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Einführung in die CNC-Programmierung: Alles, was Sie wissen müssen

Manuel Hesse Maschinenbau Palm

Im Zeitalter der Spitzentechnologie ist die Automatisierung für viele Branchen ein Segen, weil sie die Arbeit erleichtert und die Produktionskosten senkt. Das Formen und Schneiden von Produktteilen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie wird nicht mehr manuell durchgeführt. Dies geschieht mit Hilfe von Computern, die Maschinen in Form von Programmen steuern. Diese Programme helfen der Maschine, eine Reihe von Anweisungen in einer vordefinierten Abfolge von Aktionen auszuführen. Eine solche Programmierung wird als CNC oder Computer Numerical Control Programming bezeichnet.

Erfahren Sie in diesem Artikel mehr über die CNC-Programmierung und verschiedener Programmierarten.

Was ist CNC-Programmierung?

Computer Numerical Control Programming wird von Herstellern in großem Umfang eingesetzt, um mit Hilfe der Programmierung für Computer eine Anordnung zum Betrieb einer Werkzeugmaschine zu entwickeln. CNC ist ein fester Bestandteil des Fertigungsprozesses und hilft auch, die Flexibilität im Fertigungsprozess durch Automatisierung zu verbessern.

Der gesamte Prozess startet damit, dass der Programmierer die Abfolge der Ereignisse auswertet, die zur Herstellung eines Teils oder eines Produkts erforderlich sind. Die Berechnungen werden von den Programmierern auf der Grundlage der Rohstoffe und des eigentlichen Produktionsprozesses durchgeführt. Der nächste Schritt ist die Entwicklung der Serie von in einer Reihenfolge angeordneten Anweisungen, denen die Maschine zu folgen und auszuführen hat.

Der CNC-Programmierer muss das Programm in die Maschine laden und testen, um es auf Änderungen zu prüfen. Dort achten die Programmierer auch auf Änderungen, nachdem die Maschine für den Fertigungsprozess eingerichtet ist.

Welche Arten von CNC-Programmiersprachen gibt es?

Wichtige Merkmale der CNC-Bearbeitung

Es ist zu beachten, dass CNC-Maschinen in der Regel mit automatischem Werkzeugwechselhalter ausgestattet sind und über ein Programm gesteuert werden. Daraus ist zu erkennen, dass der Arbeitsablauf deutlich effektiver ist. Bei allen CNC-Maschinen wird an jeder gesteuerten Achse ein elektronisches Messsystem eingesetzt. Die Messsysteme werden bei CNC-Maschinen in der Regel zur Ermittlung der Positionierung eines Schlittens auf der Führungsbahn eingesetzt.

Diese Systeme spielen auch eine entscheidende Rolle bei der Ausrichtung des Spindeltisches und der Messung der tatsächlichen Spindeldrehzahl. CNC-Steuerungen sind die Hauptkomponenten der CNC-Bearbeitung. Die neuen CNC-Steuerungen wurden für einfache Anwendungen im Zusammenhang mit Drehbearbeitungszentren und Schleifen entwickelt. Die fortschrittlichen numerischen Computersteuerungen hingegen ermöglichen eine präzisere Steuerung der verschiedenen Achsen und damit eine schnellere Interpolation der Positionen. Werfen wir also einen Blick auf einige der Hauptmerkmale der CNC-Bearbeitung.

Schmiersysteme – Automated lubrication systems

Es ist wichtig zu erwähnen, dass eine Werkzeugmaschine, die regelmäßig gewartet und geschmiert wird, auch langfristig zuverlässig arbeitet. Es ist eine allgemein festgestellte Tatsache, dass eine unzureichende Schmierung der Lager zu einer vorzeitigen Beschädigung der Lager führen würde. Außerdem kann eine unzureichende Schmierung auch die Laufschienen beschädigen. Mit anderen Worten, wenn es einen Mangel an Schmierung gibt, würde die Zuverlässigkeit der Maschine abnehmen.

