Was ist ein DIN-ISO-Steuerung?
Bei
dieser Steuerung sind die einzelnen Befehle in der DIN-ISO Norm 66025
festgehalten und haben national wie international Geltung. Eine moderne
CNC-Maschine hat Zyklen, die eine Vereinfachung der Programmierung darstellen.
Ebenso sind Zusatzfunktionen speziell für diese eine Maschine vorgesehen. In
der DIN-ISO-Norm sind hierfür bestimmte Befehle frei gehalten. Daraus folgt,
dass jede spezielle CNC-Maschine ein Programm nach DIN-ISO verarbeiten kann,
aber nicht umgekehrt. Dies liegt daran, dass jeder Hersteller von CNC-Maschinen
sein eigenes - für sich betrachtet
- optimale Süppchen kocht.
Die
DIN-ISO-Steuerung verarbeitet ein NC-Programm. In dem Programm stehen die
Befehle hintereinander. Jeder Befehl dient dazu, der Maschine zu sagen wo sie
hinfahren soll oder ob beispielsweise die Kühlung einzuschalten ist.
Was ist eine Numerische Steuerung
(NC = numeric control)?
Die
Steuerung verarbeitet Nummern, also Zahlenwerte. Diese beschreiben zum Einem
die Koordinaten, die angefahren werden sollen, zum Anderen die Zusatzfunktionen
wie Spindeldrehzahl. Darüber hinaus beschreiben sie die Schaltfunktionen wie
Spindel/Kühlung ein/aus.
Was ist eine CNC-Steuerung (CNC =
computerized numeric control)?
Als
man die ersten Steuerungen für Werkzeugmaschine baute, war man in der
Computertechnik noch nicht so weit wie heute. Der heutige PC war in Form eines
einfachen 8-bit Prozessors vorhanden. Die Festplatte war der Lochstreifen aus
Papier. Mit Einzug des PC bzw. leistungsfähigerer Prozessoren spricht man von
CNC-Technik. Die Begriffe NC und CNC können heute als gleichwertig
betrachtet werden.
Was ist ein Programm?
Ein
Programm ist eine Anhäufung von einzelnen CNC-Befehlen, die der Reihe nach abgearbeitet werden. Das Programm kann als
erstes Zeichen das Prozent-Zeichen (%) haben, gefolgt von einer Nummer, um es
zu identifizieren. Das Programm wird mit dem Befehl M30 beendet.
Benötigt
man eine Folge von Befehlen an mehreren Stellen eines Werkstücks, so kann man diese Befehle als Unterprogramm
schreiben. Das Hauptprogramm positioniert dann beispielsweise zu einer
bestimmten Stelle. Als nächstes ruft es das Unterprogramm mit der eigentlichen
Bearbeitung auf. Nachdem alle Befehle aus dem Unterprogramm abgearbeitet sind,
arbeitet das Hauptprogramm an der Stelle nach dem Unterprogramm weiter.
Bei
WINDREH ist die Verschachtelungstiefe = 1, d. h. es kann immer nur ein
Unterprogramm zur gleichen Zeit aktiv sein. Das Unterprogramm wird mit dem
Befehl M17 beendet.
Was ist ein Befehl?
Jeder
einzelne Befehl zerteilt sich in eine Nummer, die die Reihenfolge angibt, in
eine Adresse z.B.: ob sich die Schlitten bewegen, oder ob die Spindel
eingeschaltet werden soll. Zuletzt wird die Achse angesprochen und wie weit sie
fahren soll z.B. X = 20 mm.
Ein
Befehl könnte bedeuten: X-Achse, fahre 20 Millimeter im Eilgang. Ein anderer
Befehl könnte bedeuten: Fahre einen Kreisbogen auf den Endpunkt X = 20 und Y = 20, mit dem X-Mittelpunkt 10 und dem
Y-Mittelpunkt 5 im Vorschub. Da man beim Programmieren keine Romane schreiben
möchte, kürzt man sinnvoll ab.
Der
Aufbau eines Befehls ist in der DIN 66025 genormt und sieht wie folgt aus:
Wahlweise
Zeilennummer, Adresse(n), Wert(e)
Zeilen Nr. (Muss nicht) |
Adresse(n) |
Wert
|
N 120 |
G01 M03 |
F300 X-24.2 |
Sollen
sich die Schlitten bewegen, vergibt man als Adresse G für Go gefolgt von einer
Nummer, die festlegt in welcher Art und Weise „gegangen“ wird. Möchte man
Funktionen der Maschine ausführen,
so vergibt bei der Adresse ein M
ebenfalls gefolgt von einer Nummer, die die Funktion regelt. Beim Wert ist es
ähnlich: der Buchstabe kennzeichnet die Achse z.B.: X für X-Achse und die Zahl
dahinter den Betrag.
