Lektion Fortschritt:

Wegbedingungen

(geometrische Informationen, G-Funktionen)

Nachdem wir nun die verschiedenen Steuerungsarten und Interpolationen kennen und einen globalen Überblick über den Aufbau eines CNC-Programmes erhalten haben, werden wir nun in die Programmierung nach DIN 66025 einsteigen. Wir werden uns am Anfang auf die Wegbedingungen (geometrischen Informationen), die G-Funktionen konzentrieren und die programmtechnischen Informationen sowie die Zusatzfunktionen später in unser CNC-Programm einarbeiten. Sie merken, wir nähern uns immer mehr der Programmiertechnik an. Freuen Sie sich auf ein spannendes, sehr informatives und komplexes Kapitel in unserem Fernlehrgang.

Lernziele

Nach dem Durcharbeiten des Kapitels kennen Sie

  • die Bedeutung der geometrischen Informationen,
  • die Programmierung von Geraden
  • die Kreisprogrammierung

und wissen Sie

  • wie die absolute und inkrementale Maßangabe programmiert wird,
  • was die Schneidenradiuskompensation beim Drehen bedeutet und wie sie programmiert wird,
  • was die Werkzeugradiuskorrektur beim Fräsen ist und wie sie programmiert wird.

G0 – Eilgang

Die G-Funktion G0 steht für den Eilgang. Der Eilgang dient vor allem zum schnellen Anfahren von Positionen. Die Achsen werden in maximaler zur Verfügung stehender Geschwindigkeit positioniert. Die Achsen fahren unabhängig voneinander auf die programmierte Position, das heißt die Achsen stehen in keinem Funktionszusammenhang. Hier liegt das Prinzip der Punktsteuerung vor. Es findet also keine Interpolation statt. Die programmierte Position wird in jeder Achse auf dem kürzesten Weg angefahren. Es entsteht also eine 45° Bewegung, bis eine Achse ihren Endpunkt erreicht hat. Das Werkzeug darf bei der Eilgangbewegung G0 nicht im Eingriff sein. Ein eventuell programmierter Vorschub wird bei der Eilgangbewegung ignoriert.

G1 – Geradeninterpolation

Bei der G-Funktion G1 handelt es sich um eine Programmierung im Bahnsteuerbetrieb. Es können eine bzw. mehrere Achsen gleichzeitig mit einem vorher programmierten Vorschub verfahren werden. Werden mehr als eine Achse, also mindestens zwei Achsen gleichzeitig bewegt, besteht zwischen den Achsen ein Funktionszusammenhang. Hier findet also eine Interpolation statt. Es können Geraden unter beliebigen Winkeln programmiert werden.

G90 und G91 – Absolute und inkrementale Maßangabe bei CNC-Programmen

Um Konturen beim Fräsen sowie beim Drehen nach technischen Zeichnungen absolut oder inkremental programmieren zu können, bedarf es der unterschiedlichen Maßangaben auch in der Programmiersprache nach DIN 66025. In der CNC-Technik sind hierfür die G-Funktionen G90 und G91 reserviert. G90 ist die G-Funktion für absolute Maßangaben. G90 ist im Normalfall als sogenannter Einschaltzustand der Maschine voreingestellt, das heißt G90 muss nicht unbedingt am Anfang des Programms programmiert werden. Aus Sicherheitsgründen ist es aber empfehlenswert am Programmanfang die gewünschte Maßangabe trotzdem zu programmieren. G91 ist die G-Funktion für die inkrementale Maßangabe. Erinnern Sie sich noch an Lehrbrief 1? Hier haben wir bereits die unterschiedlichen Maßangaben intensiv durchgesprochen und auch geübt.

Übung

Lassen Sie uns an dieser Stelle das Gelernte an zwei Übungsaufgaben festigen. Wir werden dies anhand eines Frästeils und eines Drehteils durchführen.

Übung 1: Programmieren eines Frästeils ohne technologische Informationen

Abb. 3.1: Frästeil

Hier noch einige wichtige Informationen bevor es losgeht:

  • Der Startpunkt liegt auf dem Werkzeugwechselpunkt bei X100 Y100 Z100.
  • Der erste Konturpunkt liegt bei X5 Y5.
  • Die Konturtiefe liegt bei Z-3.
  • Die Bearbeitungsrichtung ist im Uhrzeigersinn.

