G-Code für CNC: Der vollständige Leitfaden

Alle Hersteller verwenden CNC-Programmierung, um Werkzeugmaschinen zur Herstellung von Teilen und Komponenten zu steuern. Im Mittelpunkt dieses automatischen Produktionsvorgangs steht eine Reihe von Befehlen, die die Bewegung der CNC-MaschineDie genannten Befehle werden als geometrischer Code (G-Code) bezeichnet.

Was ist G-Code für CNC?

G-Code beschreibt eine spezielle Programmiersprache, die in CNC-Maschinen verwendet wird, um deren Bewegung und zusätzliche Funktionen zu steuern.

Dabei handelt es sich nicht um eine ausschließliche Computersprache, sondern um einen vergleichbaren Satz fortgeschrittener Sprachen, die Motor- und Schalter-/Relaissteuerbefehle für Maschinenfunktionen bereitstellen. Zu den Befehlen gehören unter anderem Spindelgeschwindigkeit, Achsverfahrmotoren und physikalische Ausrichtungen basierend auf einem inkrementellen oder absoluten Bezugswert.

Gcode für CNC ist die beliebteste Programmiersprache zur Steuerung computergesteuerter Fertigungsanlagen.

Die Sprache kann manchmal relativ komplex sein und sich von Maschine zu Maschine unterscheiden. Die Grundlagen sind jedoch viel einfacher, als es zunächst scheint, und die meisten folgen einem Branchenstandard.

Unterschiede zwischenM-Code und G-Code in CNC

M- und G-Code, die in der CNC verwendet werden, erfüllen beim Betrieb einer CNC-Maschine unterschiedliche, aber dennoch gegensätzliche Zwecke. Es gibt drei wesentliche Unterschiede zwischen der Programmiersprache M- und G-Code:

1. Gcode steuert die Mobilität und den Betrieb einer CNC-Maschine. Umgekehrt steuert M-Code Funktionen, die nichts mit Bewegungen zu tun haben.
2. Gcode setzt die CNC-Maschine in Bewegung, während M-Code die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) der Anlage ansteuert.
3. Gcode-Befehle liegen normalerweise in CNC-Geräten vor. Andererseits sind die meisten M-Codes weiterhin ähnlich.

Funktion des G-Codes für CNC

Der Hauptzweck des G-Codes besteht darin, die Bewegung und den Betrieb einer CNC-Maschine zu steuern. Es systematisiert einen 3D-Prozess, bei dem Druckköpfe, Schneideplotter und andere Komponenten über eine Schiene gesteuert werden, die sie für den vorgesehenen Betrieb einrichtet und den Befehl ausführt.

Während des Prozesses legt der G-Code Kühlmittelströme und Spindelgeschwindigkeiten fest und verwaltet alle erforderlichen Werkzeugmodifikationen. Es ermöglicht das Schreiben von Schnitt- und Bewegungsmustern, die detaillierte Prozesse bilden, die von CNC-Maschinen ohne Aufsicht eingehalten werden können.

So funktioniert G-Code für CNC

Der Betriebsablauf des G-Codes für CNC ist ein synchronisierter Vorgang zwischen der Codeprogrammierung durch den Bediener und den Maschinenfunktionen.

Alle CNC-Maschinen verfügen über einen Mikrocontroller, der den G-Code dekodieren kann. Die meisten Maschinen arbeiten mit standardisiertem G-Code.

Bestimmte Maschinen verfügen jedoch über mehrere Achsen oder erweiterte Eigenschaften, die mit Standard-G-Code-Befehlen nicht gesteuert werden können. Daher sind zusätzliche Befehle erforderlich, um die zusätzlichen Funktionen zu steuern.

Das interne Steuersystem liest und dekodiert die Befehle basierend auf den Mikrocontroller-Signalen. Anschließend gibt es den vielen CNC-Maschinenfunktionen Bewegungsanweisungen.

Struktur des G-Codes für CNC-Maschinen

Der G-Code für CNC ist eine Mischung aus einem Buchstaben und einer Zahl. Der Abstand zwischen Buchstaben und Zahlen variiert je nach CNC-Ausrüstung.

Jede G-Code-Zeile, auch G-Code-Block genannt, kann mehrere Befehlsgruppen enthalten. Die Maschine liest und führt diese Befehle in einem bestimmten Muster von oben nach unten und von links nach rechts aus.