Unter
Syntax versteht man die formellen Regeln, die den Aufbau von Anweisungen in
einer Programmiersprache bestimmen, ohne auf die Bedeutung der einzelnen Wörter
einzugehen. Die Bedeutung der Wörter ist in der Semantik festgelegt.
In
einer Zeile können mehrere Befehle hintereinander stehen. Es darf nur ein M-Befehl pro Zeile enthalten sein.
Die Satz Nr. N gefolgt von der Zahl kann auf folgende
Weise geschrieben werden.
N95 |
N
095 |
n 95 |
n
0095 |
Die Adresse, Befehl G01, wird auf folgenden Weisen richtig
interpretiert:
G01 |
G1 |
g01 |
G
01 |
G 1 |
g
1 |
Der Wert X (auch Y, Z u C) mit Wertangabe –120.2 kann auf folgende Weise geschrieben werden.
X-120.2 |
X
-120.200 |
X-120.20 |
X -120.2 |
Für den Dezimalpunkt darf auch das Komma genommen werden
N 95 G01 Y20.52 X-120.2 |
N 95 G01 Y20,52 X-120,2 |
Die
Reihenfolge der Werte ist beliebig
N 95 |
G01 |
X-120 |
Y20.52 |
N 95 |
G01 |
Y20.52 |
X-120 |
Alle Wörter in einer Befehlszeile können
„zusammenkleben“
N 95G01Y20.52X-120 |
Die Wegbedingungen sind modal, d.h. sie bleiben
solange eingeschaltet, bis ein anderer Befehl aktiviert wird. Im Beispiel unten
gilt der G01 Befehl für alle weiteren Zeilen bis zum G00.
N 95 |
G01 |
X-120 |
Y20.52 |
N 100 |
X24 |
Y24.5 |
|
N 105 |
Y-24.5 |
|
|
N 110 |
Z-3 |
|
|
N 115 |
G00 |
Z0 |
|
Unterstützte Befehle nach Norm DIN-ISO 66025
Wegbedingungen
G00 Positionieren im Eilgang
G01 Geraden-Interpolation
(momentan X- und Y-Achse)
G02 Kreisinterpolation im
Uhrzeigersinn
G03 Kreisinterpolation gegen den
Uhrzeigersinn
G04 Verweilzeit
G54 Nullpunktverschiebung aufheben
G55-G59 Speichern der Nullpunkte 1-6
G55-G59 Ohne Parameter, Aktivieren der Nullpunkte
1-6
G80 Aufheben der Bohrzyklen
G81 Bohrzyklus
G82 Senkzyklus
G83 Tiefbohrzyklus
G84 Gewindeschneidzyklus
G85 Reibzyklus
G90 Absolute Maßangabe
G91 Relative Maßangabe
Zusatzfunktionen
M00 Programm-Halt
M02 Programm-Ende
M03 Spindel
ein, Rechtslauf
M05 Spindel-Stopp
M06 Werkzeugwechsel
(Programm geht in Pause)
M07 Kühlung
ein
M08 Kühlung
ein
M09 Kühlung
aus
M13 Spindel
ein, Rechtslauf und Kühlung ein
M17 Unterprogramm-Ende
M30 Programm-Ende
Sonstiges
N Satznummer
F Vorschub in mm/min
S Spindeldrehzahl
T Angabe des
Fräserdurchmessers
L Aufruf von Unterprogrammen
Sonderzeichen / Kommentar ( Kommentar % Programm
Nr.
Adressen
X X-Achse
Y Y-Achse
Z Z-Achse
C 4.-Achse (Rundtisch)
I Kreismittelpunkt in
X-Richtung
J Kreismittelpunkt in
Y-Richtung
R Rückzugebene bei Bohrzyklen
H Anzahl
der Hübe bei Bohrzyklen
V Verweilzeit beim Senkzyklus
ACHTUNG: Gelb hinterlegte Funktionen sind noch
nicht aktiv!
Positionieren
im Eilgang mit dem Vorschub, der im FPLUS SYSTEM-Menü eingestellt ist.
Zusammen interpolieren können nun die X-
Y- und die Z-Achse.
