11.1 Grundlegende Programmierung

Basic Programming

Ein typisches CNC-Programm besteht aus (3) Teilen:

1) Vorbereitung:: Dieser Teil des Programms wählt die Werkstück- und Werkzeugversätze sowie das Schneidwerkzeug, schaltet das Kühlmittel ein, stellt die Spindeldrehzahl ein und wählt eine absolute oder inkrementelle Positionierung für die Achsenbewegungen.

2) Schneiden: Dieser Teil des Programms definiert die Werkzeugbahn, Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit für die Zerspanung.

3) Abschluss: Dieser Teil des Programms fährt die Spindel aus dem Weg, schaltet die Spindel aus, schaltet das Kühlmittel aus und fährt den Tisch in eine Position, aus der das Werkstück entnommen und kontrolliert werden kann.

Dies ist ein grundlegendes Programm, das einen 0,100" (2,54 mm) tiefen Schnitt mit Werkzeug 1 in einem Werkstück entlang einer geraden Bahn von X=0,0, Y=0,0 bis X=-4,0, Y=-4,0 ausführt.

HINWEIS: Ein Programmsatz kann mehrere G-Codes enthalten, solange diese aus verschiedenen Gruppen stammen. Zwei G-Codes aus der gleichen Gruppe dürfen nicht in einem Programmsatz enthalten sein. Beachten Sie auch, dass nur ein M-Code pro Satz erlaubt ist.

%
O40001 (Basisprogramm) ;
( G54 X0 Y0 ist die Ecke oben rechts des Teils) ;
(Z0 ist an der Oberseite des Teils) ;
(T1 ist ein 1/2-Zoll-Schaftfräser) ;
(ANFANG DER VORBEREITUNGSSÄTZE) ;
T1 M06 (Werkzeug 1 wählen) ;
G00 G90 G17 G40 G49 G54 (Sicherer Anlauf);
X0 Y0 (Eilgang zur 1. Position) ;
S1000 M03 (Spindel UZ) ;
G43 H01 Z0.1 (Werkzeugversatz 1 ein) ;
M08 (Kühlmittel an) ;
(ANFANG DER SCHNEIDBLÖCKE) ;
G01 F20. Z-0.1 (Vorschub zur Schnitttiefe);
X-4. Y-4. (lineare Bewegung) ;
(ANFANG ABSCHLUSSBLÖCKE) ;
G00 Z0.1 M09 (Eilgang zurück, Kühlmittel aus) ;
G53 G49 Z0 M05 (Z Ausgangsstellung, Spindel aus) ;
G53 Y0 (Y Ausgangsposition) ;
M30 (Ende des Programms) ;
%

Preparation

Dies sind die Vorbereitungscodesätze im Beispielprogramm O40001:

Vorbereitungscodesatz: Beschreibung
% Kennzeichnet den Anfang eines in einem Texteditor geschriebenen Programms:.
O40001 (Basisprogramm) ; O40001 ist der Name des Programms. Die Programmnamenskonvention folgt dem Format Onnnnn: Der Buchstabe „O“ oder „o“ gefolgt von einer 5-stelligen Zahl.
(G54 X0 ist der Drehmittelpunkt) ; Kommentar:
(Z0 ist an der Stirnseite des Teils) ; Kommentar:
(T1 ist ein Plandrehen-Schneidwerkzeug) ; Kommentar:
T101 (Werkzeug und Versatz 1 wählen) ; T101 wählt das Werkzeug und den Versatz 1 und befiehlt den Werkzeugwechsel zu Werkzeug 1.
G00 G18 G20 G40 G80 G99 (Sicherer Anlauf) ;

Dies wird als sichere Startzeile bezeichnet. Es ist eine gute Bearbeitungspraxis, diesen Codeblock nach jedem Werkzeugwechsel zu setzen. G00 definiert, dass die nachfolgende Achsenbewegung im Eilgang auszuführen ist. G18 definiert die Schneidebene als XZ-Ebene. G20 definiert, dass die Koordinatenpositionierung in Zoll erfolgt. G40 hebt die Fräserkorrektur auf. G80 beendet alle festen Zyklen. G99 versetzt die Maschine in den Modus Vorschub pro Umdrehung.
G50 S1000 (Spindel auf 1000 U/min begrenzen) ; G50 begrenzt die Spindeldrehzahl auf maximal 1000 U/min. S1000 ist die Adresse der Spindeldrehzahl. Verwendet den Adresscode Snnnn, wobei nnnn die gewünschte Spindeldrehzahl darstellt.
G97 S500 M03 (Konstante Umfangsgeschwindigkeit aus, Spindel UZ) ;

