Einführung in die DIN - Programmierung

!!! Hinweis !!!

Die folgende Ausarbeitung ist aus dem Jahr 1999.

Es gibt neue DIN-Normen, die inzwischen Prüfungsgegenstand nach PAL sind.

Es wird nur das Fräsen behandelt, nicht jedoch das Drehen oder Bearbeitung auf optischen CNC-Maschinen.

Es sind bestimmte durchaus wichtige Befehle aus der neuen PAL in dieser Übersicht nicht erfasst.
Es muss noch viel Arbeit investiert werden um es zu aktualisieren. Insbesondere, wenn man daraus für Optiker eine ordentliche Auswahl treffen will, die alles beinhaltet, was übertragbar auf optische Maschinen ist und alles weglässt, was nur den Industriemechaniker interessieren muss.
hier

Hoffe das dieses in Zukunft in angriff genommen wird.

Vielen dank an Herrn Schuchard von der BBS2 Göttingen der sich diesem angenommen hat.

R.K. Schuchard
Theorielehrer Feinoptik,
BBS II Göttingen
r.schuchard@bbs2goe.de

Hier ein paar Lernprogramme zum Thema CNC.

PALmill und PALturn sind 2 von geschriebene Freeware-Programme, mit deren Hilfe der Berufsschüler die CNC-Programmierung nach DIN 66025  üben kann. Dabei wird simuliert, wie die Senkrechtfräsmaschine bzw. die Schrägbett-Drehmaschine das mittels Editor geschriebene  CNC-Programm ausführt.
Zwar wird nicht mit einer 3-D-Grafik aufgewartet, aber so ziemlich alle Details und (fast) alle möglichen Programmierfehler werden  erfasst. http://www.freenet-homepage.de/palmill/index.htm

Einführung in die DIN -  Programmierung

Mit freundlicher Genehmigung des Ersthellers Heiko Rech Url.: http://www.heiko-rech.de/



Bitte beachten Sie, dass diese Einführung nur dem Verstehen des Programmcodes dienen soll. Die hier gezeigten Beispiele können nicht mit einer Maschine gefräst werden.
Die wenigsten Maschinen werden heute noch mittels DIN- Programmierung und Editor gesteuert. Meist erfolgt die Programmierung mit spezieller Software oder einem CAD/CAM- System. Der Anwender selbst schreibt meist keinen Programmcode mehr. Dennoch kann es sinnvoll sein das erzeugte Programm zu verstehen. Dazu soll diese Einführung dienen.

Hier werden die wichtigsten Befehle kurz erläutert. Allerdings können nicht alle Befehle erklärt werden, da es viele Befehle gibt, die maschinenspezifisch festgelegt werden.

Der Programmaufbau

Der Programmaufbau ist in der Regel bei allen Steuerungen gleich. In der ersten Zeile steht die Programmnummer nach einem "%"- Zeichen. Anschließend folgt der Programmkopf, dann das Hauptprogramm mit eventuellen Unterprogramm- Aufrufen und zum Schluß das Programmende.

Beispiel:

%3099

N10 G90 (Programmkopf)
N20 G54 X25 Y25 Z45 (Programmkopf)
N20 .....(Eigentliches Programm)
N80 M30 (Programmende)

Die Programmnummer
Die Programmnummer dient auch als Dateiname und beginnt immer mit dem Prozent- Zeichen. Alles was vor diesem Zeichen geschrieben ist wird von der Steuerung ignoriert.

Die Satznummern
Jeder Satz erhält eine Nummer z.B. N20. vorzugsweise sollten die Nummern in Zehner Schritten vergeben werden, damit später noch Sätze eingefügt werden können. Je nach Steuerung werden keine Satznummern benötigt. Lesen Sie hierzu näheres in der Dokumentation Ihrer Steuerung.
Der Programmkopf
Im sogenannten Programmkopf können Nullpunktverschiebung, Drehzahl und Vorschub bereits definiert werden. Der Programmkopf ist jedoch optional
Das Hauptprogramm
Das Hauptprogramm enthält die eigentlichen Programmdaten, die zum Fräsen des Werkstückes benötigt werden. Im Hauptprogramm können auch Unterprogramme aufgerufen werden.
Das Programmende
Der Befehl M30 beendet das Programm.

Nullpunkte und Nullpunktverschiebungen

Nullpunkte dienen als Ausgangspunkte für das Programm. In erster Linie ist der Maschinen- Nullpunkt relevant. Der Maschinen- Nullpunkt wird vom Maschinenhersteller festgelegt und kann nicht verändert werden. Die erste Verschiebung dieses Nullpunkte wird mit dem Befehl G54 angegeben. Dieser Befehl dient zum Beispiel dazu den Wekstücknullpunkt anzugeben, indem die Koordinaten dieses Punktes mit G54 der Maschine übergeben werden. Je nach Steuerung können die Nullpunktverschiebungen auch in der Maschine gespeichert werden und können vom Programm aufgerufen werden. Insgesamt sind vier Nullpunktverschiebungen möglich: G54 - G57. Wird eine Nullpunktverschiebung angegeben, so werden alle folgenden Koordinatenwerte um die Werte dieser Verschiebung vergrößert.