G00 = Fahre auf Position im Eilgang
N 90 |
G90 |
|
|
|
N 95 |
G00 |
X70 |
Y40 |
Bedeutung
Über G90 wird
die absolut Maßangabe eingeschaltet. Von der aktuellen Position fährt der
Fräser auf die Position X = 70 mm und Y = 40 mm im Eilgang.
G01 Positionieren
mit Vorschubgeschwindigkeit
Positionieren im Vorschub. Der Vorschub muss
mit entweder vor oder im ersten G01 Befehl mit (F) angegeben werden.
G01 = Fahre auf Position im Vorschub
N 90 |
G90 |
|
|
|
N 95 |
G01 |
X50 |
Y40 |
F300 |
Bedeutung
Über G90 wird
die absolut Maßangabe eingeschaltet. Von der aktuellen Position fährt der
Fräser auf die Position X = 50 mm und Y = 40 mm im Vorschub F = 300mm/min.
Positioniert den Fräser im Kreisbogen. Mit
den Adressen X und Y wird der Endpunkt des Kreises gesetzt. Mit der Adresse I
und J der Kreismittelpunkt. Das I gehört zu X und das J zu Y, die Norm gibt
dies vor. Merken: „I“ zu „Ix“. Bei G91 sind die I und J Parameter relativ zum
Startpunkt.
N 90 |
G90 |
|
|
|
|
N 95 |
G02 |
X40 |
Y40 |
I40 |
J30 |
Bedeutung
Über G90 wird
die absolut Maßangabe eingeschaltet. Von der aktuellen Position fährt der
Fräser auf die Position X = 40 mm und Y = 40 mm um den Kreismittelpunkt I = 40
und J = 30. Bei G02 fährt der Fräser im Uhrzeigersinn also rechts herum und bei
G03 im Gegenuhrzeigersinn also links herum.
G02 |
RECHTS |
|
|
G03 |
LINKS |
Vollkreise
werden erzeugt, indem man die X- und Y-Adresse weglässt.
N 90 |
G90 |
|
|
|
|
N 95 |
G02 |
I40 |
J30 |
|
|
Bedeutung
Über G90 wird
die absolut Maßangabe eingeschaltet. Von der aktuellen Position (X=20,Y=30)
fährt der Fräser auf die Endposition X = 20 mm und Y = 40 mm im Uhrzeigersinn.
Der Mittelpunkt-X liegt bei I=40 und der Mittelpunkt-Y liegt bei J=30. Da
Anfang und Ende gleich sind, entsteht ein Vollkreis.
Über die Verweilzeit
kann das Werkzeug für eine bestimmt Zeit angehalten werden. Die Zeitangabe
geschieht über die Adresse F. Mit Druck auf eine beliebige Taste kann das
Verweilen abgebrochen werden, und die Ausgabe läuft weiter.
N 95 |
G04 |
F2.0 |
|
|
|
Bedeutung
Das Werkzeug
verweilt 2.0 Sekunden.
Die Befehle
G54 bis G59 haben zwei Bedeutungen. Bei Verwendung mit Parametern werden die
Nullpunkte gespeichert, um beim Aufruf ohne Parameter aktiv zu werden. Beim
Aktivieren fährt die Maschine auf die gespeicherte Position und setzt alle
Achsen auf Null. Alle Masse beziehen sich dann auf diesen neuen Nullpunkt. Wird
von hier wieder eine neue Nullpunktverschiebung aktiv, verrechnet WINDREH die
Koordinaten mit dem ursprünglichen Koordinatensystem, um zu dem neuen Nullpunkt
zu fahren. Mit dem Befehl G53 schaltet WINDREH wieder auf das ursprüngliche
Koordinatensystem zurück.
Zusammenfassung
G53 Nullpunktverschiebung aufheben
G54 Speichern des Nullpunktes 1
G55 Speichern des Nullpunktes 2
G57 Speichern des Nullpunktes 3
G57 Speichern des Nullpunktes 4
G58 Speichern des Nullpunktes 5
G59 Speichern des Nullpunktes 6
G54 Ohne Parameter, Aktivieren des
Nullpunktes 1
G55 Ohne Parameter, Aktivieren des
Nullpunktes 2
G56 Ohne Parameter, Aktivieren des
Nullpunktes 3
G57 Ohne Parameter, Aktivieren des
Nullpunktes 4
G58 Ohne Parameter, Aktivieren des
Nullpunktes 5
G59 Ohne Parameter, Aktivieren des
Nullpunktes 6
Oder auch
Bezugsmaßprogrammierung genannt. Ihr Vorteil ist, dass nachträgliche Änderungen
einer Position alle anderen Wegmasse nicht beeinflusst. Bei der
Relativmaßprogrammierung muss in diesem Falle auch die Programmierung der
folgenden Positionen korrigiert werden.