G97 hebt die konstante Umfangsgeschwindigkeit auf, sodass der S-Wert eine direkte Drehzahl von 500 U/min darstellt. S500 ist die Adresse der Spindeldrehzahl. Verwendet den Adresscode Snnnn, wobei nnnn die gewünschte Spindeldrehzahl darstellt. M03 schaltet die Spindel ein.

Hinweis: Drehmaschinen, die mit einem Getriebe ausgestattet sind, wählt die Steuerung keinen hohen oder niedrigen Gang für Sie aus. Sie müssen einen M41 für Langsamgang oder M42 Schnellgang auf der Zeile vor dem Snnnn Code verwenden. Unter M41/M42 Langsam-/Schnellgang-Override sind nähere Informationen zu M-Codes für Beeinflussung der Gangwahl aufgeführt.
G00 G54 X2.1 Z0.1 (Eilgang zur 1. Position) ; G00 definiert, dass die nachfolgende Achsenbewegung im Eilgang auszuführen ist. G54 definiert das Koordinatensystem, das auf dem Werkstückversatz zentriert werden soll, welches in G54 auf der Versatz Display gespeichert ist. X2.0befiehlt der X-Achse auf X = 2.0 zu fahren. Z0.1 befiehlt der Z-Achse, zu Z = 0.1 zu fahren. 
M08 (Kühlmittel an) ; M08 schaltet das Kühlmittel ab. 
G96 S200 (Konstante Umfangsgeschwindigkeit ein) ; G96 schaltet konstante Umfangsgeschwindigkeit ein. S200 definiert eine Schnittgeschwindigkeit von 200 Zoll/min, die zusammen mit dem aktuellen Durchmesser zur Berechnung der richtigen Drehzahl zu verwenden ist.

Cutting

Dies sind die Schneidcodesätze im Beispielprogramm O40001:

Zerspanungscodesatz Beschreibung
G01 Z-0.1 F.01 (Linearvorschub) ; G01 definiert, dass die nachfolgenden Achsenbewegungen in einer geraden Linie auszuführen sind. Z-0.1 befiehlt der Z-Achse, zu Z = -0.1 zu fahren. G01 erfordert den Adresscode Fnnn.nnnn. F.01 spezifiziert eine Vorschubgeschwindigkeit von .0100 " (.254 mm)/U für die Bewegung.
X-0.02 (Linearvorschub) ; X-0.02 befiehlt der X-Achse auf X = -0.02 zu fahren.

Completion

Abschlusscodesatz Beschreibung
G00 Z0.1 M09 (Eilgang zurück, Kühlmittel aus) ; G00 befiehlt, die Achsenbewegung im Eilgang abzuschließen. Z0.1 Befiehlt der Z-Achse, zu Z = 0,1 zu fahren. M09 befiehlt, das Kühlmittel auszuschalten.
G97 S500 (Konstante Umfangsgeschwindigkeit aus) ; G97 hebt die konstante Umfangsgeschwindigkeit auf, sodass der S-Wert eine direkte Drehzahl von 500 U/min darstellt. Bei Maschinen mit Getriebe wählt die Steuerung automatisch den Schnellgang oder Langsamgang entsprechend der befohlenen Spindeldrehzahl. S500 ist die Adresse der Spindeldrehzahl. Verwendet den Adresscode Snnnn, wobei nnnn die gewünschte Spindeldrehzahl darstellt.
G53 X0 (X Ausgangsstellung) ; G53 definiert, dass die nachfolgenden Achsenbewegungen bezogen auf das Maschinenkoordinatensystem erfolgen sollen. X0 befiehlt dernbspX-Achse, zu X = 0.0 (X Ausgangsstellung) zu fahren.
G53 Z0 M05 (Z Ausgangsstellung, Spindel aus) ; G53 definiert, dass die nachfolgenden Achsenbewegungen bezogen auf das Maschinenkoordinatensystem erfolgen sollen. Z0 befiehlt dernbspZ-Achse, zu Z = 0.0 (Z Ausgangsstellung) zu fahren. M05 schaltet die Spindel aus.
M30 (Ende des Programms) ; M30 beendet das Programm und setzt den Cursor der Steuerung an den Anfang des Programms.
% Kennzeichnet das Ende eines in einem Texteditor geschriebenen Programms.

