Lektion Progress:

G2 und G3 Kreisinterpolation beim Drehen

Sie lernten eben die Kreisinterpolation beim Fräsen kennen und haben diese an Beispielen intensiv geübt. Dieses Wissen können Sie an der Drehmaschine ähnlich umsetzen. Die Wegbedingungen G2 und G3 haben weiterhin dieselbe Bedeutung.

Beschreibt das Werkzeug eine Bewegung im Uhrzeigersinn, so steht dafür der Befehl G2. Eine Bewegung im Gegenuhrzeigersinn wird mit G3 erreicht. Die Bewegung erfolgt mit Vorschubgeschwindigkeit. Für diese Festlegung der Bewegungsrichtung (G2 und G3) blicken Sie senkrecht auf die Bearbeitungsebene XZ. Diese Betrachtung erfolgt in der (hier nicht vorkommenden) Y-Achse in negativer Richtung auf die XZ-Ebene.

G02: Im Uhrzeigersinn

Im Uhrzeigersinn

Abb. 3.18: G2 und G3 Kreisbewegung beim Drehen mit Satzformat

G03: Gegen den Uhrzeigersinn

Gegen den Uhrzeigersinn

Abb. 3.18: G2 und G3 Kreisbewegung beim Drehen mit Satzformat

Abb. 3.18: G2 und G3 Kreisbewegung beim Drehen mit Satzformat

Auch bei der Programmierung von Kreisen sind beim Drehen folgende Punkte besonders zu beachten:

Die Koordinaten des Kreisendpunktes in X und Z werden in absoluten Maßangaben programmiert. Sie beziehen sich also auf den Werkstücknullpunkt.

Die Kreismittelpunktsabstände I und K werden in inkrementalen Maßangaben programmiert. Sie beziehen sich auf den Anfangspunkt des Kreisbogens.

Der Kreismittelpunktsabstand I ist der achsparallele Abstand in der X-Achse vom Anfangspunkt des Kreises bis zum Kreismittelpunkt.

Der Kreismittelpunktsabstand K ist der achsparallele Abstand in der Z-Achse vom Anfangspunkt des Kreises bis zum Kreismittelpunkt.

Das Vorzeichen bei I und K gibt die Richtung zum Kreismittelpunkt an:

  • Ein positiver Wert sagt aus, dass der Kreismittelpunkt in positiver Richtung vom Anfangspunkt des Kreises entfernt
  • Ein negativer Wert bedeutet, dass der Kreismittelpunkt in negativer Richtung vom Anfangspunkt des Kreises entfernt liegt.

Einige Beispiele von Kreisbögen, die häufig an Drehteilen zu programmieren sind, wollen wir uns näher betrachten.

Beispiel 9:

Anfangspunkt: X30 Z0

Bestimmung I:

M liegt von A aus gesehen in der X-Achse in positiver Richtung entfernt → I -Wert ist positiv.

Der Abstand ist exakt so groß wie der Radius, also 20.

Bestimmung K:

M liegt von A aus gesehen in der Z-Achse auf derselben Position wie A, hat also in Z keinen Abstand → K-Wert ist 0.

Programmierung: G2 X70 Z-20 I20 K0

Abb. 3.19: Beispiel 9

Beispiel 10:

Anfangspunkt: X70 Z-20

Bestimmung I:

M liegt von A aus gesehen in der X-Achse in negativer Richtung entfernt → I -Wert ist negativ.

Der Abstand ist exakt so groß wie der Radius, also 20.

Bestimmung K:

M liegt von A aus gesehen in der Z-Achse auf derselben Position wie A, hat also in Z keinen Abstand → K-Wert ist 0.

Programmierung: G2 X30 Z0 I-20 K0

Abb. 3.20: Beispiel 10

Beispiel 11:

Anfangspunkt: X30 Z0

Bestimmung I:

M liegt von A aus gesehen in der X-Achse auf derselben Position wie A, hat also in X keinen Abstand → I-Wert ist 0.

Bestimmung K:

M liegt von A aus gesehen in der Z-Achse in negativer Richtung entfernt → K -Wert ist negativ.

