G- und M-Code erklärt: Unterschiede und Einsatzmöglichkeiten in der CNC-Bearbeitung

CNC-Befehlscodes sind das Herzstück moderner Fertigungsprozesse. CNC-Maschinen arbeiten mit diesen CNC-Programmen, weshalb die Hersteller sie für verschiedene Fertigungsverfahren benötigen. CNC G- und M-Codes sind häufig verwendete Software-Programmiersprachen in der CNC-Bearbeitung, abhängig von den Aufgaben, die die Maschine ausführt.

Die Erstellung oder Implementierung dieser CNC-Programmiercodes kann jedoch sehr komplex sein. Daher hilft das Verständnis von Informationen über diese Codes dabei, die idealen Ergebnisse bei CNC-Bearbeitungsprozessen zu erzielen.

In diesem Artikel erfahren Sie alles, was Sie über die CNC-Programmiersprache und typische Beispiele für G- und M-Codes in der CNC-Bearbeitung wissen müssen. Sie erfahren auch etwas über den Unterschied zwischen CNC-G- und M-Codes und anderen Befehlscodes in der CNC-Bearbeitung.

Was ist eine CNC-Programmiersprache?

Bei der CNC-Programmiersprache handelt es sich um eine Reihe von Anweisungen, die CNC-Maschinen durch verschiedene Vorgänge leiten, um hochgenaue und präzise Teile herzustellen. Da CNC-Maschinen automatisiert sind, können sie verschiedene Aufgaben wie Fräsen, Schneiden und Bohren durchführen, indem sie einem generierten CNC-Maschinencode folgen.

Geometrischer/allgemeiner Code (G-Code) und Miscellaneous-Code (M-Code) sind die typischen CNC-Code-Beispiele, die bei der CNC-Bearbeitung verwendet werden. Sie müssen jedoch die Fähigkeiten der CNC-Maschine, das gewählte Material und das endgültige Design verstehen, um das Maschinenprogramm zu erstellen. Erfahrene CNC-Programmierer verlassen sich oft auf spezielle CAM/CAD-Software, um G- und M-Codes zu entwickeln, die die CNC-Maschine anweisen, die gewünschten Aufgaben auszuführen.

Warum sind CNC-Programmiercodes wichtig?

Vor der Erfindung von Computern konnten Maschinisten nur Karten und Bänder zur Steuerung von Maschinen verwenden. Sie stanzten diese Karten in verschiedenen Reihenfolgen, um G- und M-Codes zu erstellen. Diese Methode war zwar effektiv, aber auch sehr arbeitsintensiv. Außerdem wurden diese Karten oft beschädigt oder gingen verloren. Folglich gab es in den Tagen vor der Erfindung des Computers mehrere Komplikationen im Produktionsverfahren.

Das Aufkommen von Computern und numerisch gesteuerten Maschinen ist nach wie vor eine effektive Lösung für die meisten Produktionsprobleme. Diese computergesteuerten Systeme erfordern jedoch eine CNC-Programmierung mit G- und M-Code, um jede Aufgabe zu erfüllen. Die manuelle Kodierung kann arbeitsintensiv sein, insbesondere bei der Bearbeitung von Teilen mit komplexen Merkmalen.

Glücklicherweise folgen moderne Maschinen einer Reihe von Anweisungen, die von den Maschinenbedienern in das System geladen werden. Die CAM- und CAD-Software hat die Effizienz und Zugänglichkeit bei der Generierung von G- und M-Codes und dem Maschinenbetrieb optimiert. Sobald die Bearbeitungsparameter festgelegt sind, generiert die Software die erforderlichen Programmiercodes, um den effektiven Betrieb der CNC-Maschinen zu gewährleisten.

Was ist ein G-Code?

Der geometrische Code (RS-274D) ist der am häufigsten verwendete CNC-Programmiercode. Dieser CNC-Maschinencode besteht aus alphabetischen Codes, die spezifische Befehle für die Maschine symbolisieren. Die meisten G-Code-Programme sind im alphanumerischen Format geschrieben und beginnen mit G, was für Geometrie steht. Die CNC-G-Codes bestimmen die Bewegung der Maschine, den Vorschub und die Schnittgeschwindigkeit, den Werkzeugwechsel und andere wichtige Parameter.