11.2 Absolute/inkrementelle Positionierung

Absolute vs. Incremental Positioning (XYZ vs. UVW)

Absolute (XYZ) und inkrementelle Positionierung (UVW) definieren, wie die Steuerung Befehle zur Achsenbewegung definiert. Wenn Achsenbewegungen mittels , oder programmiert werden, fahren die Achsen zu der betreffenden Position bezogen auf den Nullpunkt des derzeit verwendeten Koordinatensystems. Wenn Achsenbewegungen mittels U(X), V(Y) oder W(Z) programmiert werden, fahren die Achsen zu der betreffenden Position bezogen auf die aktuellenbspPosition. In den meisten Situationen ist die Absolutprogrammierung sinnvoll. Inkrementalprogrammierung ist effizienter für sich wiederholende, gleichmäßig verteilte Schnitte.

11.3 Aufrufe von Werkzeug-/Werkstückversätzen

Tool Offsets

Werkzeugfunktionen:

Der Code Tnnoo wählt das nächste Werkzeug (nn) und den nächsten Versatz (oo).

FANUC-Koordinatensystem:

T-Codes haben das Format Txxyy, wobei xx die Werkzeugnummer von 1 bis zur maximalen Anzahl von Plätzen im Revolver und yy die Werkzeuggeometrie- und Werkzeugverschleißindizes von 1 bis 50 angibt. Die Werkzeuggeometriewerte X und Z werden zu den Werkstückversätzen addiert. Wenn Werkzeugspitzenkorrektur verwendet wird, bestimmt yy den Werkzeuggeometrieindex für Radius, Konus und Spitze. Wenn yy = 00, wird kein Werkzeuggeometrie- oder Werkzeugverschleißversatz angewendet.

Werkzeugversätze durch FANUC:

Die Einstellung eines negativen Werkzeugverschleißes in den Werkzeugverschleißversätzen bewegt das Werkzeug weiter in die negative Richtung der Achse. Bei der Bearbeitung eines Außendurchmessers und beim Planen führt die Einstellung eines negativen Versatzes der X-Achse daher zu einem Werkstück mit kleinerem Durchmesser und die Einstellung eines negativen Wertes der Z-Achse dazu, dass mehr Material von der Planfläche abgetragen wird.

Hinweis: Vor einem Werkzeugwechsel braucht keine X- oder Z-Bewegung vorgenommen zu werden. Es wäre in den meisten Fällen Zeitverschwendung, die X- oder Z-Achse zur Ausgangsposition zurückzufahren. Die X- oder Z-Achse muss jedoch vor einem Werkzeugwechsel in eine sichere Position gefahren werden, um eine Kollision zwischen den Werkzeugen und der Vorrichtung oder dem Werkstück zu verhindern.

Durch niedrigen Luftdruck oder ungenügendes Volumen wird der Druck im Arretier-/Freigabekolben des Revolvers reduziert, die Revolverschaltzeit verlangsamt oder das Freigeben des Revolvers erschwert.

Laden oder Wechseln von Werkzeugen:

1. Drücken Sie [POWER UP/RESTART] oder [ZERO RETURN] und dann [ALL]. Die Steuerung bewegt den Werkzeugrevolver in eine normale Position.

2. Drücken Sie [MDI/DNC], um in den MDI-Modus zu wechseln.

3. Drücken Sie[TURRET FWD] oder[TURRET REV] . Die Maschine schaltet den Revolver zur nächsten Werkzeugposition. Zeigt das aktuelle Werkzeug im Fenster Active Tool (Aktives Werkzeug) in der rechten unteren Ecke des Displays.

4. Drücken Sie [CURRENT COMMANDS]. Zeigt das aktuelle Werkzeug im Fenster Active Tool (Aktives Werkzeug) in der rechten oberen Ecke des Bildschirms.