Beispiel:

Nullpunktverschiebung:

G54 X200 Y200

Koordinatenwerte:

G00 X200 Y200

Real angefahrene Werte:

X400 Y400

Die Nullpunkte im einzelnen:

Maschinennullpunkt (M)
Dieser Punkt dient als Ursprung des Koordinatensystems, nach dem die Maschine arbeitet. Meist ist dieser Punkt auch der Referenzpunkt der Maschine.

Referenzpunkt (R)
Dieser Punkt dient zur Eichung des Wegmeßsystems. Der Referenzpunkt muß nach jedem Ein- und Ausschalten Angefahren werden. Dies geschieht entweder manuell oder automatisch.

Werkstück - Nullpunkt (WNP)
Der WNP bildet den Ursprung des Werkstück- Koordinatensystems und kann frei gewählt werden. Dies geschieht durch Nullpunktverschiebung. Es ist sinnvoll den WNP als Ursprungspunkt in der Zeichnung oder deren Bemaßung zu benutzen.

Programm- Nullpunkt (PNP)
Der PNP ist der aktuelle Programm- Nullpunkt. Der PNP ist meist mit dem WNP identisch und kann ebenfalls frei definiert werden.

Werkzeugbezugspunkt (WZ)
WZ liegt auf dem Werkzeugträger (Maschine). Da die Steuerung sämtliche Angaben der Werkzeugkoordinaten auf den Werkzeugbezugspunkt bezieht, muß die Lage der Werkzeugspitze bzw. der Werkzeugschneide in Bezug zum Werkzeugbezugspunkt über die Korrekturwerte berechnet werden.

Anfahren des ersten Punktes im Eilgang

Bevor die Maschine mit dem Fräsen beginnt muß der Fräser positioniert werden. Um Zeit zu sparen wird der erste Punkt im Eilgag angefahren. Dabei ist darauf zu achten, daß dieser Punkt sich noch nicht im Werkstück befindet. Eilgang bedeutet je nach Maschine eine Vorschubgeschwindigkeit von 20m ! Die Zeit, während die Maschine zu diesem Punkt fährt, kann bereits genutzt werden um den Motor zu Starten, also sollte dies geschehen, bevor sich die Maschine in Bewegung setzt. Der Programmcode würde folgendermaßen aussehen:

%3099
N10 G54 X25 Y25 Z45
N20 M03
N30 G00 X200 Y300
N40 ......
N70 M05
N80 M30

Erklärung:

%3099= Programmnummer
N10 G54X25 Y25 Z45 = Erste Nullpunktverschiebung
N20 M03 = Motor starten im Rechtslauf. Wenn mehrere Motoren vorhanden sind, so hat jeder einzelne Motor eine Spindelnummer. So wir z.B. Spindel 1 mit dem Befehl M13 im Rechtslauf gestartet (Näheres in Ihrer Steuerungs- Dokumentation) Sollte der Motor im Linkslauf gestartet werden, so lautet der entsprechende Befehl M04 (oder M14 für Spindel 1)

N30 G00 X200 Y300 = Fahre im Eilgang zum Fräserstartpunkt. G00 ist der Befehl für Eilgang. Die eigentliche Geschwindigkeit ist in dem Maschinenparametern festgelegt und kann vom Programm nicht verändert werden. X200 Y300 gibt den Punkt in Koordinaten an, zu dem die Maschine fährt.
N40 ...= weitere Anweisungen
N70 M05 = Motor aus. Der Befehl M05 (b.z.w. M15 für Spindel 1) stoppt den Motor. Es ist darauf zu Achten, daß sich der Fräser hierbei nicht mehr im Werkstück befindet.

N80 M30 = Programmende.

Vorschub und Motordrehzahl

Vorschub:
Der Vorschub wird durch den Befehl F (F=feed) gesteuert.
Beispiel:

F1000

Die Zahl 1000 gibt hierbei eine Vorschubgeschwindigkeit von 1000mm pro Minute an. der Vorschub kann zu jedem Zeitpunkt des Programmablaufs geändert werden, wenn es die Bearbeitung erfordert.

Motordrehzahl:
Die Motordrehzahl wird mit dem Befehl S (S=Speed) gesteuert.
Beispiel:

S18000

Die Zahl 18000 gibt hierbei eine Drehzahl von 18000 U/min an. Die Drehzahl sollte während der Bearbeitung nicht geändert werden. Die Drehzahl sollte in der gleichen Zeile wie das Einschalten des Motors geschrieben werden.
Beispiel: M03 S18000

Koordinaten

Die wichtigsten Daten in einem NC- Programm neben den einzelnen Befehlen sind die Koordinaten. Um dies zu verstehen sollte man sich zunächst einmal ein Koordinatensystem ansehen:

Koordinatensystem (Beispiel: Koordinatensystem mit 4 Achsen)

Zunächst soll einmal der Einfachheit wegen eine eventuelle Nullpunktverschiebung außer Acht gelassen werden. Wenn man annimmt der Ursprungspunkt des Koordinatensystems sei der Maschinennullpunkt würde folgende Programmzeile:

N.. G00 X200 Y300 Z20

bewirken, daß die Maschine sich im Eilgang (G00) an den Punkt bewegt, der in positiver X- Richtung 200mm vom Nullpunkt und in positiver Y- Richtung 300mm vom Nullpunkt und in positiver Z-Richtung 20mm vom Nullpunkt entfernt ist.
Positiv bedeutet hierbei von Nullpunkt weg und negativ zum Nullpunkt hin.
Das Koordinatensystem einer Maschine bleibt immer gleich. Eine Nullpunktverschiebung wirkt sich nur auf das Programmieren aus, nicht auf die absoluten Koordinaten, die angefahren werden.

