Eine Einführung in G-Code und M-Code in der CNC-Programmierung

Die CNC-Bearbeitung ist ein traditioneller Herstellungsprozess, bei dem Schneidwerkzeuge und Bohrer eingesetzt werden, um systematisch Material von einem Werkstück zu entfernen und fertige CNC-Bearbeitungsteile herzustellen. Es wird von einer Maschine getragen, die Werkzeugwege empfängt, um das Teil zu schneiden, hauptsächlich im CNC-Bearbeitungs-G-Code . Der Code für die Maschine kann auf zwei Arten geschrieben werden. Die erste, manuell geschrieben oder im Gespräch an der Maschine geschrieben. Der zweite kommt von einem Prozessor, typischerweise von einer computergestützten Fertigungssoftware (CAM).

Die Computersoftware übernimmt die volle Kontrolle über die CNC-Maschine und die endgültigen fertigen Teile, daher ist es wichtig, die richtige CNC-Maschinenprogrammierung anzuwenden. Auf dem Vertrag kann eine schlechte Programmierung viele Fehler verursachen, wie z. B. Toleranzprobleme, schlechte Oberflächengüte, vorzeitigen Werkzeugbruch und eine Reihe anderer Probleme. Um die CNC-Bearbeitung konsistent zu gestalten, ist die Kenntnis der folgenden Kenntnisse über die CNC-Programmierung erforderlich.

3 grundlegende Methoden der CNC-Maschinenprogrammierung

Es werden drei grundlegende Programmiermethoden für die CNC-Bearbeitung verwendet – manuelle, Dialog- und CAM-Systemprogrammierung.

1. Manuelle Programmierung

Die manuelle Programmierung ist eine wertvolle grundlegende Fähigkeit zur Kontrolle. Dabei gibt der Bediener den Code manuell ein. Es kann zwar viel Zeit in Anspruch nehmen und ein wenig mühsam sein, erfordert jedoch in der Tat fundierte Kenntnisse der Programmiersprache. Um einen reibungslosen CNC-Bearbeitungsprozess zu gewährleisten, ist die manuelle Programmierung eine wertvolle Fähigkeit, die uns hilft, einige schnelle Änderungen vorzunehmen, wenn dies erforderlich ist.

2. Dialogprogrammierung

Dialogprogrammierung, auch „Shop-Floor“-Programmierung genannt, wird als grundlegende CNC-Methode immer beliebter, da sie grafische und menügesteuerte Funktionen umfasst. Genau wie bei der manuellen Programmierung gibt der Bediener nur Befehle in die CNC-Maschine ein, und potenzielle Probleme werden behoben, die sich aus schlechten Postprozessoren in CAM ergeben könnten.

3. CAM-Systemprogrammierung

Die CAM-Systemprogrammierung ähnelt in gewisser Weise einer Konversationsmethode, jedoch mit fortschrittlicheren Technologien. Ein CAM-System mit der Software zum Bereitstellen einer fortschrittlichen GUI, die Werkzeugwegstrategien beinhaltet, teilt dem Bediener mit, wie das Programm vorzubereiten und zu erzeugen ist. Gleichzeitig entfällt die manuelle Programmierung weitestgehend.

Das grundlegende Werkzeug der CNC-Programmierung – Code

Wenn Sie wissen, was CNC-Maschinenprogrammierung ist, sollten Sie das grundlegende Werkzeug kennen. Dann beinhalten alle CNC-Maschinenprogrammierungsmethoden G-Code und M-Code . G-Code ist die Programmiersprache, die Anweisungen darüber enthält, was mit der CNC-Maschine zu tun ist, und Präzision und wiederholbare Teile ermöglicht. M-Code verwaltet alle Arten von CNC-Maschinenfunktionen, wie das Starten und Stoppen der Spindeldrehung. Es gibt viele Arten von M-Codes und sie können von der Maschine angepasst werden, daher muss der Bediener die richtigen Funktionen noch einmal überprüfen, bevor die Maschine startet.

G-Code-Steuerung

Wenn eine CNC-Maschine läuft, gibt es einen Bildschirm auf der Maschine, um den gelesenen und bearbeiteten Code anzuzeigen.

Schnelles Erlernen von G-Code – Der Meister der Aktion

In einfachen Worten, G-Code ist eine Software-Programmiersprache, die zur Steuerung von CNC-Maschinen verwendet wird. Egal wie komplex die Ebene der CNC-Bearbeitung ist, G-Code wird auf einfache und logische Weise geschrieben.