11.4 Korrektur an der Werkzeugspitze

Tool Nose Compensation - Programming

Die Werkzeugspitzenkorrektur (Tool Nose Compensation, TNC) ist eine Funktion, mit der Sie einen programmierten Werkzeugweg an unterschiedliche Fräsergrößen oder an den normalen Fräserverschleiß anpassen können. Mit TNC brauchen nur minimale Versatzdaten zum Ausführen eines Programms eingegeben zu werden. Es ist keine zusätzliche Programmierung erforderlich.

Die Werkzeugschneidenkorrektur wird verwendet, wenn sich der Radius der Werkzeugschneide ändert und Werkzeugverschleiß bei gekrümmten Oberflächen oder konischen Schnitten kompensiert werden muss. Radiuskorrektur der Werkzeugschneide ist in der Regel nicht erforderlich, wenn programmierte Schnitte nur entlang der X- oder Z-Achse durchgeführt werden. Bei konischen und kreisförmigen Schnitten kann Unter- oder Überschneiden auftreten, wenn sich der Radius der Werkzeugschneide ändert. In der Abbildung wird angenommen, dass sofort nach der Einrichtung C1 der Radius der Werkzeugschneide ist, der der programmierten Werkzeugbahn folgt. Wenn sich die Werkzeugschneide auf C2 abnutzt, kann der Bediener den Werkzeuggeometrieversatz berichtigen, um Länge und Durchmesser des Werkstücks anzupassen. Hierdurch würde ein kleinerer Radius entstehen. Durch Verwendung von Werkzeugschneidenkorrektur wird ein korrekter Schnitt erreicht. Die Steuerung passt die programmierte Bahn automatisch anhand des Versatzes für den Radius der Werkzeugschneide entsprechend der Einstellung in der Steuerung an. Die Steuerung ändert oder generiert Code, um die korrekte Werkstückgeometrie zu schneiden.

Schnittbahn ohne Werkzeugschneidenkorrektur:

[1] Wergzeugbahn

[2] Schnitt nach Verschleiß

[3] Gewünschter Schnitt.

Schnittbahn mit Werkzeugschneidenkorrektur:

[1] Kompensierte Werkzeugbahn

[2] Gewünschte Schnitt- und programmierte Werkzeugbahn.

Hinweis: Die zweite programmierte Bahn stimmt mit der Endabmessung des Werkstücks überein. Obwohl Werkstücke nicht mit Werkzeugschneidenkorrektur programmiert werden müssen, ist dies die bevorzugte Methode, weil sich dadurch Probleme im Programm leichter entdecken und lösen lassen.

11.5 Unterprogramme

Subprograms

Unterprogramme:

  • Stellen normalerweise eine Reihe von Befehlen dar, die mehrmals in einem Programm verwendet werden.
  • Werden in einem separaten Programm geschrieben, statt die Befehle mehrmals im Hauptprogramm zu wiederholen.
  • Werden im Hauptprogramm mit M97 oder M98 und einem P-Code aufgerufen.
  • Können einen L-Wert für wiederholte Ausführung enthalten. Der Unterprogrammaufruf wird L Male ausgeführt, bevor das Hauptprogramm mit dem nächsten Satz fortfährt.

Bei Verwendung von M97:

  • Der P-Code (nnnnn) ist derselbe wie die Satznummer (Nnnnnn) des lokalen Unterprogramms.
  • Das Unterprogramm muss innerhalb des Hauptprogramms liegen.

Bei Verwendung von M98:

  • Der P-Code (nnnnn) ist derselbe wie die Programmnummer (Onnnnn) des Unterprogramms.
  • Befindet sich das Unterprogramm nicht im Speicher, muss der Dateiname Onnnnn.nc lauten. Der Dateiname muss das O, führende Nullen und .nc enthalten, damit die Maschine das Unterprogramm finden kann.
  • Das Unterprogramm muss im aktiven Verzeichnis oder an einer in den Einstellungen 251/252 angegebenen Stelle liegen. Auf Seite 5 sind nähere Informationen zur Suche von Unterprogrammen aufgeführt.

Feste Bearbeitungszyklen sind die häufigste Anwendung von Unterprogrammen. Sie definieren zum Beispiel die X- und Y-Positionen einer Reihe von Löchern in einem separaten Programm. Anschließend rufen Sie dieses Programm als Unterprogramm mit einem Festzyklus auf. Anstatt die Positionen für jedes Werkzeug zu definieren, werden diese nur einmal für beliebig viele Werkzeuge angegeben.