Jede CNC-Maschine verfügt über einen eigenen Satz von G- und M-Code-Anweisungen. Daher müssen Sie den Code entsprechend dem Maschinentyp und den gewünschten Ergebnissen programmieren. Das Vorhandensein oder Fehlen von Leerzeichen zwischen den G- und M-Code-Befehlen kennzeichnet die Unterschiede in den G-Code-Formaten. Eine Maschine kann zum Beispiel G03 verwenden, während andere mit G3 kompatibel sind.

Als Programmierer von CNC-Maschinen müssen Sie daher mit dem von Ihnen verwendeten Maschinentyp vertraut sein, um die richtigen Befehle zu erzeugen. Andernfalls können Befehlsfehler zu schwerwiegenden Komplikationen bei der Teileproduktion führen.

Funktionen der CNC-Bearbeitung G-Code

Wie bereits erwähnt, geben die CNC-G-Codes die Bewegungen der Maschine vor. Er verwendet verschiedene Buchstaben und Zahlen, um der CNC-Maschine Anweisungen zu geben, wie und wohin sie sich bewegen soll. Im Folgenden werden die Funktionen dieser Buchstaben im G- und M-Code der CNC-Bearbeitung erläutert.

• A: Führt die Werkzeugmaschine um die X-Achse.
• B: Die Zahl mit B gibt den Rotationswert um die y-Achse an.
• C: Eine Hilfsachse, die sich um die Z-Achse dreht. Sie leitet ihren Positionswert vom C-Wert ab.
• D: Gibt an, um wie viel das System den Werkzeugdurchmesser verschiebt.
• G: Zeigt an, wann sich das Werkzeug bewegen und anhalten muss.
• I und J: Geben Sie den inkrementellen Mittelpunkt der von der Maschine erzeugten Bögen an.
• N: Gibt die Zeilennummer an.
• L: Gibt dem System einen Wert, der die sich wiederholenden Operationen und die erforderlichen Zeiten für die Schleifen anzeigt.
• P: Zeigt an, dass das Programm einen Zeitsprung oder eine Zeitverzögerung aufweist.
• R: Gibt den Radius der von der Maschine erzeugten Bögen an.
• S: Gibt der Maschine vor, wie schnell sie die Spindel bewegen soll.
• T: Weist die Maschine an, welches Werkzeug zu verwenden ist.
• X, Y, Z: Geben die Position des Werkzeugs in drei Dimensionen an - X steht für die Horizontale, Y für die Vertikale und Z für die Tiefe.

Was ist ein M-Code?

Der M-Code oder Miscellaneous Code umfasst eine Reihe von Hilfsbefehlen, die für die Steuerung der verschiedenen oder nicht geometrischen Funktionen einer G- und M-Code-CNC-Maschine wichtig sind. Dieser Kupfercode für die CNC-Bearbeitung regelt wichtige Vorgänge wie das Aktivieren des Kühlmittelsystems, das Anhalten des Programms und das Einschalten der Maschine nach dem Betrieb.

In jedem Satz von Programminformationen gibt es nur einen M-Code. Daher ist die Verwendung der richtigen M-Codes bei der CNC-Programmierung am besten, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten, da M-Codes verschiedene Maschinenfunktionen aktivieren oder deaktivieren. Betriebsfehler und Programmierkonflikte können auftreten, wenn sich diese Befehle in einem einzigen Satz überschneiden.

CNC-M-Codes ähneln den G-Codes, da sie auf verschiedenen CNC-Maschinen unterschiedlich sind. Die Unterschiede können in der numerischen Formatierung der Codes auftreten, einschließlich des Ausschlusses oder der Aufnahme von führenden Nullen. Ein G- und M-Code kann zum Beispiel M3 verwenden, während ein anderer M03 verwendet. Daher müssen Sie mit den spezifischen Kodierungsanforderungen der Maschine vertraut sein, um reibungslose und fehlerfreie Bearbeitungsvorgänge zu gewährleisten.

Funktionen der CNC-Bearbeitung M-Code

Der M-Code bestimmt alle nicht-geometrischen Funktionen der Maschine. Mit anderen Worten, er steuert die verschiedenen Funktionen der Maschine. So steuert der M-Code zum Beispiel den Start und die Pause der Spindeldrehung, das Ein- und Ausschalten des Kühlmittels und den Palettenwechsel.