Technologiedaten wie Werkzeug, Vorschub und Drehzahl werden bei dieser Übung noch nicht berücksichtigt.

Da wir nur den Konturzug programmieren, werden in diesem Beispiel die Werkzeugradiuskorrektur und die eigentliche Konturtiefe von10 mm vernachlässigt. Die Werkzeugradiuskorrektur wird erst zu einem späteren Zeitpunkt im Fernlehrgang thematisiert.

Wir programmieren das Anfahren vom Startpunkt auf den ersten Konturpunkt, die Zustellung auf die Konturtiefe und den Konturzug.

Wie aus der Zeichnung unschwer zu erkennen ist, ist die Bemaßung in absoluter Form vorgegeben, deshalb werden wir auch in absoluten Maßangaben programmieren. Erinnern sie sich noch an Lehrbrief 1? Absolute Maßangaben werden mit G90 programmiert.

Legen wir los!

Da wir vom Werkzeugwechselpunkt aus auf den ersten Konturpunkt positionieren, und das Werkzeug noch nicht im Eingriff ist, lautet unser erster Programmsatz

N10 G0 X5 Y5

Im Programmiercode nach DIN 66025 können nur zwei Achsen gleichzeitig im Eilgang positioniert werden. Deshalb müssen wir nun im zweiten Schritt im Eilgang auf einen Sicherheitsabstand kurz vor unserem Werkstück positionieren. Das heißt in unserem Fall, dass wir auf Z2 fahren. Dies hat die Auswirkung, dass das Werkzeug 2 mm vor der Werkstückoberfläche steht. Der zweite Programmsatz heißt demzufolge

N20 G0 Z2

Der nächste Schritt dient zur Zustellung auf die Konturtiefe. Die Konturtiefe beträgt 3 mm. Da nun unser Werkzeug im Eingriff ist, müssen wir diesen Schritt mit der Geradeninterpolation G1 programmieren. Demnach heißt unser nächster Satz:

N30 G1 Z-3

Nun befinden wir uns auf der geforderten Konturtiefe. Als Nächstes werden wir den nächsten Konturpunkt, Konturpunkt 2, anfahren. Da unser Werkzeug immer noch im Eingriff ist, geschieht dies wiederum mit G1. Beachte: Da wir die X-Achse nicht bewegen, muss diese auch nicht angegeben werden. Wir befinden uns in der X-Achse also immer noch auf X5.

N40 G1 Y35

Als nächstes gilt es, die Schräge zu programmieren. Da wir in beiden Achsen gleichzeitig verfahren müssen, ist hier deutlich zu erkennen, dass zwischen der X-Achse und der Y-Achse ein Funktionszusammenhang bestehen muss. Dies bedeutet, dass eine Interpolation stattfinden muss. Wir programmieren beide Achsen, X und Y gleichzeitig, im nächsten Programmsatz wie folgt

N50 G1 X20 Y45

 

Übertragen Sie die bereits programmierten Sätze auf ein Blatt Papier und probieren Sie nun diesen Konturzug selbstständig fertig zu programmieren. Denken Sie daran, dass der Konturzug geschlossen sein muss. Deshalb muss Ihr letzter Konturpunkt wieder bei X5 Y5 liegen. Anschließend fahren Sie wieder mit G1 auf den Sicherheitsabstand. Anschließend positionieren Sie mit Eilgang wieder auf den Startpunkt. Das Programm beenden Sie mit M30. M30 bedeutet Programmende mit Rücksprung auf den ersten Programmsatz. Wir werden aber später noch auf die M-Funktionen genauer eingehen.

Viel Erfolg.

