CNC-G-Code: Definition, Beispiel und Codeliste

„Der G-Code in der CNC-Programmierung bestimmt die Werkzeugbewegung entsprechend dem festgelegten Werkzeugpfad, ein wesentlicher Bestandteil des CNC-Betriebs.“

Wissen Sie, wie eine CNC-Maschine die Bearbeitungsvorgänge für ein bearbeitbares CAD-Design ausführt? CNC-Programmierung ist dafür verantwortlich, nämlich für das Hochladen digitaler Anweisungen auf das CNC-Bedienfeld.

Auf Basis der CAD-Konstruktion analysiert Computersoftware wie CAM den optimalen Werkzeugweg und die Schnittbewegungen. Anschließend generiert sie die Anweisungen für die CNC-Maschine. CNC G Code und M-Code-Formate. Darüber hinaus kann der Code entsprechend den Projektspezifikationen für optionale Ergebnisse bearbeitet werden.

 G-Code steuert die Bewegung und Positionierung der CNC-Maschine. Das bedeutet, dass er den geometrischen Pfad angibt, wie etwa lineare und kreisförmige Interpolation, Werkzeugbewegungen und Positionierung. In diesem Artikel werden wir uns im Detail mit G-Code befassen, einschließlich seiner Bedeutung für die präzise Bearbeitung, einer G-Code-Liste und einem G-Code-Beispiel.

Was ist G-Code-Programmierung?

Die G-Code-Befehle in der CNC-Maschine sind keine einfachen Zeilenanweisungen. Vielmehr handelt es sich um systematische und gut strukturierte Befehle, die die Maschine versteht und den Prozess entsprechend ausführt. Anschließend geben G-Codes Bewegungen an (z. B. G00 für schnelle Positionierung und G01 für lineares Schneiden). 

CNC-G-Code 

Die G-Code-Datei wird normalerweise in einer CAM-Software generiert und anschließend benutzerdefiniert bearbeitet. Anschließend wird sie über USB-Sticks, Netzwerkverbindungen oder direkte serielle Kommunikation an das CNC-Bedienfeld übertragen. Der Controller liest die G-Code-Datei, interpretiert die Anweisungen und führt die angegebenen Positionierungen und Bewegungen aus. Beispielsweise kann die G17 Der Befehl in der Datei wählt die XY-Ebene für die Bearbeitung (Positionierung) und G00 X10 Y10  verschiebt die Spindelposition (X-Achse 10, Y-Achse 10) vom Referenzfeld zur Bearbeitung. Darüber hinaus zeigt die folgende Tabelle einige Beispiele für CNC-G-Code-Befehlszeilen; 

Tabelle: Beispiel für CNC-G-Code-Befehle 

Diese Beispiele zeigen, wie G-Code Bearbeitungsvorgänge steuert. Die Qualität des Endprodukts hängt jedoch auch von der Maschinenleistung und der Prozesssteuerung ab. Siehe dazu CNC-Bearbeitung Übertreffen in Präzision und Wiederholgenauigkeit.

Die G-Code-Liste

Der Buchstabe „G“ steht für geometrisch und zeigt an, dass eine G-Codeliste die gesamte Befehlssyntax für die CNC-Bearbeitung enthält. Jeder Befehl enthält den Buchstaben G, aufgefüllt mit den Zahlen 00 bis 99.

Darüber hinaus enthält die Liste zu jeder Zeile Zusatzinformationen wie Kategorie, Funktion und Fußnoten zu komplexen Befehlen.

Hier ist die G-Codeliste in einfacher Form (Courtesy: CNC-Kochbuch)

Obwohl G-Codes die Maschinenbewegung und die Betriebslogik definieren, Bearbeitungspräzision hängt davon ab, wie diese Befehle in Bezug auf Werkzeugauswahl, Vorschubgeschwindigkeit, Spindeldrehzahl und Maschinensteifigkeit programmiert sind.

Beispiel für G-Code-Programmierung

Um die vollständige Form bzw. das Aussehen des G-Codes bzw. der Codedatei zu verstehen, betrachten wir ein Beispiel für einen G-Code zum Bohren eines 8 mm tiefen Lochs in das rostfreie Werkstück.

• Werkstückgröße: 50 x 50 x 20 mm
• Durchmesser: 4mm
• Lochtiefe: 8mm
• Lochposition: (2mm, 2mm) vom Zentrum

Bohren von Stahlwerkstücken

Hier ist der G-Code für diesen CNC-Bohrvorgang;

G21; Einheiten auf Millimeter einstellen

G17; XY-Ebene auswählen

G90; Absolute Positionierung

G00 X0 Y0  ; Zum Ursprung verschieben

G00 X27 Y27; Schnelle Bewegung zur Lochposition

G81 R2 Z-8 F100 ; Bohrzyklus: Eilgang bis R2 (2 mm über Werkstück), Bohren bis Z-8 mit 100 mm/min

G80; Festzyklus abbrechen

G00 Z10; Schnelle Aufwärtsbewegung, um das Teil freizugeben

M05? Spindelstopp

M30; Programmende

Darüber hinaus können Sie mehr überprüfen CNC-Programmierbeispiele von G-Codes hier. Diese Codes (sowie M-Codes) werden für jeden Vorgang benötigt, den Sie in einer CNC-Maschine ausführen. 

