CNC Programmierung mit G-Code

ANZEIGE

CNC Programmierung mit G-Code – Was ist das?

Der G-Code, auch DIN-Code genannt, ist eine Maschinensprache, mit deren Hilfe der Programmierer der CNC-Maschine sagt, was sie machen soll.

CNC steht für computerized numerical control und bedeutet, dass die Maschine durch einen Computer gesteuert wird.

Der G-Code heißt so, weil viele Befehle mit einem G, gefolgt von einer Zahl, beginnen (z.B. G56). Tatsächlich jedoch existieren verschiedenste Befehle mit allen möglichen Buchstaben von A-Z des Alphabets. Die Summe der G-Code Befehle ergeben das Maschinenprogramm.

Da der G-Code weitestgehend standardisiert ist, ist dieser auf nahezu jeder CNC-Maschine ablauffähig. Sobald das Maschinenprogramm in die Maschine eingespielt wird, läuft der Job im Idealfall nahezu vollautomatisch ab.

Wie ist das CNC Programm aufgebaut?

Das CNC-Programm setzt sich aus mehreren sogenannten Sätzen zusammen. Ein Satz entspricht genau einer Zeile im Maschinenprogramm. Im englischen Sprachraum wird ein Satz auch als Block bezeichnet. Der Satz wiederum besteht aus einem oder mehreren Befehlen. Der Befehl besteht üblicherweise aus dem Addressbuchstaben und einem oder mehreren Parametern.

Jeder Satz beginnt mit einer eindeutigen Nummer, welche in Zehnerschritten erhöht wird (N010, N020, …). Dadurch hat man vorgehaltenen Platz, um nachträglich noch bis zu 9 Befehlszeilen zwischen zwei vorhandenen G-Code Befehlen hinzuzufügen.

Wie Du Dein erstes Programm mit G-Code erstellst

1. Beispiel: Lineares Verfahren mit Eilgang und Standardvorschub

Im folgenden Beispielprogramm wird zunächst der Befehl (N010) gegeben, sodass im Eilgang (G00) die Position x=50, y=50 und z=10 angefahren wird. In der folgenden Befehlszeile (N020) wird mit normaler Geschwindigkeit (G01) die Position X=100 und y=100 angefahren, der Verfahrweg wird dabei linear interpoliert.

%
%Beispiel CNC Programm in G-Code mit zwei Sätzen:
N010 G00 X50 Y50 Z10
N020 G01 X100 Y100
%

2.  Beispielprogramm: Abfahren einer Taschenkontur

In diesem Beispielprogramm wollen wir die Kontur einer Tasche fräsen. Diese soll 20 mm lang und 10 mm breit sein. Die Kreisbögen sollen tangential mit den Geraden abschließen. Für die Kreisbögen benutzen wir den Befehl G02 (Kreisbogen im Uhrzeigersinn). Zum Bearbeiten und Visualisieren von G-Code könnt ihr euch den kostenlosen G-Code Viewer und Editor NC Corrector herunterladen.

  1. Anfahren der Home-Position X=0, Y=0, Z=0
    N10 G01 X0 Y0 Z0
  2. Eintauchen des Werkzeugs um 10 mm
    N20 G01 Z-10
  3. Kreisbogenfahrt im Uhrzeigersinn zu Zielkoordinate X0 Y10; Der G-Code Befehl G02 benötigt die Angabe der Parameter I, J, und K: Die relative Position des Kreismittelpunkts vom aktuellen Punkt befindet sich in X-Richtung 0 mm entfernt (–> I0) und in x-Richtung 5 mm entfernt (–>J5)
    N30 G02 X0 Y10 I0 J5
  4. Lineares Anfahren der Koordinate X10 Y10
    N40 G01 X10 Y10
  5. Kreisbogenfahrt im Uhrzeigersinn zu Zielkoordinate X10 Y0;
    Die Position des Kreismittelpunkts  liegt von Koordinate X10 Y10 aus gesehen bei X+0 und Y-5
    N50 G02 X10 Y0 I0 J-5
  6. Lineares Anfahren der Koordinate X0 Y0
    N60 G01 X0 Y0
  7. Hochfahren mit dem Werkzeug
    N70 G01 Z0
Taschenkontur mit G02