Lösungen

N60 G1 X40
N70 G1 X55 Y25
N80 G1 Y5
N90 G1 X40
N100 G1 Y20
N110 G1 X20
N120 G1 Y5
N130 G1 X5
N140 G1 Z2
N150 G0 X100 Y100 Z100
N160 M30

Übung 2: Programmieren eines Drehteiles ohne technologische Informationen

Abb. 3.2: Drehteil

Auch hier noch einige kleine Informationen bevor es losgeht:

  • Der Startpunkt liegt auf dem Werkzeugwechselpunkt bei X150 Z100.
  • Der erste Konturpunkt liegt bei X0 Z0.
  • Wir gehen davon aus, dass sich das Werkzeug hinter der Drehmitte befindet.

Technologiedaten wie Werkzeug, Vorschub und Drehzahl werden bei dieser Übung noch nicht berücksichtigt.

Da wir nur den Konturzug programmieren, wird in diesem Beispiel die Werkzeugradiuskompensation vernachlässigt. Die Werkzeugradiuskompensation wird erst zu einem späteren Zeitpunkt im Fernlehrgang thematisiert.

Wir programmieren das Anfahren vom Startpunkt auf den ersten Konturpunkt und programmieren dann den Konturzug.

Wie aus der Zeichnung unschwer zu erkennen ist, ist die Bemaßung in absoluter Form vorgegeben, deshalb werden wir auch in absoluten Maßangaben programmieren.

Durchmesserwerte des Drehteils werden im Durchmesserformat angegeben.

Legen wir los!

Da wir vom Werkzeugwechselpunkt aus auf den ersten Konturpunkt positionieren, und das Werkzeug noch nicht im Eingriff ist, geschieht dies im Eilgang. Wir positionieren auch hier einen Sicherheitsabstand von 2 mm in der Z-Achse vor das Werkstück ein, damit wir nicht mit voller Geschwindigkeit ins Werkstück fahren, was einen Crash verursachen würde. Demnach lautet unser erster Satz

N10 G0 X0 Z2

 

Nun fahren wir wieder mit Vorschubgeschwindigkeit auf den eigentlichen ersten Konturpunkt. Da in X-Richtung keine Bewegung stattfindet, wird diese auch nicht aufgeführt.

N20 G1 Z0

 

 

Der nächste Punkt, den wir anfahren, hat einen Durchmesser Ø 20 mm und liegt in der Z-Achse immer noch bei 0, das heißt die Z-Achse wird nicht bewegt. Mit der X-Achse fahren wir auf X20. Das Werkzeug ist ab jetzt im Eingriff, was bedeutet, dass mit Geradeninterpolation G1 weiter programmiert wird.

N30 G1 X20

 

 

 

Als nächstes müssen wir in Z-Richtung bei gleichbleibendem Durchmesser auf -10 mm fahren. Die Minusrichtung ergibt sich aus der Lage des Werkstücknullpunktes und des daraus resultierenden Koordinatensystems. Wir fahren also auf:

N40 G1 Z-10

 

 

 

 

Im nächsten Schritt gilt es, die Schräge des Drehteiles zu programmieren. Da wir in beiden Achsen gleichzeitig verfahren müssen, ist auch hier deutlich zu erkennen, dass zwischen der X-Achse und der Z-Achse ein Funktionszusammenhang bestehen muss, das heißt, es muss eine Interpolation stattfinden. Wir fahren auf 30 mm und in Z auf -20. Der Programmsatz lautet:

N50 G1 X30 Z-20

 

 

 

 

 

Übertragen Sie die bereits programmierten Sätze auf ein Blatt Papier und probieren Sie nun diesen Konturzug selbstständig fertig zu programmieren. Programmieren Sie die Kontur bis zum Endpunkt bei X80 und Z-85 mit Vorschub also in G1. Anschließend fahren Sie wieder mit G1 auf den Sicherheitsabstand und positionieren Sie anschließend mit Eilgang wieder auf den Startpunkt. Das Programm beenden Sie mit M30.

Viel Erfolg.

Lösungen

N10 G0 X0 Z2
N20 G1 Z0
N30 G1 X20
N40 G1 Z-10
N50 G1 X30 Z-20
N60 G1 Z-30
N70 G1 X40 Z-40
N80 G1 Z-50
N90 G1 X50
N100 G1 X70 Z-60
N110 G1 Z-70
N120 G1 X80