Absolute- und Relative Koordinaten

Absolute Koordinaten
Als absolute Koordinaten bezeichnet man die Koordinatenwerte, die vom Absoluten Nullpunkt, also dem Maschinennullpunkt ausgehen. Der Befehl, welcher die Eingabe von Absoluten Koordinaten einleitet ist G90. Er bleibt solange Aktiv, bis die Koordinateneingabe auf relativ umgeschaltet wird oder das Programm zu ende ist.

Relative Koordinaten
Zur Erleichterung der Koordinateneingabe kann man Relative Koordinaten Verwenden. Relative Koordinaten geben den nächsten Punkt im Bezug auf den zuletzt angefahrenen Punkt an, ähnlich einer Kettenbemaßung. Der Befehl hierzu lautet G91. G91 sollte immer in Unterprogrammen verwendet werden. Auch dieser Befehl bleibt aktiv, bis er durch G90 aufgehoben wird oder das Programm zu ende ist.

Koordinatensystem (Beispiel)

Werkzeuge und Werkzeugwechsel

Werkzeugwechsel
Das Einwechseln eines Werkzeuges mit einem Werkzeugwechsler wird durch den Befehl M06 gesteuert. Der Wechselvorgang geschieht hierbei automatisch. Bei Maschinen ohne Wechsler oder Magazin hat dieser Befehl keine Bedeutung.

Werkzeugnummern
Einzelne Werkzeuge werden durch den Befehl T+ Werkzeugnummer (T=Tool) angesprochen. Die einzelnen Werkzeugnummern und Werkzeugdaten werden aus der Werkzeugtabelle der Maschine übernommen. So spricht z.B. T8 das Werkzeug Nr. 8 in der Werkzeugtabelle an.

Beispiel:
N.. M06 T8 = Einwechseln des Werkzeug Nr.8

Fahren einer Geraden

Der Befehl zum Fahren einer Geraden lautet G01. Im Anschluß an diesen Befehl stehen die Zielkoordinaten, also der Endpunkt der Geraden. Der Startpunkt ist immer der Punkt, an dem sich die Maschine zum aktuellen Zeitpunkt (Programmpunkt) Befindet. die Gerade wird mit dem aktuell gültigen Vorschub und der aktuellen Drehzahl abgefahren.

Beispiel :

N.. G01 X200 Y200 Z20

Das erste Programm

Auf dieser Seite soll ein kleines Programm erklärt werden. Da es hier nur um das Verstehen des Programmcodes geht und nicht um das Erzeugen eines Programmes, das gefräst werden soll lasse ich Werkstückmaße und Werkzeugdaten außer Acht.

Das Programm:

%3099
N10 G54 X20 Y20 Z16
N20 M06 T8 M03 S10000 F2000
N30 G90
N40 G00 X10 Y10 Z20
N50 G01 Z-5
N60 G91
N70 G01 Y100
N80 G01 X100
N90 G01 Y-100
N100 G01 X-100
N110 G90
N120 G01 Z20
N130 M05
N140 M30

Erklärung

%3099 = Programmnummer
N10 G54 X20 Y20 Z16 = Nullpunktverschiebung. Der Grund für diese Verschiebung könnte zum Beispiel sein, daß das Werkstück 10mm in X+ und 10mm in Y+ vom Maschinennullpunkt liegt und 16mm dick ist. Diese Verschiebung könnte die Programmierung vereinfachen.
N20 M06 T8 M03 S10000 F2000 = Werkzeugwechsel mit Werkzeug Nr. 8 durchführen, anschließend Motor im Rechtslauf mit 10000 U/min starten. Vorschub 2m pro Minute.
N30 G90 = Absolute Koordinaten. Die folgenden Werte sind als absolute Koordinaten zu verstehen.
N40 G00 X10 Y10 Z20 = Fahre im Eilgang zu den Koordinaten X+ 10mm, Y+ 10mm und Z+20 (Nullpunktverschiebung wird berücksichtigt)
N50 G01 Z-5 = In einer Geraden 5mm in das Werkstück eintauchen.
N60 G91 = Alle folgenden Werte sind als relative Koordinaten zu verstehen.
N70 G01 Y100 = Fahre in einer Geraden 100mm in positiver Y- Richtung.
N80 G01 X100 = Fahre in einer Geraden 100mm in positiver X- Richtung.
N90 G01 Y-100 = Fahre in einer Geraden 100mm in negativer Y- Richtung.
N100 G01 X-100 = Fahre in einer Geraden 100mm in negativer X- Richtung.
N110 G90 = alle folgenden Werte sind als Absolute Koordinatenwerte zu verstehen.
N120 G01 Z20 = Fahre an den Punkt Z+ 20 (Absolut, X & Y ändern sich nicht)
N130 M05 = Motor abschalten.
N140 M30 = Programmende.