Taschenkontur Abfahren mit G02

%
%Programm Taschenkontur mit G02
N10 G01 X0 Y0 Z0
N20 G01 Z-10
N30 G02 X0 Y10 I0 J5
N40 G01 X10 Y10
N50 G02 X10 Y0 I0 J-5
N60 G01 X0 Y0
N70 G01 Z0
%Ende Programm Taschenkontur
%

Häufig verwendete G-Code Befehle:

Anbei findest Du eine Liste der am häufigsten benutzen Befehle und Funktionen. Die Befehle für den CNC Programmierer reichen vom Verstellen der Achsen, über die Korrektur der Werkzeugbahn und dem Hinterlegen des Werkzeugradius bis hin zum Werkzeugwechsel:

G-Befehle

  • G00: Im Eilgang eine Position mit den Vorschub Achsen anfahren
  • G01: In normaler Geschwindigkeit eine Position anfahren (lineare Interpolation)
  • G02: Vorschub mit Kreisbogen, im Uhrzeigersinn (Kreis Interpolation)
  • G03: Vorschub mit Kreisbogen, gegen den Uhrzeigersinn
  • G04: Verweilzeit
  • G05: Spline Definition
  • G06: Spline Interpolation
  • G09: Genauhalt
  • G14: Polarkoordinatensystem, absolut
  • G15: Polarkoordinatensystem, relativ
  • G17: X-Y Ebene wählen
  • G18: Z-X Ebene wählen
  • G19: Y-Z Ebene wählen
  • G20: Frei definierbare Ebene wählen
  • G28: HOME Position anfahren
  • G33: Gewindeschneiden mit konstanter Steigung
  • G34: Gewindeschneiden mit zunehmender Steigung
  • G35: Gewindeschneiden mit abnehmender Steigung
  • G40: Aufheben aller Werkzeugbahnkorrekturen
  • G41: Werkzeugbahnkorrektur in Vorschubrichtung links
  • G42: Werkzeugbahnkorrektur in Vorschubrichtung rechts
  • G43: Werkzeugkorrektur positiv
  • G44: Werkzeugkorrektur negativ
  • G53: Löschen der Nullpunktverschiebung
  • G54-G59: Nullpunktverschiebungen 1-6
  • G80: Zyklen Lölschen
  • G81-G89: Bohrzyklen
  • G90: Absolute Koordinatenangaben im aktuellen Koordinatensystem
  • G91: Relative Koordinatenangaben im aktuellen Koordinatensystem
  • G92: Bezugspunktverschiebung – Speicher setzen
  • G94: Vorschub in mm/min
  • G95: Vorschub in mm/U
  • G96: Konstante Schnittgeschwindigkeit (Bitte G92 Spindeldrehzahlbegrenzung setzen)
  • G97: Konstante Spindeldrehzahl in U/min

M-Befehle:

  • M00: Programmhalt
  • M02: Programmende
  • M03: Spindel ein: Im Uhrzeigersinn
  • M04: Spindel ein: Gegen den Uhrzeigersinn
  • M05: Spindel aus
  • M06: Werkzeugwechsel (Werkzeug muss vorher eingemessen worden sein)
  • M08: Kühlmittel ein
  • M09: Kühlmittel aus

Überblick über alle Befehle:

Nach der Norm DIN 66025 / ISO 6983 gibt es folgende Addressbuchstaben:

A Absolut oder Inkrementposition um die X-Achse (Drehen um X)
B Absolut oder Inkrementposition um die Y-Achse (Drehen um Y)
C Absolut oder Inkrementposition um die Z-Achse (Drehen um Z)
D Werkzeugkorrekturfaktor
E Zweiter Vorschub
F Vorschub
G Verfahrbefehle (G0)
H Werkzeuglängenkorrektur
I Definiert den Kreisbogenmittelpunkt auf der x-Achse bei den Befehlen G02 und G03
J Definiert den Kreisbogenmittelpunkt auf der y-Achse bei den Befehlen G02 und G03
K Definiert den Kreisbogenmittelpunkt auf der z-Achse bei den Befehlen G02 und G03
L Fixed Cycle Loop Count
M Zusatzfunktionen (Miscellaneous) (z.B. Kühlmittel an/aus, Motorspindel an/aus… )
N Satznummer
O Programmname
P Zusätzlicher Parameter für manche G und M Befehle
Q Zusätzlicher Parameter für manche G Befehlen
R Parameter, z.B. Radius bei Kreisbahn (Radius)
S Spindeldrehzahl
T Werkzeugauswahl
U Inkrement X
V Inkrement Y
W Inkrement Z
X Absolut oder Inkrementposition in Richtung der X-Achse
Y Absolut oder Inkrementposition in Richtung der Y-Achse
Z Absolut oder Inkrementposition in Richtung der Z-Achse

Leider kann ich an dieser Stelle nicht auf alle Befehle im Detail eingehen. Hier sei auch auf die Handbücher der NC-Software Anbieter verwiesen, welche die einzelnen Befehle sehr detailliert und umfangreich dokumentieren. Eine sehr umfangreiche Liste findet ihr auch im RepRap Wiki.

g-code-editor

NC Correktor

Zum einfachen Bearbeiten und Visualisieren von G-Code finde ich den G-Code Viewer und Editor NC Corrector klasse. NC Corrector ist einfach für den Einstieg in die CNC Programmierung und zum Erlernen der Grundfuntionen.

Falls du zusätzlich zu den Fräsbahnen auch noch die Maschine und komplexere Dinge visualisieren möchtest kannst du dir auch mal PALmill ansehen, das du unter folgendem Link ebenfalls kostenlos herunterladen kannst: http://www.hubertklinkner.de/palmill/

Damit Du nicht Alles von Hand programmieren musst, liegt es Nahe eine fertige Software zu verwenden, die für Dich den G-Code weitestgehend selbständig aus dem 3D Modell erzeugt:

Kostenlose CAM-Software zum Erzeugen von G-Code

Um von der 3D Konstruktion zum fertigen Produkt zu gelangen, muss man folgende Schritte durchlaufen:

  1. CAD: Konstruktion eines Teils in 3D CAD-Software und Export der 3D Daten
  2. CAM: Erstellen des G-Codes aus den 3D Daten mit Hilfe der CAM-Software
  3. CNC-Steuerung: Import des G-Codes und Ablauf des Programms.
Bild mit Prozessablauf für den G-Code

CAD CAM Prozessablauf

Nicht jeder CNC Programmierer hat in der Arbeit oder zuhause eine professionelle Maschine mit einer professionellen Steuerung von Heidenhain, die alles in Nullkommanix selber macht.
Aus diesem Grund habe ich dir eine kurze Liste zusammengestellt, wo du geeignete CAD CAM Programme zum Nulltarif downloaden kannst:

CNC Steuerungssoftware

Zum Ablauf des G-Codes in deiner Maschine benötigst du geeignete CNC Steuerungssoftware für den Ablauf des G-Codes.

Im speziellen soll hier noch Mach 3 für den PC und GRBL für Arduino erwähnt werden.

Bitte hinterlass‘ mir doch einen kurzen Kommentar oder ein „Facebook-Like“, falls dir dieser Artikel gefallen hat.

ANZEIGE

Du willst noch mehr nützliche Tipps?

Tritt jetzt 200 Abonennten bei

CNC Fräsen leicht gemacht!
Die besten Tipps und Tricks kostenlos per E-Mail


 
   Keine Sorge. Spam ist für Affen. Aber wir sind echte Macher!
 
12 Comments

Kommentar hinzufügen

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.




Blogverzeichnis - Blog Verzeichnis bloggerei.de by Toni