Wenn die CNC-Maschine das System mit Kühlmittel fluten und nach einem Temperaturabfall abschalten muss, steuern der G- und der M-Code diese Maschinenvorgänge. Die Sprache der M-Codes hängt wie bei den G-Codes von der CNC-Maschine ab. M-Codes sind jedoch spezifischer und lassen sich für verschiedene Maschinen besser anpassen als G-Codes.

Allgemeine Beispiele G- und M-Codes in der CNC-Bearbeitung

Erfahrene Maschinenprogrammierer verwenden CNC G- und M-Codes, um CNC-Maschinen für verschiedene Fertigungsverfahren vorzubereiten. Hier finden Sie Beispiele für häufig verwendete CNC G- und M-Codes.

Gemeinsamer G-Code für die CNC-Bearbeitung

G-Codes in der CNC-Bearbeitung vereinfachen komplexe Operationen mit standardisierten Codes, die die Leistung und Konsistenz der Operation sicherstellen.

• G00 - Schnellpositionierung: Dieser Code befiehlt der Werkzeugmaschine, eine bestimmte Koordinate mit maximaler Geschwindigkeit anzufahren. In der Regel wird die Werkzeugmaschine positioniert, ohne dass Material geschnitten wird, was die Effizienz bei spanlosen Bewegungen erhöht.
• G01 - Lineare Interpolation: Der Befehlscode G01 ist einer der in der CNC-Bearbeitung verwendeten Standard-G-Codes. Er weist das Werkzeug an, einer geraden Bahn zwischen zwei Punkten mit einer programmierten Vorschubgeschwindigkeit zu folgen. Zerspaner verwenden diesen Code häufig für geradlinige Schneidoperationen.
• G02 - Kreisförmige Interpolation - im Uhrzeigersinn: Dieser Code erzeugt Kreise und Bögen, indem er das Werkzeug entlang einer Kreisbahn im Uhrzeigersinn führt. Er hilft bei kreisförmigen Bearbeitungsaufgaben und erleichtert die präzise Bewegung zu einem bevorzugten Endpunkt.
• G03 - Kreisförmige Interpolation - gegen den Uhrzeigersinn: Dieser Code spiegelt den Code G02 wider, aber das Werkzeug bewegt sich entlang der Kreisbahn gegen den Uhrzeigersinn. Er eignet sich gut für die Erstellung von Kreisen und Bögen, die eine Annäherung gegen den Uhrzeigersinn erfordern.
• G04 - Verweilen: Der Code G04 weist das CNC-Werkzeug an, für eine bestimmte Zeit an seiner aktuellen Position zu pausieren. Die Verweilzeit wird am besten verwendet, wenn das Schneidwerkzeug abkühlen oder die Spindel eine bevorzugte Drehzahl erreichen muss.

Eine Liste von Funktions-G-Codes umfasst:

Gemeinsamer M-Code für die CNC-Bearbeitung

Hier sind einige der M-Codes, die in der CNC-Bearbeitung verwendet werden, zusammen mit ihren Funktionen:

• M00 - Programmstopp: Dieser Code weist die Maschine an, das CNC-Programm vorübergehend anzuhalten. Normalerweise muss der Bediener eingreifen, um das Programm fortzusetzen.
• M02 - Programmende: Dieser Code befiehlt der CNC-Maschine, ein Programm zu beenden. Die Steuerung hält nach der Ausführung dieses Programms an, und der Maschinenbediener muss die CNC-Maschine neu starten oder zurücksetzen.
• M03 - Spindel ein (im Uhrzeigersinn): Er löst die Spindeldrehung im Uhrzeigersinn aus. Häufig wird ein Drehzahlbefehl (S) zur Einstellung der Spindeldrehzahl mitgegeben.
• M04 - Spindel ein (gegen den Uhrzeigersinn): Wie M03, der Maschinenbediener verwendet diesen Code, um die Spindel zu starten und sie im Gegenuhrzeigersinn zu drehen.
• M05 - Spindelstopp: Stoppt die Spindeldrehung. Maschinisten verwenden diesen Befehl häufig, um die Spindel für bestimmte Vorgänge, wie z. B. den Werkzeugwechsel, stillzuhalten.