Der Befehl G90
wird ohne weiter Parameter gesetzt, und bleibt solange aktiv, bis wieder G91
gesetzt wird.
Oder auch
Kettenmaßprogrammierung genannt. Ihre Vorteile sind, dass die Summer aller X-
und Y-Werte Null ergeben muss. Damit lässt sich leicht prüfen, ob man richtig
programmiert hat. Ferner können Bohrbilder oder Taschen leicht durch Kopieren
und Einfügen an andere Stelle transformiert werden.
Die
Bohrzyklen sind modal, d.h. sie bleiben eingeschaltet, bis ein neuer Bohrzyklus
kommt oder der aktuelle Bohrzyklus mit G80 aufgehoben wird.
Mit
dem Befehl G81 wird ein einfacher Bohrzyklus programmiert.
N 10 |
G81 |
X20 |
Y20 |
Z-5 |
R.5 |
F100 |
|
Bedeutung der Parameter:
N10 Zeilen-Nummer
G81 Code für den Bohrzyklus
X20,
Y20 Position der Bohrung
Z-5 Bohrtiefe 5 mm
R.5 Rückzugebene 0,5 Millimeter
über Material
F100 Vorschub zum Bohren
Ablauf:
1.
Der Bohrer
wird auf X = 20 und Y = 20 im Eilgang gefahren
2.
Im
Eilgang fährt die Z-Achse auf die Rückzugebene Z = 0.5 mm
3.
Ab dann
im Vorschub F = 100 mm/min auf Bohrtiefe 5 mm
4.
Mit
Eilgang wieder auf die Rückzugebene Z = 0.5 mm
5.
Befehl
fertig
Die
Rückzugebene ist quasi ein Zwischen-Nullpunkt für die Z-Achse.
Da
die Bohrzyklen modal (erhalten bleiben) sind, reichen für weitere Bohrungen die
Angaben der Position aus. Siehe unten.
N 10 |
G81 |
X20 |
Y20 |
Z-5 |
R.5 |
F100 |
|
N 20 |
X40 |
|
|
|
|
|
|
N 30 |
X60 |
|
|
|
|
|
|
Der
Senkzyklus erklärt sich wie der Bohrzyklus G81 mit der Erweiterung, dass der
Bohrer nach Erreichen der Tiefe um eine Verweilzeit V in Sekunden verweilt.
N 10 |
G82 |
X20 |
Y20 |
Z-5 |
R.5 |
V.5 |
F100 |
Die
Verweilzeit wird über den Buchstaben V angeben. Im obigen Beispiel 0,5
Sekunden.
Beim
Tiefbohrzyklus wird ein Spanbrechen erzeugt. Bei der WINDREH-Steuerung, fährt die Z-Achse zum Spanbrechen immer auf die
Rückzugebene zurück. Die Anzahl der Hübe wird dabei mit dem Buchstaben H
definiert.
N 10 |
G83 |
X20 |
Y20 |
Z-22 |
R.5 |
H5 |
F100 |
Für
die Ermittlung der Z-Strecken rechnet WINDREH:
Tiefe
= 22 mm + Rückzugebene = 0,5 mm = 22,5 mm / 5 Hübe = 4,5
mm pro Zustellung. Die Strecke, die bereits gebohrt ist, wird bei der
Zustellung in die Tiefe im Eilgang gefahren.
H=5
Die dicken
Linien zeigen das Bohren im Vorschub, die dünnen Linien den Eilgang.
Der
Gewindeschneidzyklus und der Reibzyklus sind von den Parametern und der
Ausführung her identisch. Der Unterschied liegt darin, dass der Bohrer nicht im
Eilgang sondern im Vorschub aus der fertigen Bohrung gezogen.
Zusatzfunktionen (Schaltbefehle)
Erreicht das
Programm ein M00 Befehle, werden sofort die Spindel und Kühlung ausgeschaltet,
und das Programm hält an. Mit einer beliebigen Taste werden Spindel und Kühlung
wieder eingeschaltet, und das Programm läuft weiter.
Beim Erreichen
eines M02 Befehls wird die Ausgabe abgebrochen bzw. beendet. Der Befehl M30 hat
die gleiche Wirkung.
Mit Erreichen
des M03 Befehls wird die Spindel und die Kühlung der Maschine eingeschaltet.
Rechts- und Linkslauf werden dabei nicht unterschieden.