Setting Up Search Locations

Wenn ein Programm ein Unterprogramm aufruft, sucht die Steuerung das Unterprogramm zuerst im aktiven Verzeichnis. Wenn die Steuerung das Unterprogramm nicht finden kann, verwendet die Steuerung die Einstellungen 251 und 252, um zu bestimmen, wo als nächstes gesucht werden soll. Nähere Informationen sind diesen Einstellungen zu entnehmen.

Um eine Liste von Suchorten in Einstellung 252 zu erstellen:

  1. Im Gerätemanager (LIST PROGRAM) das Verzeichnis wählen, das der Liste hinzugefügt werden soll.
  2. Drücken Sie F3.
  3. Die Option EINSTELLUNG 252 im Menü markieren und dann ENTER (Eingabe) drücken.

    Die Steuerung fügt das aktuelle Verzeichnis der Liste der Suchorte in Einstellung 252 ein.

Ergebnis: 

Um die Liste der Suchorte zu sehen, sind die Werte der Einstellung 252 auf der Seite Einstellungen einzusehen.

Local Subprogram (M97)

Dieser Code ruft ein Unterprogramm anhand einer Zeilennummer (N) im selben Programm auf. Ein Pnn-Code ist erforderlich und dieser muss einer Zeilennummer im selben Programm entsprechen. Dies ist nützlich für Unterprogramme innerhalb eines Programms, da kein separates Programm benötigt wird. Das Unterprogramm muss mit M99 enden. Ein Lnn-Code im M97-Satz wiederholt den Aufruf des Unterprogramms nn Male.

%
O69701 (AUFRUF DES LOKALEN UNTERPROGRAMMS M97) ;
M97 P1000 L2 (L2 führt die N1000-Zeile zweimal aus) ;
M30;
N1000 G00 G55 X0 Z0 (N-Zeile, die ausgeführt wird, nachdem M97 P1000 ausgeführt wird) ;
S500 M03 ;
G00 Z-.5 ;
G01 X.5 F100. ;
G03 ZI-.5 ;
G01 X0 ;
Z1. F50. ;
G28 U0 ;
G28 W0 ;
M99;
%

External Subprogram (M98)

P – Die Nummer des auszuführenden Unterprogramms
L – Wiederholt den Unterprogrammaufruf 1-99 Male.
(<PATH>) – Der Verzeichnispfad des Unterprogramms

M98 ruft ein Unterprogramm im Format M98 Pnnnnn auf, wobei Pnnnn die Nummer des aufzurufenden Programms ist, oder M98 (/Onnnnn), wobei der Gerätepfad angegeben ist, der zum Unterprogramm führt.

Das Unterprogramm muss M99 enthalten, um zum Hauptprogramm zurückzukehren. Dem M98-Satz kann ein Lnn-Zähler hinzugefügt werden, um das Unterprogramm nn Male auszuführen, bevor mit dem nächsten Satznbspfortgefahren wird.

Wenn das Programm ein M98-Unterprogramm aufruft, sucht die Steuerung das Unterprogramm im Verzeichnis des Hauptprogramms. Kann die Steuerung das Unterprogramm nicht finden, sucht es an der in Einstellung 251 angegebenen Stelle. Wenn die Steuerung das Unterprogramms nicht finden kann, wird ein Alarm ausgelöst.

Beispiel für M98:
Das Unterprogramm ist ein separates Programm (O00100) vom Hauptprogramm (O00002).

%
O00002 (AUFRUF DER PROGRAMMNUMMER);
M98 P100 L4 (RUFT O00100 UNTER 4 MAL AUF) ;
M30;
%
%
O00100 (UNTERPROGRAMM);
M00 ;
M99 (RÜCKKEHR ZUM HAUPTPROGRAMM) ;
%

%
O00002 (PFADAUFRUF);
M98 (USB0/O00001.nc) L4 (RUFT O00100 UNTERPROGRAMM 4 MAL AUFD) ;
M30;
%
%
O00100 (UNTERPROGRAMM);
M00 ;
M99 (RÜCKKEHR ZUM HAUPTPROGRAMM) ;
%

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