Würde man das Programm auf die jeweilige Maschine anpassen und Fräsen, so würde ein Quadrat mit 100mm Seitenlänge und 5mm Tiefe gefräst werden.

Radiuskorrektur

Mittels der Radiuskorrektur wird festgelegt, ob das Werkzeug, mit dem die Bearbeitung erfolgt rechts, links oder gar nicht zur Programmierten Bahn versetzt wird,
Der Grund für eine Radiuskorrektur
Würde keine Werkzeugkorrektur angegeben, so würde der Fräser immer mit dem Fräsermittelpunkt über der Programmierten Kontur laufen.
Beispiel:

Um dies zu vermeiden wird die Radiuskorrektur eingesetzt.
Radiuskorrektur Links:

Der Befehl G41 hat zur Folge, daß alle folgenden Konturen links zur Programmierten Bahn um den Fräserdurchmesser versetzt werden. Der Befehl wird nur durch G40 (Keine Radiuskorrektur oder G42 (Radiuskorrektur rechts) aufgehoben. Das berechnen des Versatzwertes übernimmt die Steuerung, anhand der aktuellen Werkzeugdaten (Durchmesser) eigenständig.

Radiuskorrektur rechts:

Der Befehl G42 hat zur Folge, daß alle folgenden Konturen rechts zur Programmierten Bahn um den Fräserdurchmesser versetzt werden. Der Befehl wird nur durch G40 (Keine Radiuskorrektur oder G41 (Radiuskorrektur links) aufgehoben. Das Berechnen des Versatzwertes übernimmt die Steuerung, anhand der aktuellen Werkzeugdaten (Durchmesser) eigenständig.


Die Radiuskorrektur sollte immer vor der eigentlichen Kontur festgelegt werden.

Kreise und Bögen

Das Fräsen von Kreisen und Bögen kann auf verschiedene Arten erfolgen:

1. G02 Kreisinterpolation im Uhrzeigersinn
Zum Fräsen eines Kreises/ Kreisbogens müssen dem Befehl G02 einige Parameter mitgegeben werden.

X Koordinaten des Endpunktes in X
Y Koordinaten des Endpunktes in Y
Z Koordinaten des Endpunktes in Z
I Koordinaten des Kreismittelpunktes in relativ zum Startpunkt in X
J Koordinaten des Kreismittelpunktes in relativ zum Startpunkt in Y

Der komplette Befehlssatz könnte lauten:

N.. G02 X70 Y80 Z0 I40 J30

Eine weitere Möglichkeit ist das Angeben eines Radiuswertes R.
Dann könnte der Befehlssatz folgendermaßen aussehen:

N.. G02 X70 Y80 Z0 R50

2. G03 Kreisinterpolation gegen den Uhrzeigersinn

Zum Fräsen eines Kreises/ Kreisbogens müssen dem Befehl G03 einige Parameter mitgegeben werden.

X Koordinaten des Endpunktes in X
Y Koordinaten des Endpunktes in Y
Z Koordinaten des Endpunktes in Z
I Koordinaten des Kreismittelpunktes in relativ zum Startpunkt in X
J Koordinaten des Kreismittelpunktes in relativ zum Startpunkt in Y

Der komplette Befehlssatz könnte lauten:

N.. G03 X70 Y80 Z0 I40 J30

Eine Weiter Möglichkeit ist das Angeben eines Radiuswerten R.
Dann könnte der Befehlssatz folgendermaßen aussehen:

N.. G03 X70 Y80 Z0 R50

Um sich die Funktionsweise dieses Befehls zu veranschaulichen empfiehlt es sich eine Zeichnung in einem Koordinatensystem anzulegen, in dem man erst die einzelnen Punkte einzeichnet und erst dann die Befehlszeile schreibt. Besonders einfach geht dies natürlich in einem CAD - Programm.

Nuten

Das Fräsen von Nuten geschieht mit dem Befehl G88 recht einfach. Dem Befehl G88 werden einige Daten als Parameter übergeben:

X Nutlänge in mm
Y Nutbreite in mm
Z Nuttiefe in mm
D Einzelschnitttiefe
I Startwinkel zur X- Achse in Grad

Einzelschnittiefe
Auch als "Anzahl der Zustellungen" bezeichnet. Ist die Nut zu tief, als daß sie in einem Arbeitsgang gefräst werden kann, gibt man mit D an, in wie vielen Zustellungen die Nut ausgefräst werden soll. Dies bezieht sich nicht auf die Nutbreite, ist die Nutbreite größer als der Fräserdurchmesser, so wird die Anzahl und Position der einzelnen Bahnen von der Steuerung errechnet.

Beispiel:

N.. G88 X200 Y20 Z8 D2 I0

Dieser Satz erzeugt eine Nut mit 200mm Länge, 20mm Breite in einem Winkel von 0° zur X- Achse. Die Nuttiefe beträgt 8mm und wird in zwei Arbeitsgängen (Zustellungen), je 4mm, ausgefräst.

