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Die Bearbeitungswerkzeuge erhalten ihre Anweisungen über die Programmierung der numerischen Computersteuerung (CNC). Am häufigsten werden CNC-Codes verwendet, um die Herstellung anspruchsvoller Teile zu automatisieren, wie z. B. 3D-Drucker, Generatoren oder sogar Motoren, und um verschiedene Materialien zu schneiden und zu formen.
In erster Linie erstellen CNC-Programmierer Befehle für einen Computer zur Steuerung von CNC-Maschinen und geben diese ein. Der Code der Maschine kann von Hand eingegeben oder von einem Postprozessor aus einem computergestützten Fertigungsprogramm (CAM) generiert werden.
In diesem Artikel wird die Bedeutung der CNC-Codierung für CNC-Maschinen erörtert und erläutert, wie die CNC-Automatisierung das Verfahren schnell, anpassungsfähig, wiederholbar und äußerst zuverlässig macht.
Was ist CNC-Programmierung?
Die Programmierung der numerischen Computersteuerung (CNC) ist eine Folge von Codes und Daten, die die Funktionen der CNC-Maschinen automatisiert und steuert. In der konventionellen Fertigung werden den CNC-Maschinen Werkzeugwege in Form von G-Codes vorgegeben, damit die CNC-Maschine das Material aus einem Werkstück bohren oder schneiden kann, um die gewünschte Form zu erhalten.
Die Grundlage der CNC-Maschinen und der Programmierung ist eine bestimmte Art von Code. Die G-Codes und M-Codes regeln in erster Linie den CNC-Bearbeitungsprozess. Der Großteil der Programmierzeilen besteht jedoch aus kurzen Anweisungs- und Koordinatensätzen, die meist mit dem Buchstaben "G" beginnen, während M-Codes die Drehung von Werkzeugen und andere Techniken regeln.
Eine genaue CNC-Programmierung ist für das ordnungsgemäße Funktionieren von CNC-Maschinen unerlässlich, da eine schlechte Programmierung zu Katastrophen wie vorzeitigem Werkzeugversagen oder Toleranzproblemen führen kann. Daher ist das Erlernen der CNC-Programmierung aufgrund der hohen Komplexität der Werkzeuge und ihrer unterschiedlichen Reaktionen auf verschiedene Programme unerlässlich.
Welche Rolle spielt die CNC-Programmierung bei der Steuerung von CNC-Maschinen?
Die Umsetzung der Anweisungen, die eine CNC-Maschine befolgen soll, wird als CNC-Programmierung bezeichnet. Der Computer, der mit Sensoren und elektrischen Treibern verbunden ist, überträgt diese Anweisungen an eine motorisierte Maschine, wie z. B. eine Fräse, eine Oberfräse, eine Schleifmaschine oder eine Drehmaschine, um das gewünschte Produkt herzustellen.
Anschließend liest die Software diese Anweisungen und wandelt sie in Aktionen für den Betrieb von CNC-Maschinen um. Das Programm gibt der Maschine in der Regel vor, welches Werkzeug zu verwenden ist, wie schnell es sich drehen soll, wohin es sich bewegen soll und wie tief es in das Material schneiden soll.
Die CNC-Programmiersoftware wird zur Erstellung von G-Code-Programmen verwendet. Die Maschine wird mit der Standardprogrammiersprache für numerisch gesteuerte Maschinen (NC), dem G-Code, programmiert. Nach der Erstellung wird das Programm als Textdatei mit der Erweiterung .nc oder .cnc gespeichert.
Außerdem wird das G-Code-Basisprogramm vom Computer über USB, Ethernet oder eine Diskette an die CNC-Maschine gesendet. Das Gerät liest die Software und setzt die Anweisungen in die Tat um.
Was sind die verschiedenen Methoden der CNC-Codierung?
Es gibt drei verschiedene Methoden der CNC-Programmierung, von denen jede für das reibungslose Funktionieren von CNC-Maschinen von großer Bedeutung ist. Sie sind wie folgt:
1. Manuelle CNC-Programmierung
Die manuelle CNC-Programmierung ist die mühsamste und anspruchsvollste Art der Programmierung, bei der der CNC-Programmierer eine Folge von Befehlen in derselben CNC-Sprache erstellen muss, die die CNC-Maschine ausführt, und dabei die Ergebnisse des Programms vorhersehen muss.