Nachstehend finden Sie eine Liste von Funktionscodes M:

Unterschiede zwischen den CNC-Codes G und M

Wie bereits erwähnt, weisen CNC-G- und M-Codes gewisse Ähnlichkeiten auf, unterscheiden sich aber in ihrer Verwendung zur Steuerung von CNC-Maschinen. Der G-Code steuert die Bewegung und Funktion der CNC-Maschine. Im Gegensatz dazu steuert der M-Code Vorgänge, die nichts mit der Bewegung zu tun haben, wie z. B. das Ein- und Ausschalten der Spindel, das Ändern von CNC-Schneidwerkzeuge, Stoppen von Programmen und Aktivieren von Kühlsystemen. G- und M-Code beziehen sich auf die Geometrie und sind bei der Produktgestaltung hilfreich.

Die M-Codes hingegen beziehen sich auf Maschinenfunktionen und sind für verschiedene Arbeitsgänge nützlich. Außerdem aktiviert der G-Code die CNC-Maschine, während der M-Code die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) der CNC-Maschine aktiviert.

Andere Befehlscodes in der CNC-Programmierung

Obwohl G- und M-Codes die am häufigsten verwendeten Befehlscodes in CNC-Maschine Programmierung gibt es weitere CNC-Programmiercodes, die eine wichtige Rolle bei den Bearbeitungsprozessen spielen.

Verweilen Codes

Dwell G und M Code unterbrechen den Betrieb der Maschine für eine bestimmte Zeit und an einem bestimmten Ort. Maschinenprogrammierer geben die Verweilzeit mit dem P-Code an, der die Verweilzeit in Sekunden angibt. Zum Beispiel würde der Code G04 P2 die Maschine für 2 Sekunden pausieren lassen.

F Code (Vorschubgeschwindigkeit)

Der F-Code gibt den erforderlichen Vorschub an, mit dem sich das Werkzeug entlang der programmierten Werkzeugbahn bewegen soll. Der dem F-Code beigefügte Wert gibt die Vorschubgeschwindigkeit in Einheiten pro Minute an. Mit F200 wird die Spindeldrehzahl zum Beispiel auf 200 Einheiten pro Minute eingestellt.

S Code (Spindeldrehzahl)

Mit dem S-Code geben die Maschinenführer die gewünschte Spindeldrehzahl für CNC-Bearbeitungsvorgänge. Der Wert nach dem S-Code gibt die Spindeldrehzahl in Umdrehungen pro Minute (U/min) an. Zum Beispiel programmiert S 1000 die Spindeldrehzahl auf 1000 U/min.

T-Codes (Werkzeugauswahl)

T-Codes definieren die erforderliche Werkzeugnummer oder Werkzeugkorrektur für die Bearbeitung. Diese Codes geben das entsprechende Werkzeug im Werkzeugmagazin oder Werkzeughalter an, das für bestimmte Operationen eingesetzt werden soll. Zum Beispiel wählt T01 das Werkzeug Nummer 1, T05 das Werkzeug Nummer 5, und so geht es weiter.

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Schlussfolgerung

Der Einsatz von CNC-Maschinen ist eines der wichtigsten Verfahren bei der CNC-Bearbeitung. Sie sollten jedoch beachten, dass diese Maschinen auf der Grundlage von Programmiersprachen wie CNC G- und M-Codes arbeiten, die ihnen vorgeben, was sie zu tun haben. Die Beherrschung dieser CNC-Programmiercodes hilft Ihnen also zu verstehen, warum sie für die CNC-Bearbeitung so wichtig sind und wie Sie erfolgreich Teile herstellen können.

FAQs

Warum ist die CNC-Programmierung bei der Bearbeitung so wichtig?

Die CNC-Programmierung ist bei der Bearbeitung von Werkstücken nützlich, da sie ein höheres Maß an Automatisierung, Effizienz, Produktivität und Präzision gewährleistet. Diese Technologie ermöglicht die Herstellung komplexer Teile in hervorragender Qualität und hoher Geschwindigkeit.

Warum verwenden Programmierer bei der CNC-Programmierung Werkzeugkorrekturen?

Maschinenprogrammierer verwenden Werkzeugkorrekturen, um Längen- und Durchmesserschwankungen der Werkzeuge auszugleichen. So wird die Position des Werkzeugs angepasst, um eine genaue Bearbeitung zu gewährleisten.

Was sind die gängigen Methoden der CNC-Programmierung?

Zu den Standardmethoden, mit denen Programmierer CNC-Programme für Fertigungsprozesse erstellen, gehören die manuelle Programmierung, die Programmierung im Betrieb und die Programmierung mit CAD/CAM-Systemen.