Hier sind die gebräuchlichen Buchstaben, die im G-Code für die Programmiersprache von CNC-Maschinen verwendet werden:

• N:stellt die Zeilennummer dar
• G:Zeigt an, wann sich das Werkzeug bewegt und stoppt
• X, Y, Z:Stellt die Werkzeugposition in 3D dar (X-horizontal, Y-vertikal und Z-Tiefe).
• F:Gibt die Vorschubgeschwindigkeit der CNC-Maschine an
• S:Bestimmt die Spindeldrehzahl
• T:Bestimmt die zu verwendenden Werkzeuge
• M:Belehrt über verschiedene Maschinenfunktionen oder Maschinenfunktionen
• Ich und J:Stellt die von der Maschine erzeugten inkrementellen Bogenmittelpunkte dar
• R:Geben Sie den Bogenradius an
• A:Führen Sie das Werkzeug um die X-Achse
• B:Stellt den Rotationswert um die Y-Achse dar
• C:Stellt den Positionswert um die Z-Achse dar
• D:Bestimmt den Umfang, in dem die CNC-Maschine den Werkzeugdurchmesser versetzt.
• L:Gibt sich wiederholende Vorgänge und die Häufigkeit an, mit der sie wiederholt werden sollen
• P:Befiehlt dem G-Code, dass die CNC verzögert oder rechtzeitig einspringt

Andere Strukturen des G-Codes für CNC hängen von den Fähigkeiten der Maschine ab. Der Code fügt möglicherweise zusätzliche Richtungskoordinaten für 4- oder 5-Achsen-Geräte hinzu.

Der häufigste G-Code

Sie können den G-Code für CNC-Maschinen abhängig von ihren Funktionen in verschiedene Gruppen einteilen. Zu den Kategorien gehören:

 

G-Code	Anweisung
Positionierungsbefehle G00 G01 G02 G03 G90	Schnelle CNC-Werkzeugpositionierung Lineare Interpolation Bogeninterpolation im Uhrzeigersinn (helikale oder kreisförmige Interpolation) Interpolation gegen den Uhrzeigersinn (helikale oder kreisförmige Interpolation) Verwenden Sie absolute Koordinaten
Geschwindigkeitsbefehle G08-G09 G93-G95 G96 G97	Dekrementelle oder inkrementelle Geschwindigkeit Auswahl des linearen Vorschubwerts Kontinuierliche Oberflächengeschwindigkeit Kontinuierliche Spindelgeschwindigkeit
Bearbeitungsfunktionsbefehle G81 G82 G83 G84	Grundlegendes Bohren Einfaches Bohren mit Verweilzeit Bohren von Tiefenlöchern Klopfen
Offset-Befehle G40 – G44 G53-G59	Werkzeugversatzwerte Nullpunktversatzwert
Verschiedene Befehle G04 G61 G80-G89	Wartezeit Exakter Stoppmodus Prozessbeschreibung

So generieren Sie G-Code

Hier werden wir die vier wesentlichen Verfahren der G-Code-Generierung unter Verwendung von CAD/CAM-Software hervorheben:

Schritt eins: CAD-Prototyp entwickeln

Die Entwicklung des CAD-Prototyps des herzustellenden Artikels ist der erste Schritt. Sie führen dies mit einer CAD-Software durch, die Ihrer Meinung nach Ihren Anforderungen entspricht. Eine Alternative ist das Scannen des physischen Produkts oder das Importieren der verfügbaren CAD-Prototypen. Dennoch sollten Sie darauf achten, dass der Prototyp die exakte Form, Größe und Eigenschaften des Endprodukts widerspiegelt.

Schritt zwei: Skizzieren Sie die CAM-Spezifikationen

Die Darstellung der CAM-Spezifikationen ist wichtig, um zu bestimmen, wie das CNC-System die CAD-Prototypbearbeitung durchführt. Diese Phase kann mithilfe einer eigenständigen CAM-Software durchgeführt werden, die in der Lage ist, CAD-Prototypen oder in CAD-Software eingebettete CAM-Software zu importieren.

Material, CNC-Maschinentyp, Plasmaschneidwerkzeug, Werkzeugführung, Vorschubgeschwindigkeit, Spindeldrehzahl und Bearbeitungsvorgänge sind die entscheidenden CAM-Spezifikationen, die berücksichtigt werden müssen. Darüber hinaus ist die Simulation des Bearbeitungsvorgangs hilfreich, um Kollisionen oder Fehler zu erkennen.