Die manuelle Programmierung ist ideal für die Erstellung eines äußerst präzisen Werkzeugwegs für CNC-Maschinen und die effiziente Anwendung parametrischer Programmierstrategien.
2. CAM-CNC-Programmierung
Bei der CAM-CNC-Programmierung wird die CAD-Konstruktion in die CNC-Programmiersprache übersetzt. Diese Programmierung ist eine plausible Alternative zu den für die manuelle Programmierung erforderlichen Fachkenntnissen und der extremen Einfachheit der Klartextprogrammierung.
Die CAM-CNC-Programmiersoftware bietet mehr Möglichkeiten durch die automatische Erstellung von G-Code-Tutorials für die CNC-Sprachmaschinen. Sie erfordert jedoch, dass der Bediener dieselben grundlegenden Daten angibt, einschließlich des Teilenamens, der Teilenummer, der Werkstückgeometrie und der verwendeten Bearbeitungsoperation.
3. Konversations- oder Sofort-CNC-Programmierung
CNC-Maschinen mit Klartextprogrammierung verfügen über einen assistentenähnlichen Modus, der die G-Code-Programmierung entweder ausblendet oder ihre Verwendung vermeidet, was sie ideal für Anfänger macht. Um die Genauigkeit des Entwurfs zu gewährleisten, ermöglicht die Klartext-Programmierstrategie dem Bediener jedoch, die Werkzeugbewegungen zu überprüfen, bevor das Programm ausgeführt wird.
Es ist auch einfach, Programme in der Klartextprogrammierung zu bearbeiten, weil man sich nur den Zyklus merken und die Variable ändern muss.
Was sind G-Codes und M-Codes?
G-Codes und M-Codes sind für das reibungslose Funktionieren von CNC-Maschinen unverzichtbar, da beide Codes benötigt werden, damit das System die gewünschten Operationen ausführen kann. Wir werden die Funktion von G- und M-Codes diskutieren und wie sie die Funktionen von CNC-Maschinen bestimmen.
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G-Codes
Die weit verbreiteten Befehle für die Bedienung von CNC-G-Codes sind in alphanumerischer Form geschrieben und sehr logisch aufgebaut. Eine Kerngruppe von G-Codes ist auf jeder Werkzeugmaschine vorhanden, auch wenn die Hersteller sie unterschiedlich verwenden können. Diese Codes werden von 3D-Druckern, CNC-Drehmaschinen, Fräsmaschinen und Oberfräsen verwendet.
Obwohl die Funktionsweise von G-Codes kompliziert sein kann, interpretieren verschiedene CNC-Maschinen den Code unterschiedlich, und Fehler in den Befehlen können zu schweren Komplikationen im Fertigungsprozess führen.
Die meisten G-Code-Beispiele beginnen mit dem Buchstaben "G", aber einige Befehle beginnen mit anderen Buchstaben, wie A, R, X, Y, Z, N, I und J.
A: Sie spielt eine Rolle bei der Ausrichtung des Werkzeugs um die X-Achse.
X, Y, Z: Diese Buchstaben stehen für die Ausrichtung des Werkzeugs in drei Dimensionen.
N: Sie gibt die Zeilennummer an.
R: R gibt den Radius des Maschinenbogens an.
I und J: Diese Werte helfen bei der Kennzeichnung des inkrementellen Mittelpunkts der von der Maschine hergestellten Bögen.
Im Folgenden finden Sie eine Liste einiger grundlegender G-Codes und deren Bedeutung.