Der Abstand ist exakt so groß wie der Radius, also 20.

Programmierung: G3 X70 Z-20 I0 K-20

Abb. 3.21: Beispiel 11

Beispiel 12:

Anfangspunkt: X70 Z-20

Bestimmung I:

M liegt von A aus gesehen in der X-Achse auf derselben Position wie A, hat also in X keinen Abstand → I-Wert ist 0.

Bestimmung K:

M liegt von A aus gesehen in der Z-Achse in positiver Richtung entfernt → K-Wert ist positiv.

Der Abstand ist exakt so groß wie der Radius, also 20.

Programmierung: G3 X30 Z0 I0 K20

Abb. 3.22: Beispiel 12

Beispiel 13:

Dieses Beispiel soll Ihnen zeigen, dass nicht immer einer der Kreismittelpunktsabstände den Wert Null besitzt und der andere Abstand die Größe vom Radius hat.

Näher werden wir darauf in den weiteren Lehrbriefen eingehen.

Anfangspunkt: X70 Z-15

Programmierung: G2 X70 Z-50 I40 K-17.5

Abb. 3.23: Beispiel 13

Übung

Übung 5:

Programmieren wir gemeinsam dieses Drehteil. Es soll Ihnen noch einmal die Bestimmung der Koordinaten der Kreisbewegung bei Radius R4 und R3 verdeutlichen.

Abb. 3.24: Drehteil

Die Kontur dieses Drehteiles werden wir vor der Programmierung in Geraden und Kreisbögen gliedern. Der Startpunkt für die Konturbeschreibung ist der Werkstücknullpunkt. Der Pfeil kennzeichnet die Beschreibungsrichtung.

Abb. 3.25: Konturen des Drehteils

Die Kontur gliedert sich in:

Gerade (g1)

Gerade (g2)

Gerade (g3)

Kreis (k1)

Gerade (g4)

Kreis (k2)

Gerade (g5)

Die Programmierung der Kontur (unter Vernachlässigung der Technologieinformationen und Zusatzfunktionen sowie das Anfahren auf den Sicherheitsabstand) sieht folgendermaßen aus:

Abb. 3.26: Koordinaten

Zur Verdeutlichung sehen Sie die Mittelpunkte der Kreisbewegungen noch einmal im Detail gezeichnet:

Abb. 3.27: Kreisbewegungen

Übung 6:

Programmieren Sie das nächste Drehteil selbst und vertiefen Sie die erlangten Kenntnisse. Der Konturverlauf ist entsprechend der Pfeilrichtung durchzuführen. Beginnen Sie am Werkstücknullpunkt. Die Positionierung ist bereits erfolgt. Technologiedaten werden vernachlässigt. Ein kleiner Hinweis: Gliedern Sie die Kontur zuerst wieder in die einzelnen Konturelemente (Geraden und Kreise) auf.

Viel Erfolg!

Abb. 3.28: Drehteil

Tragen Sie die entsprechenden Koordinaten in die Tabelle ein, indem Sie die richtigen Inhalte in die Lücken ziehen.

G41 und G42 – Werkzeugradiuskorrektur beim Fräsen

Bei den bisherigen Übungen, die wir bearbeitet haben, sind wir immer von der Tatsache ausgegangen, dass wir nur die Konturzüge programmiert haben. Werkzeug und andere Technologieinformationen sind noch vernachlässigt worden. Umso näher wir uns aber an das vollständige CNC-Programm antasten, wird auch die Lage und die Abmaße sowie die Lage des Fräswerkzeuges zum zu fertigenden Werkstück immer wichtiger. Lassen Sie uns dies gemeinsam an einem Beispiel erarbeiten.

G41 und G42 – Schneidenradiuskompensation beim Drehen

Auch bei den Übungen beim Drehen sind wir bis hier nur von den Konturzügen ausgegangen und haben ebenfalls die Werkzeuggeometrie und die Technologieinformationen vernachlässigt. Beim Drehen, insbesondere beim Fertigdrehen, hat der Schneidenradius des Drehwerkzeuges einen großen Einfluss auf die richtige Bearbeitung der Kontur. Lassen Sie uns dies ebenfalls gemeinsam an einem Beispiel erarbeiten.