Dies ist nur möglich,
wenn im Abgleichprogramm (ABGLEICH.EXE) die Verwendung einer elektronischen
Antriebsregelung auf Ja gesetzt ist. Siehe auch Abgleich im FPLUS-Handbuch.
Spindel und
Kühlung werden ausgeschaltet.
Beim M06 Befehl
geht das Programm in Wartestellung (Pause). Mit jeder Taste geht die
Bearbeitung weiter.
Schaltet nur
die Kühlung ein. Unabhängig ob die Spindel ein oder aus ist.
Dies ist nur
möglich, wenn im Abgleichprogramm (ABGLEICH.EXE) die Verwendung einer
elektronischen Antriebsregelung auf Ja gesetzt ist. Siehe auch Abgleich im
FPLUS-Handbuch.
Schaltet nur
die Kühlung aus. Unabhängig, ob die Spindel ein oder aus ist.
Dies ist nur
möglich, wenn im Abgleichprogramm (ABGLEICH.EXE) die Verwendung einer
elektronischen Antriebsregelung auf Ja gesetzt ist. Siehe auch Abgleich im
FPLUS-Handbuch.
M13 Spindel
ein, Rechtslauf und Kühlung ein
Schaltet die
Spindel und die Kühlung ein.
Dies ist nur
möglich, wenn im Abgleichprogramm (ABGLEICH.EXE) die Verwendung einer
elektronischen Antriebsregelung auf Ja gesetzt ist. Siehe auch Abgleich im
FPLUS-Handbuch.
Mit dem Befehl
M17 wird ein Unterprogramm beendet. Das Programm arbeitet dann an dem Befehl im
Hauptprogramm weiter, der nach dem Unterprogramm Aufruf steht.
Beim Erreichen
eines M30 Befehls wird die Ausgabe abgebrochen bzw. beendet. Der Befehl M02 hat
die gleiche Wirkung. Man findet immer ein M30 am Ende eines Programms.
Die Satznummer
steht am Anfang einer Zeile. Sie kann angegeben werden, muss aber nicht. Die
Bedeutung der Satznummer ist bei modernen Steuerungen nicht so bedeutend. Das N
kommt vom Englischen „No“ = Nr.
Zur
Schreibweise: Siehe Befehls-Syntax in diesem Handbuch.
Angabe des
Vorschubs. Die Angabe hat in mm/min zu erfolgen. Das F kommt vom Englischen
„Feed rate“.
Angabe der
Drehzahl des Hauptspindelantriebs. Bei WINDREH wird sie nur am Bildschirm
angezeigt und hat keine aktive Funktion. Das S kommt vom Englischen „Spindel
speed“. Zur Schreibweise: Siehe Befehls-Syntax in diesem Handbuch.
T Angabe
des Fräserdurchmessers
Normalerweise
die Nummer des Werkzeuges. In WINDREH kann über die Zahl nach dem T der
Durchmesser des Werkzeuges angegebenen werden. Dies dient dazu, bei der
grafischen Simulation die Fräswege zu überprüfen.
Mit L fängt ein Unterprogramm an. Dem L folgt eine Nummer. Z.B. 516. Wenn nun im Hauptprogramm der Befehl L516 auftaucht, merkt es sich seinen Standpunkt und spult alle Datensätze vor, bis es am Anfang einer Zeile L516 erkennt. Hier arbeitet das Programm weiter. Das Unterprogramm wird mit M17 beendet. Trifft das Programm im Unterprogramm auf den Befehl M17, wird das CNC-Programm vom Anfang bis zu der Stelle vorgespult, die es sich gemerkt hatte. Der Befehl hinter dem L516 ist dann der nächste, der dran ist. Das aktive Unterprogramm muss erst beendet werden bevor eine anderes aufgerufen werden kann. Siehe auch Beispielprogramm „D-SUB.CNC“
Adressen (X, Y, Z ...)
X Ist die Adresse der X-Achse
Y Ist die Adresse der Y-Achse
Z Ist die Adresse der Z-Achse
C Ist die Adresse der
4.-Achse (Rundtisch)
I Ist die Adresse des
Kreismittelpunkt in X-Richtung
J Ist die Adresse des
Kreismittelpunkt in Y-Richtung
R Rückzugebene bei Bohrzyklen
H Anzahl der Hübe bei
Bohrzyklen
V Verweilzeit beim Senkzyklus
/ Kommentar
( Kommentar
% Programm Nr.
Text hinter
Kommentaren wird von der Steuerung nicht beachtet.
WINDREH achtet
nicht auf die Programm Nr.