G-Codes für CNC-Drehmaschinen Liste
| G-Code | Beschreibung |
| G00 | Schnelles Überqueren |
| G01 | Lineare Interpolation |
| G02 | Zirkuläre Interpolation CW |
| G03 | Zirkuläre Interpolation CCW |
| G04 | Verweilen |
| G09 | Genaue Haltestelle |
| G10 | Programmierbare Dateneingabe |
| G20 | Eingabe in Zoll |
| G21 | Eingabe in mm |
| G22 | Gespeicherte Hubkontrollfunktion auf |
| G23 | Gespeicherte Hubkontrollfunktion aus |
G-Code für CNC-Fräsliste
| G-Codes | Beschreibung |
| G00 | Schnelles Überqueren |
| G01 | Lineare Interpolation |
| G02 | Zirkuläre Interpolation CW |
| G03 | Zirkuläre Interpolation CCW |
| G04 | Verweilen |
| G17 | Auswahl der X-Y-Ebene |
| G18 | Auswahl der Ebene Z X |
| G19 | Auswahl der Y-Z-Ebene |
| G28 | Rückkehr zur Referenzposition |
| G30 | Rückgabe der 2., 3. und 4. Referenzposition |
| G40 | Schneideausgleich abbrechen |
Was sind M-Codes?
M-Codes sind nicht-geometrische Maschinenfunktionen, und genau wie G-Codes beginnen M-Codes mit dem Buchstaben "M". Diese Codes steuern verschiedene Funktionen, oder man kann sagen, bestimmte Funktionen des Geräts wie das Ein- und Ausschalten des Kühlmittels, die Steuerung der Spindeldrehung und den Palettenwechsel.
M-Codes sind eine Reihe von Hilfsbefehlen. Im Vergleich zu den Grundlagen der G-Code-Programmierung können sie für verschiedene Maschinen spezieller sein und sind besser anpassbar und anpassbar. Beim Einrichten von Befehlen für CNC-Maschinen mit Buchstabenprogrammen können M-Codes nur einen Befehl pro Satz enthalten, da die Verwendung mehrerer Befehle in einem Satz zu Programmierproblemen führen kann.
Im Folgenden finden Sie eine Liste einiger grundlegender M-Codes und was sie bedeuten:
CNC-Drehmaschine M-Code-Liste
| M-Codes | Beschreibung |
| M00 | Programm anhalten |
| M01 | Optionaler Programmstopp |
| M02 | Ende des Programms |
| M03 | Spindel startet vorwärts CW |
| M04 | Spindelstart rückwärts CCW |
| M05 | Spindelanschlag |
| M08 | Kühlmittel ein |
| M09 | Kühlmittel aus |
| M29 | Starrer Gewindebohrer-Modus |
| M30 | Ende des Programms zurückgesetzt |
| M40 | Spindelgetriebe bei Middle |
CNC-Fräsen M Codeliste
| M-Codes | Beschreibung |
| M00 | Programm anhalten |
| M01 | Optionaler Programmstopp |
| M02 | Ende des Programms |
| M03 | Spindel startet vorwärts CW |
| M04 | Spindelstart rückwärts CCW |
| M05 | Spindelanschlag |
| M06 | Zu viel Veränderung |
| M07 | Kühlmittel EIN - Kühlmittelnebel/Kühlmittel durch die Spindel |
| M08 | Kühlmittel EIN - Kühlmittel fluten |
| M09 | Kühlmittel AUS |
| M19 | Ausrichtung der Spindel |
Profi-Tipps für CNC-Programmierer
Hier sind einige Tipps für Anfänger in der CNC-Programmierung, um das Programmieren ohne langwierigen Lernansatz zu erlernen und die CNC-Programmierung in kürzester Zeit zu beherrschen.
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Beherrschen Sie die Grundlagen
Die Beherrschung der CNC-Grundlagenprogrammierung ist für alle Programmieranfänger und Bediener unumgänglich, da die CNC-Programmiersoftware in der Anfangsphase nicht unfehlbar ist.
Die Genauigkeit der CNC-Maschine hängt von den Eingabedaten ab; Mechaniker oder Programmierer müssen sich vergewissern, dass sie die richtigen Spezifikationen in die CNC-Maschine eingeben.
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Vorschubgeschwindigkeiten von CNC-Maschinen anpassen
Programmierer investieren viel Mühe, damit CNC-Programme reibungslos, effizient und konsistent ablaufen, um den Fertigungsprozess im Laufe der Zeit zu optimieren. Es ist von entscheidender Bedeutung, die Programmierung der CNC-Maschine oder die Vorschubgeschwindigkeiten des G-Codes je nach den Ergebnissen des Endprodukts anzupassen.
