CNC-G-Code-Liste: Befehle und Programmierfunktionen

Die CNC-Technologie bildet das Rückgrat der modernen automatisierten Fertigung. Um CNC-Maschinen effektiv zu betreiben, verlassen sich Programmierer und Maschinenbediener auf G-Codes, die standardisierte Sprache, die Werkzeugbewegungen, Bearbeitungszyklen, Koordinatendefinitionen und wichtige Steuerungsfunktionen anleitet. Eine gut strukturierte G-Code-Liste hilft Fachleuten zu verstehen, wie jeder Befehl den Bearbeitungsprozess beeinflusst, unterstützt die Fehlersuche und ermöglicht optimale Produktivität und Präzision.

Dieser umfassende Leitfaden erklärt die wichtigsten CNC-G-Codes, ihre Funktionsweise und den Zweck der einzelnen Kategorien. Ganz gleich, ob Sie neu in der CNC-Programmierung sind oder Ihr Wissen auffrischen möchten, die folgenden Erklärungen werden Ihnen helfen, sich sicher in der am häufigsten verwendeten CNC-Code-Liste zurechtzufinden.

Was ist der Zweck von G-Codes?

G-Codes weisen CNC-Maschinen an, wie sie sich bewegen sollen, mit welcher Geschwindigkeit sie fahren sollen, welche Art von Interpolation sie anwenden sollen und wie sie Koordinaten interpretieren sollen. Zu ihren wichtigsten Aufgaben gehören:

• Steuerung linearer und kreisförmiger Bewegungen

• Definition von aktiven Koordinatensystemen

• Abarbeiten von Bohr-, Gewindebohr- und Ausdrehzyklen

• Einstellen von Vorschubgeschwindigkeiten und Spindeldrehzahlen

• Handhabung von Werkzeugwechseln und Werkzeugkorrekturen

• Verwaltung der Ebenenauswahl und der Bearbeitungsrichtung

• Steuerung von Hilfselementen wie Kühlmittel und Spindeldrehung

Ohne G-Codes hätten CNC-Maschinen keine Möglichkeit, digitale Anweisungen zu interpretieren, und eine Automatisierung wäre nicht möglich.

Grundprinzipien der CNC-Programmierung

Die CNC-Programmierung basiert auf strukturierten Kodierungsverfahren, die ein vorhersehbares Maschinenverhalten gewährleisten. Zu den wichtigsten Prinzipien gehören:

• Programme werden in Sätzen geschrieben, wobei jeder Satz einen Befehl enthält

• Modale Befehle bleiben aktiv, bis sie ersetzt werden.

• Nicht modale Befehle wirken sich nur auf den aktuellen Satz aus.

• Bewegungen werden über Koordinatenwerte für X, Y und Z definiert

• Vorschub- und Geschwindigkeitsparameter steuern die Schnittqualität

• Interpolation und Ebenenauswahl bestimmen, wie Bögen und Geraden gebildet werden

Das Verständnis dieser Prinzipien ermöglicht es Programmierern, effiziente, genaue und sichere Bearbeitungsanweisungen zu erstellen.

Primäre Bewegungscodes G00, G01, G02, G03

Bewegungscodes gehören zu den am häufigsten verwendeten G-Codes in der CNC-Programmierung. Sie definieren, wie sich die Maschine von einem Punkt zum anderen bewegt und welche Art der Interpolation verwendet werden soll.

G00 Eilgangpositionierung

G00 verfährt die Werkzeugmaschine mit maximaler Geschwindigkeit zu einer bestimmten Koordinate. Sie ist nur für die Positionierung und nicht für Schneidoperationen vorgesehen. Da die Eilgangbewegung die Vorschubeinstellungen ignoriert, muss sie sorgfältig eingesetzt werden, um mögliche Kollisionen oder unerwartete Werkzeugwege zu vermeiden.

Beispiel
G00 X50 Y30 Z10

G01 Lineare Vorschubbewegung

G01 weist die Maschine an, einer geraden Linie mit der festgelegten Vorschubgeschwindigkeit zu folgen. Sie wird zum Konturieren, Nutenfräsen, Plandrehen und für alle Bearbeitungen verwendet, die lineares Schneiden erfordern.

Beispiel
G01 X120 Y40 F250

G02/G03 Kreisförmige Interpolation

G02 und G03 ermöglichen eine kreisförmige Werkzeugbewegung:

• G02 Kreisbögen im Uhrzeigersinn

• G03 Kreisbögen gegen den Uhrzeigersinn

Die Kreisinterpolation erfordert die Angabe eines Endpunkts und entweder eines Radius R oder von Mittelpunktskoordinaten, die mit I, J und K definiert werden.

Beispiel
G03 X90 Y60 R25 F200

Koordinatensysteme und Auswahl der Ebene

CNC-Maschinen müssen wissen, wo sie arbeiten und welcher Ebene der Werkzeugweg folgen soll. Diese G-Codes definieren das Programmierbezugssystem und die Arbeitsausrichtung.

G90 Absolut und G91 Inkremental

• Der G90-Absolutmodus verwendet einen festen Nullpunkt als Referenz für alle Koordinaten.

• Der G91 Inkremental-Modus referenziert jede Bewegung basierend auf der aktuellen Werkzeugposition.

Die Umschaltung zwischen diesen Modi ermöglicht eine größere Flexibilität bei der Programmierung komplexer Formen.

