoftware, die Programmierern hilft, den richtigen Code für das Projekt zu erstellen. Als Standard in der CNC-Branche nimmt Mastercam die Eingaben des Programmierers entgegen (alles, was er tun muss) und erstellt die richtige G-Code- und M-Code-Programmierung.

Hier ist ein vereinfachtes Beispiel für die Funktionsweise von Mastercam. Der Programmierer importiert ein Maschinenmodell und die Bearbeitungsvorrichtung. Anschließend wählt der Programmierer die Werkzeuge und Werkzeugwege für die Spindel aus, und der Code wird von der Software erstellt. Der Programmierer arbeitet mit den CAD-Modellen, orientiert sich aber hinsichtlich der genauen Spezifikationen und Toleranzen am Druck.

So leistungsstark Mastercam auch ist, kann die Programmierung zwei Wochen erfordern, wenn das Teil komplex ist (große Abmessungen und viele Werkzeuge erforderlich), während es für ein einfaches Teil nur zwei Stunden dauern kann. Offensichtlich ist ein Job mit 3 Werkzeugen einfacher als ein Job mit 100 Werkzeugen.

Die Mastercam-Software zeigt eine visuelle Darstellung des gesamten Projekts; Auf der linken Seite befinden sich Ordner mit dem Code, der zum Ausführen verschiedener Funktionen erforderlich ist.

Wer muss G-Code und M-Code kennen?

Abhängig von Ihren beruflichen Aufgaben ist die Lektüre dieses Artikels möglicherweise alles, was Sie über die CNC-Programmierung mit G-Code und M-Code wissen müssen. Oder Sie müssen möglicherweise tiefer graben, um Ihre täglichen Aufgaben ordnungsgemäß zu erfüllen.

In einer CNC-Maschinenwerkstatt ist es für viele Positionen hilfreich, etwas über Code zu wissen. Geschäfte mit einem guten internen Schulungsprogramm erklären neuen Mitarbeitern während des Einarbeitungsprozesses die Grundlagen des Programmierens. Andere integrieren es möglicherweise als Teil der Schulung der Bediener vor Ort.

Je nach Teil und Prozess laufen das CNC-Bearbeitungszentrum und das Programm wiederholt mit eingeschränkter Interaktion ab. Der Bediener lädt, entlädt, prüft, entgratet Teile und verpackt das Teil.

In einer perfekten Welt ist der richtige CNC-Code erst einmal programmiert, und es sind keine Änderungen vor Ort erforderlich. Bei vielen Projekten sind jedoch geringfügige Anpassungen erforderlich, z. B. die Anpassung von Arbeitsversätzen und Werkzeugverschleiß.

Die Maschinensteuerung ist gesperrt, um versehentliche Änderungen zu verhindern. Die Bearbeitung ist in der Werkstatt möglich, für die Aktivierung ist jedoch ein Schlüssel erforderlich. Die Bearbeitung ist meist erfahrenen Ingenieuren, Setup-Profis und Vorgesetzten vorbehalten.

Sie haben also den Code geknackt! Nun, zumindest wissen Sie, was G-Code und M-Code sind, und Sie kennen einige andere verwandte Befehle. Vielleicht denken Sie jetzt darüber nach, das Fachwissen einer CNC-Werkstatt zu nutzen.

Unser Leitfaden deckt neun Szenarien ab, die zu einer Zusammenarbeit mit einer CNC-Maschinenwerkstatt führen können (oder auch nicht). Klicken Sie einfach auf das Bild unten, um zu erfahren, wann es Zeit ist, mit einer High-End-CNC-Maschinenwerkstatt zusammenzuarbeiten.

Über den Autor

Dan sorgt dafür, dass die Maschinen bei Stecker Machine schnell laufen. Er optimiert Schneidwerkzeuge und -programme für maximale Effizienz, behebt alle Fertigungsprobleme und entwirft und wählt fortschrittliche Werkzeuge für neue Aufgaben und Produktverbesserungen aus. Tom ist der Mastercam-Experte von Stecker Machine. Er kümmert sich um die gesamte CNC-Fräsprogrammierung. Außerdem entwirft er Vorrichtungen und unterstützt die Produktion.