Taschen

Taschen sind komplett ausgefräste Bereiche in einem Werkstück. Eine Tasche könnte zum Beispiel die Fräsung zur Vertiefung eines Topfbandes (Kreistasche) oder ein Schloßkasten (Rechtecktasche) sein. Eine Tasche vereinfacht diese Fräsungen sehr. Ohne den Befehl müßte das Ausräumen einer solchen Fräsung durch mehrere nebeneinander gelegte Bahnen geschehen. Bei einer Tasche werden diese Bahnen von der Steuerung errechnet.

1. Kreistasche
Der Befehl G85 erzeugt eine Kreistasche. Dem Befehl werden einige Daten als Parameter mitgegeben:

R Taschenradius in mm
Z Taschentiefe in mm
D Einzelschnittiefe

Einzelschnittiefe
Auch als "Anzahl der Zustellungen" bezeichnet. Ist die Tasche zu tief, als daß sie in einem Arbeitsgang gefräst werden kann, gibt man mit D an, in wie vielen Zustellungen die Tasche ausgefräst werden soll.
Beispiel:

N.. G87 R40 Z8 D2

Dieser Satz erzeugt eine Kreistasche mit einem Radius von 40mm und einer Tiefe von 8mm. Die Tasche wird in zwei Zustellungen von je 4mm ausgeräumt.

2. Rechtecktasche
Der Befehl G86 erzeugt eine Rechtecktasche. Dem Befehl werden einige Daten als Parameter mitgegeben:

X Taschenlänge in mm
Y Taschenbreite in mm
Z Taschentiefe in mm
D Einzelschnittiefe

I Startwinkel zu x- Achse in Grad

Einzelschnittiefe
Auch als "Anzahl der Zustellungen" bezeichnet. Ist die Tasche zu tief, als daß sie in einem Arbeitsgang gefräst werden kann, gibt man mit D an, in wie vielen Zustellungen die Tasche ausgefräst werden soll.
Beispiel:

N.. G86 X200 Y100 Z8 D2 I20

Dieser Satz erzeugt eine Rechtecktasche mit einer Länge von 200mm, einer Breite von 100mm und einer Tiefe von 8mm. Die Tasche liegt in einem Winkel von 20° zu X- Achse und wird in zwei Zustellungen ausgeräumt.

Bohrungen

Lochreihen gerade

Zum Erzeugen einer geraden Lochreihe wird der Befehl G84 benutzt. Diesem Befehl werden einige Daten als Parameter übergeben:

X Bohrungsabstand in mm
Z Bohrungstiefe in mm
I Startwinkel zur X- Achse in Grad
J Anzahl der Bohrungen

Der Startpunkt ist die erste Bohrung und ist immer vom Bohrermittelpunkt aus zu sehen.

Beispiel:

N.. G84 X20 Z8 I0 J5

Dieser Satz erzeugt eine Lochreihe mit fünf Löchern, die 8mm tief gebohrt werden und einen Abstand von 20mm zueinander haben. Die Lochreihe verläuft in einem Winkel von 0° zur X- Achse.

Lochreihen Kreisförmig

Zum Bohren einer Lochreihe, die kreisförmig angeordnet ist benutzt man den Befehl G85. Diesem Befehl werden einige Daten als Parameter übergeben.

R Kreisradius in mm
Z Bohrungstiefe in mm
I Startwinkel zur X- Achse in Grad
J Anzahl der Bohrungen

Der Startpunkt ist die erste Bohrung und ist immer vom Bohrermittelpunkt aus zu sehen.

Beispiel:

N.. G85 R50 Z8 I30 J6

Dieses Beispiel erzeugt sechs kreisförmig angeordnete Bohrungen, die in einem Radius von 50mm angeordnet sind. Die Bohrungen sind 8mm tief. Der Startpunkt liegt in einem Winkel von 30° zur X- Achse.

Einzelne Bohrungen
Einzelne Bohrungen werden durch den Lochreihen- Befehl G84 erzeugt. Hierbei werden als Lochreihen- Abstand 0mm und als Anzahl 0 gewählt. Die Eingabe eines Winkels kann hier ebenfalls entfallen, da ein Winkel keinen Einfluß auf eine einzelne Bohrung hat.
Da die Werte X, I und J leer bleiben können Sie auch weggelassen werden

Beispiel:

N.. G84 Z8

Dieser Satz würde eine Bohrung mit 8mm Tiefe erzeugen.

Bohrerauswahl
Jeder Bohrer, der sich auf der Maschine befindet hat eine eigene Werkzeugnummer. Da beim Bohren immer ohne Radiuskorrektur gearbeitet wird entfällt die Eingabe von Radiuskorrekturwerten. Die Bohrerauswahl erfolgt also wie bei einem Werkzeugwechsel durch den Befehl M06 T+ Werkzeugnummer.

Unterprogramme aufrufen

Das Aufrufen von Unterprogrammen erfolgt mit dem Befehl L + Unterprogrammnummer. Mit Unterprogrammen kann das Programmieren stark vereinfacht werden. Immer wieder verwendete Programme werden als Unterprogramme gespeichert und können so in jedem anderen Programm aufgerufen werden.
Unterprogramme sollten mit relativen Koordinatenwerten geschrieben sein. Daher sollte der Befehl G91 zu Beginn jedes Unterprogrammes stehen.
Jedes Unterprogramm kann wiederum ein weiteres Unterprogramm aufrufen. Hierbei sollte man bei der Verschachtelung von Programmen die Übersicht behalten.