Was sind die Unterschiede zwischen CNC-G-Codes und M-Codes?

G-Codes und M-Codes existieren Zeile für Zeile in derselben CNC-Programmierdatei bestimmter Bearbeitungsvorgänge; Sie können im obigen Beispiel auch die beiden M-Codezeilen sehen, die die Spindel gestoppt und das Programm beendet haben. Eine CNC-M-Code beginnt mit „M“, gefolgt von Zahlen ähnlich den G-Codes. Diese sind für die Steuerung von Zusatzfunktionen der CNC-Maschine zuständig, wie z. B. das Starten und Stoppen der Spindel (M03 und M04), das Ein- und Ausschalten des Kühlmittels (M08/M09) und das Beenden des Programms (M30).

Darüber hinaus unterscheidet die folgende Tabelle zwischen CNC-G- und M-Codes.

Tabelle CNC G-Code VS M-Code 

Hat die G-Code-Programmierung einen direkten Einfluss auf die Qualität der bearbeiteten Teile?

Stellen Sie sich vor, wenn die Spindelpositionierung 1 mm von der für den entsprechenden Werkzeugweg erforderlichen abweicht, was wird dieser Fehler verursachen? Nun, das Ergebnis wird ein vollständiger Ausfall des gewünschten Teils sein. Dies ist ein einfaches Beispiel; es gibt viele andere Komplikationen, insbesondere bei Befehlen wie Offshore-Koordinaten, lokalen Arbeitsverschiebungen, Koordinatensystemrotation usw. Daher wirkt sich die G-Code-Programmierung direkt auf die Qualität der bearbeiteten Teile aus. Der richtige G-Code gewährleistet präzise Werkzeugbewegungen, optimale Vorschubgeschwindigkeiten und korrekte Schnittgeschwindigkeiten. Andererseits können falsche oder schlecht optimierte G-Codes zu einer Fehlausrichtung des Werkzeugs, übermäßigem Werkzeugverschleiß und einer schlechten Oberflächengüte führen.

Bei Boda können Sie die jahrzehntelange Erfahrung unserer Ingenieure in der CNC-Programmierung nutzen, um Ihr CAD-Modell (3D-Design) präzise in ein funktionsfähiges Teil oder Produkt zu übertragen. Wir verwenden Computersimulationen, um den Werkzeugweg und die Spindelbewegung zu optimieren, damit wir Präzision, Konsistenz und Zuverlässigkeit in der Produktion aufrechterhalten können. Sie können ein Angebot anfordern, wenn Sie Folgendes benötigen: CNC-Bearbeitung. Wir sind flexibel im Produktionsvolumen, egal ob es sich um wenige Prototypen oder große Stückzahlen handelt.

Mehr lesen: CNC-Bohrprogramm

Wichtige Erkenntnisse

• Der G-Code hat zwei Funktionen: Ausführung der Positionierungsbewegung der Spindel. 
• Ein kleiner Fehler im G-Code führte zu einer Fehlausrichtung des Werkzeugs und führte zu defekten Teilen.
•  Die Kombination aus G-Codes und M-Codes ergibt ein CNC-Programm zur Ausführung des Bearbeitungsprozesses. G-Codes steuern Bewegungs- und Bearbeitungsvorgänge, während M-Codes die Hilfsfunktionen der Maschine verwalten.
• Die Häufigkeit von CNC-G-Codezeilen ist in einem CNC-Programm höher
• Optimierte G-Codes und fortschrittliche CNC-Maschinen sind für präzise bearbeitete Komponenten unerlässlich.

Häufig gestellte Fragen

Was ist G-Code?

G-Code oder Geometrischer Code ist eine Programmiersprache zur Steuerung von CNC-Maschinen (Computerized Numerical Control) durch Festlegung von Bewegungen, Positionen und Bearbeitungsvorgängen wie Schneiden, Bohren, Fräsen, Drehen usw.

Wie funktioniert der CNC-G-Code?

CNC-G-Code funktioniert, indem er eine Reihe von Anweisungen bereitstellt, die die Bewegungen und Aktionen einer CNC-Maschine bestimmen. Diese Anweisungen steuern den Werkzeugweg, die Geschwindigkeit und die Vorgänge.

Welche Tools erstellen CNC-G-Codes und M-Codes?

CNC-G- und M-Codes werden normalerweise mithilfe von CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing) wie Mastercam, Fusion 360 und SolidWorks CAM erstellt.

Kann ich G-Codes bearbeiten, um den Bearbeitungsvorgang zu optimieren?

Ja, Sie können G-Codes manuell bearbeiten, um Bearbeitungsvorgänge zu optimieren. Sie können Geschwindigkeiten, Vorschübe und Werkzeugpfade anpassen.