Beispiel
G90 X40 Y20
G91 X10 Y5

G17, G18, G19 Definition der Arbeitsebene

Die Auswahl der Ebene ist für Kreisinterpolationen und Zyklen unerlässlich. Diese Befehle legen fest, in welcher Ebene das Werkzeug arbeitet:

• G17 XY-Ebene

• G18 ZX-Ebene

• G19 YZ-Ebene

Diese Einstellungen stellen sicher, dass die Maschine die Kreisbewegungen je nach Ebene richtig interpretiert.

Wesentliche Festzyklen G81 bis G84

Festzyklen vereinfachen sich wiederholende Bearbeitungsvorgänge wie Bohren oder Gewindeschneiden. Sie ermöglichen es dem Programmierer, mehrstufige Bearbeitungen mit nur einer Zeile Code auszuführen.

G81 Einfaches Bohren

G81 führt einen einfachen Bohrzyklus aus. Die Maschine fährt in die Position, schiebt in die Tiefe und zieht sich auf die Abstandsfläche zurück.

Beispiel
G81 X20 Y35 Z negativ ten R3 F150

G83 Tieflochbohren

G83 ist für Tieflochbohrungen konzipiert, bei denen die Späne wiederholt abgeräumt werden müssen. Das Werkzeug zieht sich nach jedem Bohrvorgang zurück, um die Hitze zu reduzieren und die Spanabfuhr zu verbessern.

Beispiel
G83 X20 Y35 Z negativ fünfzig Q5 F120

G84 Gewindebohrer-Zyklus

G84 führt Gewindeschneidoperationen durch. Er synchronisiert die Spindeldrehung mit dem Werkzeugvorschub, um Innengewinde zu schneiden.

Beispiel
G84 X15 Y40 Z negativ zwölf R2 F80

Werkzeug- und Fräser-Korrektur-Codes

Korrekturcodes helfen der CNC-Maschine bei der Einstellung von Werkzeuglänge, Radius und Werkzeugauswahl, um einen genauen Schnitt zu gewährleisten.

T Werkzeugwechsel-Befehl

Der T-Code wählt das aktive Werkzeug im Programm aus. Viele Maschinen erfordern einen begleitenden M06-Befehl, um den Werkzeugwechsel abzuschließen.

Beispiel
T03 M06

G41 G42 Schneidenradiuskorrektur

Die Schneidenradiuskorrektur passt den Werkzeugweg an den Werkzeugdurchmesser an:

• G41 verschiebt das Werkzeug nach links von der programmierten Kontur

• G42 verschiebt das Werkzeug rechts von der programmierten Kontur

Diese Funktion ist wichtig für die Bearbeitung präziser Konturen oder zum Ausgleich von Werkzeugverschleiß.

Beispiel
G41 D01

G43 Werkzeuglängenkorrektur

G43 verwendet gespeicherte Werkzeuglängenwerte, um die Position der Z-Achse anzupassen und eine genaue Tiefe während der Bearbeitung zu gewährleisten.

Beispiel
G43 H03 Z50

Programmsteuerung und M-Hilfscodes

M-Codes steuern Maschinenfunktionen, die nicht mit der Bewegung zusammenhängen. Diese Funktionen unterstützen die Bearbeitungsumgebung und helfen, den Programmablauf zu definieren.

M03 M05 Spindelsteuerung

• M03 aktiviert die Spindeldrehung im Uhrzeigersinn

• M05 stoppt die Spindel

Diese Codes werden normalerweise mit einem S-Code verwendet, der die Spindeldrehzahl definiert.

M08 M09 Kühlmittelsteuerung

• M08 schaltet das Kühlmittel ein

• M09 schaltet das Kühlmittel aus

Kühlmittel verbessert die Lebensdauer des Werkzeugs, verhindert Überhitzung und verbessert die Spanabfuhr.

M30 Programmende und Rücksetzen

M30 beendet das Programm und setzt es an den Anfang zurück. Damit ist die Maschine sofort für den nächsten Zyklus bereit.

Vorschubgeschwindigkeit F definieren

Der Befehl F legt die Vorschubgeschwindigkeit fest. Er bestimmt, wie schnell sich das Werkzeug entlang der programmierten Bahn bewegt.

Beispiel
F250

Vorschubgeschwindigkeiten wirken sich auf den Werkzeugverschleiß, die Schnitttemperatur und die Teilegenauigkeit aus. Programmierer passen die Vorschubwerte je nach Materialhärte, Werkzeugtyp und Bearbeitungsstrategie an.

Schlussfolgerung

Das Verständnis einer vollständigen G-Code-Liste und der Rolle der wichtigsten CNC-G-Codes ermöglicht es Maschinenbauern und Ingenieuren, mit Zuversicht zu programmieren, Fehler zu reduzieren und die Bearbeitungspräzision zu verbessern. Von der Bewegungssteuerung bis hin zu Bohrzyklen, Werkzeugkompensation und Hilfsfunktionen trägt jeder Befehl zu einem reibungslosen und zuverlässigen CNC-Arbeitsablauf bei. Die Beherrschung dieser Codes ist entscheidend für die Steigerung der Produktivität, die Verlängerung der Werkzeuglebensdauer und die Gewährleistung einer gleichbleibenden Teilequalität in jeder automatisierten Produktionsumgebung.