Weiter Befehle

Je nach Steuerungsart und Maschine werden weitere Befehle unterstützt. Näheres hierzu erfahren Sie in der Dokumentation Ihrer Steuerung. Ich möchte hier nur einige Beispiele nennen.

Beispiele für weitere Befehle:

G04 Verweilzeit, wird eingesetzt bei doppelseitiger Maschinenbestückung
G43 Längenkorrektur, vergleichbar mit G41 oder G42, jedoch betreffend die Fräserlänge.
G59 Programmierbare, additive Nullpunktverschiebung bzw. Koordinatendrehung

G70 Eingabesystem Zoll, alle Angaben werden in Zoll von der Steuerung ausgewertet
G71 Eingabesystem metrisch, alle Angaben werden in mm von der Steuerung ausgewertet.
M07- M99 Diese M- Befehle sind vom Maschinenhersteller frei definierbar. Näheres erfahren Sie in der Dokumentation Ihrer Steuerung.

Allgemeine Ergänzungen und Hinweise

Schreibweise

· Alle Befehle dürfen nur einmal pro Satz vorkommen.
· Unter Berücksichtigung von 1. dürfen mehrere Anweisungen in einem Satz vorkommen.
· Um die Übersicht zu verbessern sollten nicht zu viele Befehle in einem Satz vorkommen.
· Manche Steuerungen benötigen ein Zeichen, das den Satz beendet wie z.B. ein ";".
· Viele Steuerungen benötigen keine Satznummern mehr, das Programm wird in der Reihenfolge abgearbeitet wie es geschrieben wurde.
· Koordinatenwerte, die sich nicht ändern brauchen nicht geschrieben zu werden. So ist die Eingabe von X0.000 überflüssig und kann weggelassen werden.
· Je nach Steuerung können Kommentare in das Programm eingefügt werden z.B. in Klammern. Diese Möglichkeit sollte genutzt werden um die Übersichtlichkeit zu verbessern

Maschinenspezifisches

· Nicht jede Maschine unterstützt alle hier aufgeführten Befehle
· Moderne Postprozessoren und CAD / CAM - Systeme erzeugen oft einen Programmcode, der umständlich erscheint. So kann es vorkommen, daß statt Lochreihen viele einzelne Bohrungen erzeugt werden.
· Nicht jede Steuerung verarbeitet reinen DIN- Programmcode. Es kann vorkommen, daß der Maschinenhersteller zu den DIN- Befehlen eigene Befehle in die Steuerung integriert hat oder ganz auf die DIN- Programmierung verzichtet.

· Werkzeugnummern und Korrekturwerte werden je nach Maschinentyp verschieden abgelegt. Einige Systeme verwenden Korrekturwerte in der Maschine und zusätzliche Werte im CAD / CAM- System.
· Beachten Sie unbedingt die Angaben des Maschinenherstellers zur Programmierung, da diese von der hier gezeigten Programmierung abweichen können.

Überblick über alle Befehle

Alle Befehle nach DIN 66025 im Überblick:

% Programmanfang
N Satznummer
/N Ausblendbarer Satz
G00 Positionieren im Eilgang
G01 Geradeninterpolation
G02 Kreisinterpolation, Uhrzeigersinn
G03 Kreisinterpolation, gegen Uhrzeigersinn
G04 Verweilzeit, satzweise
G09 Genauhalt, sazweise
G17 Ebenen Anwahl XY
G18 Ebenen Anwahl XZ
G19 Ebenen Anwahl YZ
G40 Aufheben der Radiuskorrektur
G41 Radiuskorrektur links

G42 Radiuskorrektur rechts
G53 Aufhebung der Nullpunktverschiebung
G54 Einstellbare Nullpunktverschiebung 1
G55 Einstellbare Nullpunktverschiebung 2
G56 Einstellbare Nullpunktverschiebung 3
G57 Einstellbare Nullpunktverschiebung 4
G58 Programmierbare Nullpunktverschiebung
G59 Programmierbare Nullpunktverschiebung
G60 Genauhalt, Grundstellung
G62 Bahnsteuerbetrieb mit Reduzierung des Vorschubs zum Satzende
G64 Bahnsteuerbetrieb ohne Geschwindigkeitsreduzierung

G70 Eingabesystem Zoll
G71 Eingabesystem Metrisch
G74 Referenzfahrt
G90 Absolute Maßeingaben
G91 Inkrementale Maßangaben
G94 Vorschub in mm/min
G95 Vorschub in mm
G96 Spindeldrehzahl in 1/min

M00 Programmierbarer Halt
M01 Wahlweiser Halt
M02 Programmende ohne Rücksprung
M03 Spindel, Uhrzeigersinn
M04 Spindel, gegen Uhrzeigersinn
M05 Spindel halt
M06 Werkzeugwechsel
M17 Unterprogrammende
M30 Programmende mit Rücksprung


R Parameter

F Vorschub in mm/min (1....20.000)
S Spindeldrehzahl
T Werkzeugauswahl

X Weginformation
Y Weginformation
Z Weginformation
I Kreisinterpolationsparameter für X- Achse
J Kreisinterpolationsparameter für Y- Achse
K Kreisinterpolationsparameter für Z- Achse

