Was ist CNC-Programmierung? Ein detaillierter Überblick

Die Programmierung der CNC-Bearbeitung ist der Prozess der Erstellung detaillierter Anweisungen, die eine Maschine zur Ausführung präziser Arbeiten anleiten. CNC-Bearbeitung Operationen. Diese Anweisungen werden in einer Sprache geschrieben, die als G-Code bekannt ist. Der G-Code sagt der Maschine, wie sie sich bewegen soll, mit welcher Geschwindigkeit und entlang welcher Bahn. In diesem Artikel werden wir erörtern, was die CNC-Bearbeitungsprogrammierung ist, wie sie funktioniert und welche Methoden und Code-Beispiele es gibt.

Was ist CNC-Programmierung？

Bei der CNC-Programmierung werden geometrische Informationen mithilfe von Computersoftware in Codes und Anweisungen umgewandelt, um die Bewegungen der Schneidemaschinen zu steuern. Diese Codes und Anweisungen steuern präzise die Bahn des Schneidwerkzeugs und die Schneidparameter, um das zusätzliche Material ordnungsgemäß zu entfernen und das Werkstück in die gewünschte Form zu bringen.

Bei der CNC-Programmierung wählen erfahrene Bediener anhand der Zeichnungen und Anforderungen geeignete Schneidwerkzeuge, Schneidparameter und -abläufe aus und wandeln diese mithilfe spezieller Software in Codes und Anweisungen um, die von den Maschinen gelesen werden können. Diese Codes werden in das Bedienfeld der CNC-Maschine eingegeben, und die Maschine führt die Bearbeitung gemäß den vordefinierten Anweisungen aus.

Wie funktioniert die CNC-Programmierung?

Die Umwandlung eines Entwurfs in einen CNC-Maschinenprogrammcode erfolgt in mehreren Schritten. Der Programmierer greift auf das CAD-Modell des gewünschten Teils zu, konvertiert es mit einer CAM-Software, erstellt Werkzeugwege auf der Grundlage der Konstruktionselemente und erstellt das CNC-Programm, den G-Code. Nach der Eingabe dieses G-Codes in die CNC-Maschine drückt der Programmierer die Taste für den Zyklusstart, um mit der Produktion des Teils zu beginnen.

Verschiedene Arten der Programmierung

Bei der CNC-Bearbeitung gibt es 3 Arten der CNC-Programmierung: manuell, CAM und im Dialog. Jede hat ihre eigenen Eigenschaften.

Manuelle CNC-Programmierung

Bei der manuellen Programmierung gibt der Programmierer die Codes und Anweisungen direkt in die Steuerkonsole ein und stützt sich dabei auf seine umfassenden Kenntnisse.

Konversationelle CNC-Programmierung

Bei der konversationellen Programmierung können Sie mit dem System in natürlicher Sprache kommunizieren, so als ob Sie mit einem Menschen sprechen würden. Das Programmiersystem wird Ihre Anweisungen verstehen und den entsprechenden Code erzeugen. Wie die manuelle Programmierung ist sie für Teile mit einfacher Geometrie geeignet.

CAM-CNC-Programmierung

CAM bedeutet "computergestützte Fertigung". Die CAM-Programmierung nutzt CAM-Software, um CAD-Konstruktionen in CNC-Programmiersprachen umzuwandeln, und ist sowohl für einfache als auch für komplizierte Teile geeignet.

Vergleich von 3 Programmiermethoden

Methode	Manuelle Programmierung	Konversationelle Programmierung	CAM-Programmierung
Benutzerfreundlichkeit	Schwierig. Erfordert viel Fachwissen und Erfahrung.	Relativ einfach. Ermöglicht die Interaktion in natürlicher Sprache	Einfach. Erfordert eine gewisse Lernkurve, bietet aber eine breite Palette von Funktionen
Programmierung Geschwindigkeit	Langsam. Jeder Schritt muss manuell eingegeben und angepasst werden	Schneller als ein Handbuch, da die Anweisungen auf intuitivere Weise gegeben werden können	Schneller für komplexe Teile.
Flexibilität	Geringe Flexibilität	Mäßige Flexibilität	Hohe Flexibilität
Genauigkeit	Anfällig für menschliche Fehler	Präziser, da es spezifischen Anweisungen folgt	Am genauesten
Anwendbarkeit	Einfache Aufgaben	Einfache Aufgaben	sowohl einfache als auch komplexe Teile.