Normalerweise sind die Reparaturkosten für CNC-Maschinen recht teuer. Daher ist es sinnvoll, sich für solche CNC-Maschinen zu entscheiden, die mit einem Selbstschmiermechanismus ausgestattet sind. Sie wird auch als Automated lubrication systems bezeichnet, bei der jedes Lager der Vorrichtung mit einem zentralen Verteiler verbunden ist. Der Schmierstoffverteiler sorgt automatisch für eine programmierbare und unter Druck stehende Ölzufuhr zu jedem Lager.

Welche Vorteile hat die Automatisierung des CNC-Bearbeitungsprozesses ?

Es gibt 5 verschiedene Arten von CNC-Maschinen und nicht alle können über einen einzigen Datensatz der Programmierung ausgeführt werden. In der Praxis gibt es keine einheitliche Programmiersprache um Anweisungen in unterschiedliche CNC-Maschinen zu programmieren. Die G-Programmiersprache oder der G-Code ist jedoch eine der am weitesten verbreiteten Programmiersprachen, die zur Implementierung unzähliger herstellerspezifischer Implementierungen verwendet werden.

Es gibt eine Vielzahl von verschiedenen G-Code-Varianten. Die Aufgabe der Implementierung dieser Codes hängt von den individuellen Funktionen der jeweiligen Maschine ab. So können Sie z. B. eine Reihe von G-Codes in eine Maschine eingeben, um die Drehung des Koordinatensystems zu aktivieren oder zu deaktivieren, während Sie den G-Code für eine Maschine, die über keine Verstellmöglichkeit verfügt, möglicherweise nicht verwenden müssen.

Der G-Code mag auf den ersten Blick fast wie eine altmodische Sprache wirken. Das liegt daran, dass die Programmiersprache in einer Zeit entdeckt wurde, in der Maschinen noch über wenig Speicher verfügten. Der G – Code ist sehr einfach zu verstehen.

Jeder Code im Programm wird in einer separaten Zeile geschrieben, die als Block bezeichnet wird. Diese Sätze sind in einer Reihenfolge angeordnet, die die Lesbarkeit, Sicherheit und Vorhersagbarkeit fördert.

Hier ist das einfachste Beispiel eines CNC-Programms, das ein einzelnes Werkzeug umfasst, das eine einzelne Aufgabe ausführen muss:

Die erste Eingabe weist die Maschine an, das Programm zu starten, woraufhin das Werkzeug geladen wird. Die Spindel und das Kühlmittel werden nacheinander eingeschaltet. Der schnelle Positioniervorgang über dem Teil und die Maschinenoperationen sind der nächste Schritt, gefolgt von G-Code-Befehlen zum Ausschalten des Kühlmittels, Ausschalten der Spindel, Anfahren einer sicheren Position und Beenden des CNC-Programms.

Wie bereits erwähnt, können Sie mit dem G- und M-Code den größten Teil des Inhalts des CNC-Programms erstellen. Mit G28 können Sie beispielsweise zur Grundstellung der Maschine zurückkehren, während Sie mit G81 einen einfachen Bohrzyklus starten können.

In vergleichbarer Weise werden die M-Codes verwendet, um verschiedene Funktionen wie die Steuerung von Zusatzoptionen in der Maschine auszuführen. Sie können nur einen M-Code in jeden Datensatz aufnehmen. Zum Beispiel wird M03 verwendet, um die Spindel im Uhrzeigersinn zu drehen, und M04, um die Spindel gegen den Uhrzeigersinn zu bewegen.

Welche Arten von CNC-Software gibt es?

Es gibt drei gängige Programmierstile: CAM, manuelle und die konventionelle CNC-Programmierung. Jede dieser Programmierarten erfordert eine andere Eingabe und daher eignet sich keine Programmierart für alle Anforderungen eines Unternehmens. Sie müssen ein gutes Verständnis für die Grundlagen haben, bevor Sie einen Programmierstil bestimmen, der am besten für Ihre Anforderungen geeignet ist.