D0 Abwahl der Werkzeugkorrektur
D0-64 Werkzeugkorrektur- Nummer
L Unterprogrammnummer

@00 Unbedingter Sprung
@01 Bedingter Sprung gleich
@02 Bedingter Sprung größer
@03 Bedingter Sprung größer oder Gleich

@10 Quadratwurzel
@15 Sinus

@31 Zwischenspeicher leeren

CNC- Lexikon

Anfahrmethode
Unter diesem Begriff versteht man die Art und Weise wie das Werkzeug an das zu bearbeitende Werkstück herangefahren wird. Dies kann zum Beispiel Linear oder im Halbkreis erfolgen. Entscheidend für die Verwendete Anfahrmethode sollte die zu Fräsende Kontur sein. bei einer schmalen Nut, die mit einem Schaftfräser gefräst werden soll würde das Anfahren im Halbkreis das Werkstück beschädigen. Nicht jede Software unterstützt die Programmierung der Anfahrmethode. Wird diese Programmierung nicht unterstützt, so muß die Anfahrmethode mit Hilfe einer Kontur erzeugt werden, die vor die eigentliche Kontur gesetzt wird. Die Wegfahrmethode entspricht im Prinzip der Anfahrmethode. Hier wird die Art und Weise beschrieben, mit der das Werkzeug vom Werkstück wegbewegt wird.

Bahnsteuerung
Bei der Bahnsteuerung können beliebige Geraden und Kurven gefahren werden. Hierzu bewegen sich mindestens zwei Achsen gleichzeitig. Die Koordination der Achsen übernimmt ein Interpolator. Dieser berechnet das Verhältnis, in dem sich die Achsen zueinander bewegen sollen, damit die zu Fräsende Kontur gefahren werden kann.

Befehle
Ein Befehl ist eine Ausführungsanweisung für einen Rechner. Der Benutzer gibt einen Befehl über ein Programm oder eine Taste am Bedienpult der Maschine an die Steuerung, diese setzt diesen Befehl dann in Schaltimpulse für die Maschine um.

CAD/CAM Kopplung
Bei der CAD/CAM Kopplung wird eine CAD - Software mit einer CAM - Software verbunden. Dadurch entsteht eine Software, die in der Lage ist die Geometriedaten der Zeichnung mit maschinenspezifischen Daten wie Vorschub, Werkzeug, Werkzeugdaten, u.s.w. zu kombinieren und daraus ein NC - Programm zu generieren. Dies ist besonders bei aufwendigen Konturen und Werkstücken mit vielen Arbeitsgängen sinnvoll.

CAM
Computer Aided Manufacturing; Computergestützte Fertigung. Hiermit wird jede Art der Fertigung beschrieben, bei welcher der Computer im Fertigungsprozess eingesetzt wird. Dies kann die Steuerung von Maschinen betreffen, wie auch das Erfassen der Betriebsdaten, das Messen und das Qualitätsmanagement.

CIM
Computer Integrated Manufacturing; Rechnergestützte Fertigung. Sie umfaßt alle C - Techniken

CNC
Computerized Numerical Control; Rechnerbasierende Numerische Steuerung. In den Anfängen der NC - Technik wurden die Programme noch mittels Lochstreifen in die Maschinen eingegeben. Diese Arbeitsweise wurde dann von der CNC - Technik abgelöst, bei der die Programme und Anweisungen über einen Rechner eingegeben werden.

Dialogprogrammierung
Bei dieser Art der Programmierung werden alle Eingaben zur Erstellung eines Programmes über einen Dialog zwischen Software und Benutzer abgefragt und später von der jeweiligen Software zu einem NC - Programm zusammengefügt.

DIN Programmierung
Unter DIN - Programmierung versteht man einen Befehls - Syntax, der nach Deutscher Industrie Norm festgelegt wurde, um einen einheitlichen Standart in der Programmierung von NC - Steuerungen zu schaffen. Dieser Befehlssatz läßt allerdings noch jedem Maschinenhersteller einen gewissen Freiraum für eigene Befehle, um diese an seine Maschinen anzupassen.

Eilgang
Der Eilgang erlaubt der Maschine mit großer Geschwindigkeit von einem Bearbeitungspunkt zum nächsten zu gelangen. Während des Eilganges darf keine Bearbeitung stattfinden. Dies würde unweigerlich zur Beschädigung von Maschine und Werkstück führen. Während des Eilganges sollte aus Sicherheitsgründen ein Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück eingehalten werden.

Exzenderspanner
Speziell zum Spannen kleiner Werkstücke werden Spanner eingesetzt. Speziell wenn das Werkstück aufgrund seiner Form oder Größe nicht mehr vom Vakuum gehalten werden kann. Extender haben allerdings den Nachteil, dass keinen komplette Konturbearbeitung mehr möglich ist.

Fliegendes Eintauchen
Unter diesem Begriff versteht man das Eintauchen des laufenden Fräsers in das Werkstück. Dies hat den Vorteil, dass die Kräfte, die durch den Fräser auf das Werkstück wirken verringert werden und Fräser und Maschine keiner so starken Belastung ausgesetzt werden.