Schritt drei: G-Code für CNC generieren

Die CAM-Spezifikationen sind maßgeblich an der G-Code-Generierung beteiligt. Dies kann über eine CAM-Software oder manuell erfolgen.

Denken Sie daran, sicherzustellen, dass der entwickelte G-Code für CNC mit dem Gerät synchronisiert ist und der Benchmark-Konfiguration und -Syntax entspricht. Zur Anpassung der Ausgabe oder zur Leistungsoptimierung können Sie eine G-Code-Bearbeitung durchführen.

Schritt vier: Geben Sie den G-Code in die Maschine ein

Die letzte Phase besteht darin, den entwickelten G-Code in die CNC-Maschine einzuspeisen und auszuführen. Die Zuführung kann über ein drahtloses Gerät, eine Netzwerkverbindung oder ein USB-Laufwerk erfolgen. Sie sollten sicherstellen, dass die CNC-Maschine über die richtigen Schneidwerkzeuge, Koordinaten und das richtige Material verfügt.

Darüber hinaus empfiehlt es sich, den G-Code vor dem Betrieb an einem Probelauf oder einem Probeprodukt zu testen. Dies trägt dazu bei, die Sicherheit und Qualität des Endprodukts zu gewährleisten.

Interpretieren von G-Code-Befehlen

Das Lesen des G-Codes für CNC-Maschinenbefehle ist mit etwas Übung relativ einfach. Schauen wir uns die grundlegenden Schritte an, die Ihnen bei der Interpretation von G-Code-Befehlen helfen:

1. Konzentrieren Sie sich zunächst auf den Buchstaben des G-Code-Befehls.
2. Der Buchstabe G steht für die Funktion der CNC-Maschine. Die Zahl nach dem Alphabet stellt den Maschinenvorgang oder Prozess dar, der betroffen ist.
3. Die Buchstaben X, Y und Z zeigen die Position im Koordinatensystem an. Die diesen Buchstaben folgenden Zahlen geben die genaue Position in jeder Achse an.
4. Die Buchstaben A, B und C stellen die gleiche Winkelposition wie X, Y und Z dar. Die den Buchstaben folgende Zahl gibt den Winkeldrehwert in einer bestimmten Richtung an.
5. Buchstaben wie F und S geben die Spindeldrehzahl und den Vorschub an. Die darauf folgende Zahl nach den Buchstaben gibt die Geschwindigkeit der zugehörigen Werte an. Beispielsweise weist F200 die CNC-Maschine an, 200 Vorschübe zu verwenden.
6. Sie können im G-Code für CNC Kommentare hinzufügen, indem Sie am Ende des Blocks ein Semikolon (;) einfügen. Jeder in einem Block nach dem Semikolon geschriebene Kommentar hat keinen Einfluss auf den Betrieb der CNC-Maschine.

Software zum Erstellen von G-Code

Typischerweise ist der Vorgänger des G-Codes für CNC-Maschinen eine CAD-Datei. Es erstellt ein grafisches 2D- oder 3D-Modell des benötigten Produkts. Anschließend gibt es fortschrittliche Software, die CAD-Entwürfe automatisch in optimale G-Code-Befehle umwandeln kann.

CAM-Software ist das gängige und leistungsstarke Werkzeug zum Generieren von G-Code-Dateien für den Einsatz in CNC-Maschinen. Sie ermöglichen eine G-Code-Simulation und Sie können das Programm direkt mit dem Gerät verbinden.

Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass das Computersystem automatisierte Berechnungen durchführen kann, um die beste Werkzeugroute und zusätzliche Einstellungen zu ermitteln. Die entwickelte G-Code-Programmierung ist in der Lage, Funktionen wie CNC-Werkzeugversätze zu berücksichtigen.

G-Code-Bearbeitungssoftware kommt zum Einsatz, wenn Änderungen am G-Code für die CNC vorgenommen werden müssen. Diese G-Code-Editoren sind erforderlich, wenn Sie CAD-Designanpassungen vornehmen möchten.

Das erstellte G-Code-Programm ist aufgrund unterschiedlicher Ausstattungsmerkmale und Formatvariationen nicht für alle CNC-Maschinen Standard. Folglich durchlaufen die Programmieranweisungen eine zusätzliche Software, die sogenannte Nachbearbeitung.