Eine CNC-Maschine gibt beispielsweise für jede Codezeile, die sie ausführt, eine Drehzahl und einen Vorschub vor. Wenn ein CNC-Bediener eine Spindel anfordert, ohne Anweisungen zur Drehzahl zu geben, wird die Maschine oft auf die zuletzt eingestellte Drehzahl zurückgesetzt.
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Verstehen Sie die Ausgleichsarten einer CNC-Maschine
Die Genauigkeit der CNC-Programmierung kann erst nach Abschluss der Bearbeitungsphase überprüft werden, da unvorhergesehene Faktoren das Ergebnis beeinflussen können, unabhängig davon, wie genau die Programmiercodes der CNC-Maschinen sind. Daher ist die Kompensation von CNC-Maschinen die Idee, die unvermeidlichen Abweichungen zu berücksichtigen.
In erster Linie wird der Ausgleich manuell oder mit Hilfe von automatischen Voreinstellwerkzeugen in die CNC-Maschine programmiert.
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Versuchen Sie, die Programmierung von CNC-Maschinen zu vereinfachen
G-Codes sind die Standardpraxis für die Programmierung von CNC-Maschinen, aber sie sind sehr anspruchsvoll und zeitaufwändig. Daher wurden die Festzyklen eingeführt, um die Programmierzeit für Lochbearbeitungsprozesse zu reduzieren und die Programmierung von CNC-Maschinen zu vereinfachen.
Die Eingabe von Festzyklen in die CNC-Programmiersoftware kann den Prozess der Bohrungserstellung automatisieren. Beispielsweise rationalisieren Codes wie G83 die Programmierung von CNC-Maschinen, indem sie Fehler reduzieren, Zeit sparen und den Arbeitsablauf rationalisieren.
Anwendungen der CNC-Programmierung in verschiedenen Branchen
Die CNC-Programmierung wird weltweit in vielen Branchen eingesetzt, darunter
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Medizinische
Die CNC-Bearbeitung und -Programmierung hilft bei der Herstellung von MRT-Geräten, Orthesen und sogar 3D-Druckern für die medizinische Industrie, die künstliche anatomische Teile herstellen, darunter Gelenkersatz, Schädelimplantate und Zahnersatz.
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Luft- und Raumfahrt
Die Luft- und Raumfahrt ist ein weiterer wichtiger Industriezweig, in dem die CNC-Programmierung zum Einsatz kommt. Produkte wie Flugzeugtriebwerke, Fahrwerkskomponenten, elektrische Anschlüsse und Propeller werden von CNC-Programmierern hergestellt.
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Automobilindustrie
CNC-Programmierer stellen Teile von Automotoren her, wie Kurbelwellen, Halterungen, Ventile, Fahrzeugträgerteile oder Zylinderköpfe.
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Verteidigung
Die CNC-Programmierung kann bei der Herstellung von militärischen Ausrüstungsgegenständen, wie z. B. speziellen Raketenteilen, Flugzeugteilen und Kommunikationsgeräten, helfen, wobei strenge behördliche Auflagen eingehalten werden müssen.
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Bauwesen
Mit Code-CNC-Maschinen können verschiedene Wohnhäuser oder Gebäude gebaut werden. CNC-Programmierer erstellen wirklich quadratische Teile, die beim Zusammenbau gut passen und den Bauarbeitern helfen, ein stabiles Fundament zu bauen.
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Stromerzeugung
Die CNC-Programmierung kann Komponenten für Windturbinen, Gasturbinen, Generatoren, Dampfturbinen, Kessel und andere Energieerzeugungsanlagen herstellen.
Letzte Worte
Der Einsatz von CNC-Codierung und -Bearbeitung hat in der Fertigungsindustrie einen enormen Aufschwung erlebt. Dank der hochentwickelten Maschinen und der großen Präzision können Sie jedes Werkstück mit verschiedenen geometrischen Formen und Toleranzwerten herstellen. Dieser ultimative Leitfaden zur CNC-Codierung wird Ihnen helfen zu verstehen, wie die CNC-Codierung funktioniert und wie sie die Funktionen der CNC-Maschinen bestimmt.