Zusammenfassung

In diesem Kapitel haben wir sehr wichtige, aber längst noch nicht alle, G-Funktionen kennen gelernt. Lassen Sie uns diese komplexen Informationen an dieser Stelle noch einmal wiederholen und zusammenfassen:

  • Die G-Funktion G0 bedeutet das Anfahren eines Punktes im Eilgang. Die programmierten Achsen positionieren unabhängig voneinander und stehen somit nicht in einem Funktionszusammenhang. Es findet keine Interpolation

  • G0 bzw. der Eilgang dient zum Positionieren in höchstmöglicher Geschwindigkeit. Das Werkzeug darf sich nicht im Eingriff befinden.

  • Bei G0 liegt das Prinzip der Punktsteuerung zu Grunde.

  • Die G-Funktion G1 bedeutet das geradlinige Anfahren eines Punktes in Vorschubgeschwindigkeit. Die Positionierung in Vorschubgeschwindigkeit kann in einer oder in mehreren Achsen gleichzeitig erfolgen. Die Achsen stehen in einem Funktionszusammenhang, es findet eine Interpolation statt (Geradeninterpolation).

  • Das Werkzeug befindet sich bei der Geradeninterpolation G1 im Einsatz. Hier liegt das Funktionsprinzip der Bahnsteuerung zu Grunde.

  • Der Bahnsteuerbetrieb wird in 2D-, 2 1/2D- und 3D-Steuerung unterschieden.

  • Für die Kreisinterpolation (Zirkularinterpolation) werden die G-Funktionen G2 und G3.

  • Die G-Funktion G2 beschreibt die Kreisbewegung im Uhrzeigersinn.

  • Die G-Funktion G3 beschreibt die Kreisbewegung im Gegenuhrzeigersinn.

    Abb. 3.30: Satzaufbau

  • Der Satzaufbau bei G2 und G3 sieht folgendermaßen aus.

Besondere Beachtung gilt bei X und Y und Z:

Die Koordinaten des Kreisendpunktes werden absolutbezogen auf den Werkstücknullpunkt des Werkstückes angegeben.

Besondere Beachtung gilt bei I und J und K:

Die Koordinaten des Kreismittelpunktes werden inkremental bezogen auf den Startpunkt des Kreises angegeben.

  • Beim Fräsen von Konturen hat die Werkzeugradiuskorrektur elementare Bedeutung. Sie definiert die Lage des Werkzeuges zur Fertigkontur.

    Daraus ergibt sich:

    • G41: Fräserbahn links der Kontur = Gleichlauffräsen
    • G42: Fräserbahn rechts der Kontur = Gegenlauffräsen
  • Beim Drehen von Konturen hat die Schneidenradiuskompensation elementare Bedeutung. Sie definiert die Lage des Werkzeuges zur Fertigkontur.

    Daraus ergibt sich:

    • G41: Drehwerkzeug links der Kontur
    • G42: Drehwerkzeug rechts der Kontur
  • Die Werkzeugradiuskorrektur beim Fräsen und die Schneidenradiuskompensation beim Drehen wird jeweils bei Abschluss der Kontur mit G40 abgewählt.

Übung

1. Welche unterschiedlichen Steuerungsarten bei CNC-Steuerungen kennen Sie?
2. Was ist der Unterschied zwischen 2 1/2D- und 3D-Bahnsteuerung?
3. Nennen Sie Anwendungsbeispiele für die 3D-Bahnsteuerung!

Für die Lösung klicken Sie auf die genannten Beispiele.

4. Was bedeutet der Begriff Geradeninterpolation?
5. Wie ist ein CNC-Programm nach DIN 66025 generell aufgebaut?
6. Was ist der Unterschied zwischen modular wirksam und satzweise wirksam?
7. Was ist der Unterschied zwischen Schneidenradiuskompensation und Werkzeugradiuskorrektur?
8. Beurteilen Sie, ob folgende Aussagen richtig oder falsch sind.