Eine Zahl steht nach einem „G“ und bildet einen Befehl zum Ändern der Geometrie. „G00“ ist beispielsweise ein einfacher Befehl, der für eine schnelle Bewegung steht. Es weist das Werkzeug an, sich mit der maximalen Geschwindigkeit zur Teilegeometrie zu bewegen, die normalerweise verwendet wird, um das Werkzeug und das Teil von nah nach fern und umgekehrt zu bewegen.

Hier sind einige Beispiele für G-Code:

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

Diesen Codes (z. B. G00) folgt die geometrische Position. Geometrie wird durch Koordinaten auf den Achsen kommuniziert. Daher die „X“- und „Y“-Koordinaten auf der Ebene.

Lassen Sie uns „G00G58X-120.Y-5“ aufschlüsseln. Sie wissen, dass „G00“ eine schnelle Bewegung bedeutet.

„G58“ gibt die Werkstückkoordinaten vor und verändert die Geometrie relativ zum Werkstückversatz, z. B. den Teileursprung. „X-120.“ bedeutet Bewegung auf „-120 mm“, „Y-5“ auf der X-Achse. Zeigt die Bewegung zu „-5 mm“ auf der Y-Achse an.

G-Codes können eine Aktion unbegrenzt wiederholen, bis sie aufhört. Zum Beispiel bedeutet G01 gefolgt von einer Reihe von X-, Y- oder Z-Positionen, dass alle linearen Zustellbewegungen in G01 stattfinden. Ein typisches Bearbeitungsbeispiel ist das Stirnfräsen, bei dem die Folge von Positionen verwendet wird, um das Stirnprofil eines Teils zu bearbeiten.

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

Das 3D-Drahtmodell zeigt die Freiheitsgrade auf der CNC-Maschine, einschließlich X, Y, Z und B. Drehung der X- und Y-Achse zur präzisen Positionierung der Spindel zum Schneiden oder für andere Funktionen.

Schnelles Erlernen von M-Code – dem Organisator von Funktionen

M-Codes steuern verschiedene Funktionen, die im Allgemeinen als nicht geometrische Maschinenfunktionen betrachtet werden können. Beispiele sind das Starten und Stoppen der Spindeldrehung, das Ein- und Ausschalten des Kühlmittels, Palettenwechsel und mehr. Einige dieser Funktionen können je nach Maschine variieren.

Hier sind einige Beispiele für M-Codes:

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

Ähnlich wie der G-Code besteht der M-Code aus einem „M“ und einer Zahl. Im Gegensatz zu G-Codes können M-Codes jedoch spezifischer für verschiedene Maschinen und anpassbarer sein. Beide Arten von CNC-Maschinen sind erforderlich, um ihre Funktionen auszuführen.

Wie jede Sprache hat auch CNC viele andere Aspekte. Dieses Diagramm ist nur ein Beispiel für alle Programmzeilen, die in den Code aufgenommen werden können.

Wie funktionieren G-Code und M-Code bei der CNC-Bearbeitung?

Vor dem Aufkommen von Computern verwendeten Maschinisten Karten oder Bänder, um Maschinenbewegungen zu steuern. Sie stanzten in einer bestimmten Reihenfolge Löcher in diese Karten, um die Codes zu erstellen. Dies war zwar damals auch effektiv, aber ziemlich mühsam. Außerdem waren diese Karten anfällig dafür, in den Werkstätten beschädigt zu werden oder verloren zu gehen. Dies führte zu damaligen Produktionsproblemen.

Als Maschinisten anfingen, Computer für numerisch gesteuerte Maschinen zu verwenden, stießen sie immer noch auf einige Probleme. Dies lag daran, dass sie die Codes manuell eingeben mussten. Dies wäre natürlich sehr mühsam, wenn sie ziemlich komplizierte Teile herstellen, die viele Anweisungen erfordern.

Bei viel fortschrittlicheren Computern und Software können Maschinisten die Software jedoch einfach anweisen, was zu tun ist. Die Software generiert dann die G-Codes und M-Codes, die die Maschine versteht. Mit CAD (Computer Aided Design) und CAM (Computer Aided Manufacturing) Software ist die Codegenerierung für Maschinenfunktionen sehr einfach geworden.