Geometriedaten
Als Geometriedaten bezeichnet man die Daten, die sich auf die zu fräsende Kontur beziehen. In einer CAD/CAM - Umgebung bezeichnet man die Daten, die im CAD - Teil erstellt werden als Geometriedaten (z.B. Linien, Kreise, Kreisbögen).

Kollisionsdurchmesser
Der Kollisionsdurchmesser ist der größte Durchmesser an einem Werkzeug. Dieser Durchmesser ist der kleinste Abstand, der beim Anfahren an ein Werkstück als Abstand eingehalten werden soll, um Beschädigungen an Maschine und Werkstück zu vermeiden.

Kugel - Umlauf - Spindel
Die Kugel - Umlauf - Spindel ist die gebräuchlichste Art der Spindellagerung bei CNC - Maschinen, da sie sehr großen Belastungen Standhält und wenig Toleranzen aufweist.

Maschinen - Nullpunkt
Der Maschinen - Nullpunkt wird vom Maschinenhersteller festgelegt und kann vom Benutzer nicht verändert werden. Er stellt den Referenzpunkt der Maschine dar. Er ist der Ursprung des absoluten Koordinaten - Systems.

NC
Numerical Control; Numerische Steuerung. Maschinensteuerung, die eine Maschine nach einem Programm steuert, das Aus Zahlen und Zeichen besteht.

NC - Programmierung

Programmierung von NC - Steuerungen.

PLC
Programmable Logic Control; Programmierbare Verknüpfungssteuerung (Speicherprogrammierbare Steuerung =SPS). Frei Programmierbare Steuerung, bei der anstelle einer Relaisverdrahtung ein Programm vorhanden ist. Beim Einsatz als Anpaßteuerung ist die PLC in die CNC integriert, integrierte SPS.

Positioniervorschub
Der Positioniervorschub ist die Geschwindigkeit, mit der das Werkzeug an das Werkstück herangefahren wird.

Postprozessor
Der Postprozessor ist eine Software, die den von der Programmiersoftware erzeugten Code an die jeweilige Maschine anpaßt und hierbei maschinenspezifische Eigenschaften berücksichtigt. So können mit einer Programmiersoftware und mehreren Postprozessoren mehrere Maschinen programmiert werden.

Punktsteuerung
Bei der Punktsteuerung fährt die Maschine im Eilgang zu einem Punkt und bearbeitet dort das Werkstück. Bei der Punktsteuerung kann keine Bearbeitung während des Verfahrens stattfinden. Diese Steuerung eignet sich im Holzbereich hauptsächlich für Bohrmaschinen.

Radiuskorrektur
Radiuskorrektur bedeutet, das sie Maschine selbständig den Radius des Werkzeuges mit der zu fahrenden Kontur verrechnet, und so eine Bearbeitung rechts oder links der Kontur durchführt. Hierzu ist es notwendig die Werkzeugdaten in die Maschine einzugeben.

Schaftfräser
Schaftfräser zählen zu den häufig eingesetzten Fräsern auf Bearbeitungszentren. Sie sind nicht wie Werkzeuge für Tischfräsen in "Tellerform" ausgeführt sondern in Schaftform, zum Ausfräsen von Konturen mit kleinen Radien.

Schrittmotor
Ein Schrittmotor erlaubt das genaue Verfahren von Achsen, da er keinen Nachlauf hat und auch Teilumdrehungen ohne Getriebe möglich sind.

Servomotor
Siehe Schrittmotor

Sicherheitsabstand
Der Sicherheitsabstand ist der Abstand von Werkzeug - Unterkannte bis Werkstück - Oberkannte während des Eilganges. Es sollte groß genug gewählt werden, um Beschädigungen an Werkzeug, Maschine und Werkstück zu vermeiden.

Simulation
Viele Maschinenhersteller liefern mit Ihrer Software auch eine Simulationssoftware aus, die es erlaubt das NC - Programm am Computer erst zu simulieren, bevor es auf der Maschine ausgeführt wird.

SK30
Werkzeugaufnahme (Spannkegel bis 30 mm)

SK50
Werkzeugaufnahme (Spannkegel bis 50 mm)

SPS
Speicherprogrammierbare Steuerung Siehe PLC


Streckensteuerung
Steuerungsart, die hauptsächlich für Sägen eingesetzt wird, da sie nur das verfahren in einer Geraden erlaubt.


Vakuumpumpe
Viele Maschinen arbeiten statt mit einem Spannsystem mit einem Vakuum - System, welches das Werkstück auf der Maschine festhält, während es bearbeitet wird. Um dieses Vakuum zu erzeugen sind starke Vakuumpumpen nötig.

Werkzeugkorrektur
Siehe Radius - Korrektur

Werkzeugwechsler
Der Werkzeugwechsler erlaubt den Einsatz mehrerer Werkzeuge in einem NC - Programm. Die Maschine wechselt hierbei während des Programmes selbsttätig das Werkzeug.

Winkelagregat
Winkelagregate erlauben das Umlengen von Bearbeitungsachsen um zum Beispiel Schlosskästen auszustemmen.

WOP
Werkstatt Orientierte Programmierung. Siehe Dialogprogrammierung

Mit freundlicher Genehmigung des Ersthellers Heiko Rech Url.: http://www.heiko-rech.de/