CNC-Effizienz steigern: 5 Experten-Tipps für G-Code

In letzter Zeit haben sich diese Kolumnen auf Faktoren konzentriert, die zur Produktivität von G-Code-Programmen beitragen – wie Konsistenz, Kompatibilität, Benutzerfreundlichkeit und Sicherheit. Programme in diesen Bereichen zu verbessern führt meist zu besserer Bearbeitungseffizienz. Wenn Programme konsistenter und kompatibler, einfacher zu bedienen und sicherer auszuführen sind, können die Maschinen – und die Menschen, die sie bedienen – natürlich produktiver sein.

Bei Effizienz muss man jedoch vorsichtig sein. Wenn man etwas tut, das die Effizienz verbessert, kann die Bearbeitung schwieriger und damit gefährlicher werden. Durch Steigerung der Kompetenz der Maschinenbediener kann dies ein akzeptables Ergebnis sein. Höhere Kompetenz ermöglicht CNC-Anwendern, komplexere Aufgaben sicher auszuführen.

Davon abgesehen konzentriere ich mich hier auf G-Code-Programmiertechniken, die die Effizienz verbessern und – größtenteils – weder Bedienbarkeit noch Sicherheit opfern. Es gibt natürlich unzählige Verbesserungen bei Bearbeitung, Spannen und Schneidwerkzeugen, die die Programmausführungszeit reduzieren. Hier konzentrieren wir uns auf Techniken, die kostenlos sind und nur eine Umstrukturierung des Programms erfordern, damit es schneller abläuft.

Wie bei all meinen Produktivitätskolumnen ist meine Absicht, Leser zu inspirieren, ihre eigene CNC-Umgebung zu betrachten und nach Optimierungsmöglichkeiten zu suchen. Nutzen Sie meine Vorschläge als Startpunkt.

Der kürzeste Weg

Wenn möglich (und sicher), stellen Sie sicher, dass so viele Achsen wie möglich während Nicht-Schneid-Befehlen gleichzeitig bewegt werden. Das umfasst Anfahren, Zurückziehen und Bewegungen, wenn Werkzeuge von einer bearbeiteten Fläche zur nächsten fahren. Bei Bearbeitungszentren jedoch, wenn Bediener gewohnt sind, zuerst X/Y-Achsenbewegungen zu sehen, dann die Z-Achse, könnten sie nervös werden, wenn alle Achsen gemeinsam innerhalb von 0,1 Zoll (2,5 mm) der Werkstückoberfläche bewegt werden. Falls dem so ist, fahren Sie das Werkzeug zuerst 1,0 Zoll (25,0 mm) über der Werkstückoberfläche in Z-Achse, dann den Rest im Rapid in Z.

M-Codes internalisieren

Achten Sie darauf, M-Codes wann immer möglich mit Bewegungsbefehlen zu kombinieren. Das gilt für Spindel ein/aus und Kühlmittel ein/aus. So wird die Aktivierungszeit des M-Codes intern zur Zeit, die die Bewegung braucht (oder umgekehrt). Das ist besonders wichtig bei Maschinen, die nur einen M-Code pro Befehl zulassen. Für diese Maschinen ist es unmöglich, Kühlmittel und Spindel gleichzeitig zu starten oder zu stoppen, es sei denn, der Maschinenhersteller stellt zusätzliche M-Codes dafür bereit.

Automatische Werkzeugwechsler effizient programmieren

Auch wenn dies Allgemeinwissen sein mag, hier ein paar Erinnerungen:

• Fügen Sie einen M19 in die Bewegung des Werkzeugs zur Werkzeugwechselposition ein. Dies richtet den Schlüssel im Werkzeugwechslerarm während der Bewegung an der Nut im Werkzeughalter aus.
• Bei Doppelarm-Werkzeugwechslern: Bereiten Sie das nächste Werkzeug vor (geben Sie den T-Code für das nächste Werkzeug an) kurz nach einem Werkzeugwechsel.
• Bei kurzen Bearbeitungszyklen: Stellen Sie sicher, dass die Werkzeuge im Werkzeugwechsler-Magazin aufeinanderfolgend geladen sind.

Aufpassen bei konstanter Schnittgeschwindigkeit

Bei Drehzentren zeigt sich ineffizient programmierte konstante Schnittgeschwindigkeit daran, dass die Spindel beim Werkzeugwechsel abbremst und wieder hochfährt. Das verlängert die Programmausführungszeit, weil die Spindel gewöhnlich länger zum Abbremsen und Hochfahren braucht als für die Zurückzieh-/Anfahrbewegung. Das belastet auch den Spindenantrieb unnötig und verschwendet Strom.

Abhilfe für aufeinanderfolgende Werkzeuge, die konstante Schnittgeschwindigkeit nutzen:

• Wählen Sie vorübergehend den Drehzahlmodus (rpm) und geben Sie die Drehzahl für die Anfahrposition des nächsten Werkzeugs während des Rückzugs des aktuellen Werkzeugs zur Revolverindexposition an. Das spart Zeit, da die Spindel nicht abbremsen muss.
• Indexieren Sie den Revolver und geben Sie den Befehl, zur Anfahrposition des neuen Werkzeugs zu fahren.
• Wählen Sie den Modus konstante Schnittgeschwindigkeit wieder. Die Spindeldrehzahl ändert sich nicht, da die Spindel bereits mit der passenden Drehzahl läuft.

Auf auffällige Pausen achten

Analysieren Sie Programme während sie laufen und beseitigen Sie Gründe für Maschinenpausen. Wenn es während eines Werkzeugwechsels eine Pause gibt, dreht sich das Magazin noch zum nächsten Werkzeug. Platzieren Sie die Werkzeuge im Magazin aufeinanderfolgend. Wenn das Werkzeug gewechselt hat, aber eine Verzögerung vor der ersten Bewegung entsteht, wechselt die Maschine den Spindelbereich. Verstehen Sie den Umschaltpunkt für Spindelbereiche und fahren Sie Werkzeuge, die den gleichen Bereich benötigen, wann immer möglich aufeinanderfolgend.

Wenn es eine lange Pause zwischen den Hubbewegungen beim Pfropfbohren (Peck Drilling) gibt, reduzieren Sie den Parameterwert. Für den G73-Zyklus ist 0,005 Zoll適切, für G83 0,04 Zoll. Ein Parameter steuert den Rückzugsbetrag zwischen den Hüben, und die meisten Maschinenhersteller setzen diese sehr konservativ.