Diese Software systematisiert den generierten G-Code genau basierend darauf, wie die Maschine lesen soll. Dadurch wird jegliches Risiko von Fehlern aufgrund von Unterschieden in der Steuerungssoftware verschiedener Geräte vermieden. Es ist diese Version des G-Codes, die Sie in die CNC-Maschine einspeisen und aktivieren.

Maschinentypen, die G-Code für CNC anwenden

Es gibt eine ganze Reihe von CNC-Maschinen, die die G-Code-Programmierung verwenden. Zu den gängigen Maschinen gehören:

· CNC-Fräsmaschine

CNC-Fräsmaschinen verwenden ein rotierendes Schneidwerkzeug für ein statisches Werkstück. Es verfügt über ein Schneidwerkzeug, das in verschiedenen Formen und Designs erhältlich ist. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Fräsverfahren.

· CNC-Drehmaschine

Dieser CNC-Maschinentyp verfügt über ein statisches Schneidwerkzeug an einem sich drehenden Werkstück. Es ist maßgeblich an der Bildung symmetrischer Markierungen auf konischen und zylindrischen Oberflächen beteiligt.

Die Ausrüstung umfasst einen spiralförmigen Werkzeugweg um das Werkstück. Die CNC-Drehmaschine hilft bei der Bearbeitung von Außenflächen während des Formgebungsprozesses. CNC-Drehmaschinen nutzen das Arbeitskonzept einer Drehmaschine.

· CNC-Schleifmaschine

Die Hauptfunktion einer CNC-Schleifmaschine besteht darin, eine feine Oberflächenbearbeitung sicherzustellen. Es entfernt vernachlässigbares Material vom Werkstück und verleiht ihm eine glatte Oberfläche.

Sie dient als Zusatzausrüstung neben anderen Maschinen wie Dreh- und Fräsmaschinen. Darüber hinaus sind CNC-Schleifmaschinen auch in der Lage, die beim Schweißen und den damit verbundenen Verbindungsvorgängen entstehenden Grate zu beseitigen.

· CNC-Bohrmaschine

Die meisten Bohrungen werden mit einer CNC-Bohrmaschine durchgeführt. Es bohrte mit einem Bohrer Löcher in Werkstücke. Das gebohrte Loch kann der Sekundärmontage, Befestigungsschrauben oder ästhetischen Zwecken dienen.

Im Allgemeinen werden Bohrmaschinen nach anderen Bearbeitungsvorgängen eingesetzt. Der Lochdurchmesser ist oft begrenzt. Daher kommt eine CNC-Bohrmaschine zum Einsatz, wenn ein großer Lochdurchmesser erforderlich ist.

· CNC-Fräsmaschine

Hierbei handelt es sich um eine Art CNC-Maschine, die beim Schneiden verschiedener Materialien hilft. Typischerweise kombiniert es eine Handfräse mit einem CNC-System.

Die Oberfräse ist in der Lage, eine genau definierte Materialmenge von der Werkstückoberfläche zu entfernen. Dadurch können komplexe Schnitzereien angefertigt werden.

· CNC-Laserschneidmaschine

Bei diesem CNC-Maschinentyp erzeugt ein extrem fokussierter Laserstrahl Wärme, die das zu bearbeitende Material schmilzt und schneidet. Ein optisches System in der CNC-Laserschneidmaschine sorgt für eine sehr intensive Hitze.

Allerdings ist die Ausrüstung hinsichtlich der zu schneidenden Materialien begrenzt. Bei der Bearbeitung empfindlicher Materialien wie Kunststoffe entstehen gefährliche Gase, die das optische System zerstören können.

· CNC-Wasserstrahlschneidemaschine

Dies ist eine kreative Methode zum Schneiden von Werkstücken, bei der mit Hochdruckwasserkraft jedes beliebige Objekt durchtrennt wird. Die Wasserstrahldicke ist geringer als die von menschlichem Haar.

Der G-Code für die CNC-Maschinenprogrammierung ermöglicht die Verschiebung des Schneidkopfes. Sie können die Maschine in jeder Anwendung einsetzen, da sie Materialien mit großer Dicke durchbohren kann.

Bei TSINFA helfen wir Ihnen, die richtige CNC-Maschine für alle Ihre Fertigungsanforderungen zu finden. Unser Team unterstützt Sie im gesamten Programmierprozess.

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