1. Manuelle Programmierung

Die manuelle Programmierung ist eine Methode der alten Schule, um ein Programm zu erstellen. Der Programmierer muss die Operationen visualisieren, um das Teileprogramm auszuführen. Mit dem Erscheinen des CAM-Systems hat die manuelle Programmierung fast ein Ende gefunden. Programmierer verwenden oft sich wiederholende Bearbeitungszyklen, um die manuelle Programmierung zu vereinfachen. Sie müssen jedoch ein Programm manuell entwickeln, wenn sie die volle Kontrolle über das Teileprogramm haben wollen. Nur durch die manuelle Programmierung sind Maschinen in der Lage, genaue Werkzeugbahnen zu erzielen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die manuelle Programmierung für einfache Aufgaben geeignet ist, während komplexe Programmierungen von einem CAM-System übernommen werden können.

Folgenden werden einige Vor- und Nachteile der manuellen Programmierung aufgeführt.

Vorteile der manuellen Programmierung

  • Es ist am geeignetsten für Verbesserungen der Maschinenauslastung
  • Die Ausgaben sind effektiver und effizienter als bei den meisten CAM-Programmen
  • Es ist eine großartige Wahl für Arbeiten mit sehr hohem Volumen, bei denen eine Optimierung erforderlich ist
  • Es bietet unbegrenzte Möglichkeiten bei der Entwicklung von Teileprogrammen

Nachteile der manuellen Programmierung

  • Es ist ein zeitraubender Programmierprozess.
  • Es besteht ein höheres Risiko menschlicher Fehler bei der manuellen Programmierung im Vergleich zu anderen Systemen der Programmierung.
  • Nur wenige Programmierer sind in der Lage, auf einem derart hohen Niveau zu programmieren.

2. Konventionelle Programmierung

Diese Programmierung eignet sich am besten für Programmieranfänger, die noch keine großen Kenntnisse über G-Codes aufweisen. Durch die Klartextprogrammierung können die Programmierer die Verwendung von G-Codes umgehen oder ganz vermeiden.

Mit der Klartextprogrammierung ist es einfach, Teileprogramme in kürzester Zeit zu erstellen. Der Programmierer kann einfach mit dem Entwurf zur CNC-Maschine gehen und die CNC-Maschine wird das Erforderliche tun. Das Beste an der Verwendung von CNC-Maschinen mit Klartextprogrammierung ist, dass Sie den Werkzeugweg vor Beginn der Produktion verifizieren und überprüfen können.

2. Konventionelle Programmierung

  • Die Einrichtungs- und Programmierzeit wird reduziert
  • Programmierer können sich das Dekodieren von G-Codes ersparen
  • Eines der am einfachsten zu bedienenden CNC-Programme
  • Verursacht sehr wenige Programmierfehler.

2. Konventionelle Programmierung

  • Konventionelle CNC Programme unterstützen keine komplexen Werkzeugwege
  • Es ist nicht so flexibel wie ein CAM-System

3. CAM-System-Programmierung

Das CAM-Programmiersystem ist eines der gefragtesten Programmiersysteme, da es in der Lage ist, auf einfache Weise G-Codes zu erzeugen. Das CAM-System kann in Situationen verwendet werden, in denen eine Vielzahl von Maschinen zu programmieren ist, ohne die Programmiersprache zu ändern. Es ist praktisch bei der Programmierung bestimmter komplexer Aufgaben, die manuell nur schwer zu programmieren sind.

Vorteile CAM-System-Programmierung

  • Die Bediener können mit der CAM-Systemprogrammierung ohne mathematische Berechnungen arbeiten
  • Erhöht die Gesamtleistung durch Automatisierung des Programmiervorgangs

Nachteile CAM-System-Programmierung

  • Die Produktion ist nicht so effizient wie die manuelle Programmierung
 

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