4 wichtige Tipps zur CNC-Maschinenprogrammierung

• Nehmen Sie sich Zeit, um die Grundlagen zu wiederholen

Die besten CNC-Programmierer, Bediener und Mechaniker stellen sicher, dass sie die Grundlagen beherrschen, bevor sie mit einem Projekt beginnen. Bei der manuellen und Dialogprogrammierung sollten Bediener ihre Mathematik überprüfen, um sicherzustellen, dass sie die richtigen Spezifikationen in die CNC-Maschine programmieren.

• CNC-Maschinenprogrammierung

Als Schreiner sind Programmierer besser beraten, „zweimal zu messen und einmal zuzuschneiden.“

Programmierer sollten in dieser Anfangsphase auch bedenken, dass CNC-Software nicht narrensicher ist. Beispielsweise zeichnen die meisten CNC-Maschinenprogramme Kurven und Kreise als eine Reihe von Zeichenfolgen und nicht als echte Oberflächen, was sich auf alle Kurven im Hauptmuster auswirkt. CNC-Maschinenprogramme sind so genau wie die zugrunde liegende Mathematik, und es schadet nie, die eigene Arbeit noch einmal zu überprüfen.

• CNC-Maschinenvorschubraten anpassen

Bei jedem großvolumigen CNC-Projekt verbringt der Bediener viel Zeit damit, Programme einzuwählen, um einen reibungslosen, effizienten und konsistenten Betrieb zu gewährleisten. Einmal abgeschlossen und gesperrt, kann der Bediener „einrichten und vergessen“. Bestimmte Aspekte der benutzerdefinierten CNC-Maschinenprogrammierung können jedoch für die Fertigung optimiert werden.

Beispielsweise ruft jede Codezeile, die eine CNC-Maschine ausführt, Geschwindigkeit und Vorschub auf. Wenn der Bediener der Spindel befiehlt, zu starten, ohne einen begleitenden Geschwindigkeitsbefehl auszugeben, kehrt die Maschine zu ihrer letzten Drehzahl zurück. Das gleiche Prinzip gilt für die Vorschubgeschwindigkeit. In den frühen Phasen eines jeden Projekts sollten Bediener darauf vorbereitet sein, ihre Beschickungszeiten basierend auf der Qualität des Endprodukts und anderen relevanten Daten anzupassen.

• CNC-Maschinenkompensationsarten verstehen

Die Vergütung ermöglicht einfach unvorhersehbare Änderungen. Die Bediener können den Programmiercode ihrer CNC-Fräsmaschine perfekt eingeben oder berechnen, welche Werte das perfekte Teil ergeben sollten, aber sie können die Genauigkeit und Präzision der Programmierung nicht bestätigen, bis die Bearbeitung abgeschlossen ist. Es gibt viele schwer zu erklärende Variablen, die die Ergebnisse beeinflussen könnten. Beispielsweise kann sich die Werkzeugbelastung auf das Endprodukt auswirken, selbst wenn alle anderen Anfangseinstellungen und Berechnungen korrekt sind.

Der Bediener sollte die gebräuchlichsten Kompensationsarten kennen und während der Programmierung erklären. Die Kompensation kann manuell eingegeben oder mit dem automatischen voreingestellten Werkzeug in der CNC-Maschine programmiert werden. Zu den Bearbeitungskompensationstypen gehören Werkzeuglängenkompensation, Werkzeugradiuskompensation, Werkzeugverschleiß und Vorrichtungsversatz. Mit jeder Anpassung und Kompensation wird die Bearbeitung genauer.

Versuchen Sie, die CNC-Maschinenprogrammierung zu vereinfachen

G-Code ist der Standardcode fast aller CNC-Bearbeitungsprogramme; Das Programmieren der Operationen einzeln kann jedoch zeitaufwändig sein. Bediener können die Programmierzeit für Bohrungsbearbeitungen erheblich reduzieren, indem sie feste Zyklen verwenden.

Die feste Schleife erfordert unabhängig von der Bearbeitungsmethode nur ein Programmsegment pro Loch, und sobald der Bediener die feste Schleife betritt, kann er zusätzliche Löcher bearbeiten, indem er einfach die Koordinaten der Löcher neu programmiert. Codes wie G83 können Zeit sparen, Fehler reduzieren und die CNC-Maschinenprogrammierung umfassender gestalten.

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