CNC-Programmiercode-Beispiele

CNC-Programmiercodes lassen sich grob in mehrere Typen einteilen. Sie spielen eine einzigartige Rolle bei der CNC-Bearbeitung, und die Bediener verwenden in der Regel eine Kombination verschiedener Codes, um das Teil zu bearbeiten.

G-Code: Diese Codes steuern die Bewegung des Schneidwerkzeugs in Form von linearen, kreisförmigen, spiralförmigen und anderen geometrischen Bahnen.

F-Codes: Diese Codes geben die Vorschubgeschwindigkeit an, mit der sich das Werkzeug während der Bearbeitung bewegt

S-Codes: Diese Codes steuern die Spindeldrehzahl, wie z.B. Schnittgeschwindigkeit, Spindeldrehzahl, Inkrementaldrehzahl, usw.

T-Codes: Diese Codes werden verwendet, um ein bestimmtes Werkzeug aus dem Werkzeugmagazin auszuwählen.

M-Codes: Diese Codes führen verschiedene Hilfsfunktionen aus, wie z. B. Kühlmittel ein-/ausschalten, Spindel starten/stoppen und Werkzeugwechsel.

N-Codes: Diese Codes stellen Sequenz- oder Zeilennummern dar, die zur Organisation und Identifizierung der einzelnen Codeblöcke innerhalb eines CNC-Programms verwendet werden. Jede Zeile oder jeder Satz enthält normalerweise einen Befehl, der eine bestimmte Bewegung steuert.

Die folgende Reihe von Codes dient als Beispiel.

N10 G90 G17 G21	Einstellung der absoluten Programmierung, Auswahl der XY-Ebene, Millimeter-Einheiten
N20 G00 X0 Y0	Schnelle Bewegung zum Ursprung (X0, Y0)
N30 G43 H1 Z5	Werkzeuglängenkorrektur auf Werkzeug 1 angewandt, Z auf 5 mm über das Teil verschieben
N40 M03 S1200	Schnelles Zurückgehen zum Ursprung
N50 G01 Z-10 F200	Vorschubbewegung nach unten bis Z = -10mm mit 200mm/min Vorschubgeschwindigkeit
N60 G01 X50 Y50	Lineare Bewegung nach X50, Y50 bei der aktuellen Vorschubgeschwindigkeit
N70 G02 X100 Y0 I25 J-25	Bogenbewegung im Uhrzeigersinn nach X100, Y0 mit Mittelpunkt bei (I25, J-25)
N80 G01 X150 Y0	Lineare Bewegung nach X150, Y0
N90 G00 Z5	Schnelle Bewegung bis zu Z = 5mm
N100 M05	Spindelanschlag
N110 G00 X0 Y0	Schnelles Zurückgehen zum Ursprung
N120 M30	Programmende und Reset

Empfehlenswerte kostenpflichtige CAM-Software

CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing) wandelt CAD-Modelle in Programme um, die von Maschinen gelesen werden können. Es gibt viele CAM-Programme auf dem Markt. Wir empfehlen die folgenden kostenpflichtigen Programme aufgrund ihrer leistungsstarken Funktionen und der großen Anzahl an Benutzern.

MaserCAM

Mastercam ist eine PC-basierte CAD/CAM-Anwendung, die von CNC Software Inc. entwickelt wurde. Es kombiniert eine Vielzahl von Funktionen, darunter 2D-Skizzieren, 3D-Volumenmodellierung, Oberflächengestaltung, Voxel-Stitching, CNC-Programmierung, Werkzeugbahnsimulation und realistische Simulation.

Mastercam verfügt über leistungsstarke Funktionen zum Schruppen und Schlichten von Oberflächen. Es gibt viele Optionen für die Oberflächenbearbeitung, die die Anforderungen an die Oberflächenbearbeitung komplexer Teile erfüllen können und über Mehrachsenbearbeitungsfunktionen verfügen. Aufgrund der günstigen Kosten und der herausragenden Leistung ist Mastercam die bevorzugte CNC-Programmiersoftware in einer Vielzahl von Branchen geworden.

SolideCAM

SolidCAM ist eng in SOLIDWORKS integriert und ermöglicht mehrachsiges Fräsen, Drehen und Erodieren. Die iMachining-Technologie ist ein herausragendes Merkmal, da sie automatisch die optimale Bearbeitungsroute auf der Grundlage des Materials und des Werkzeugs entwerfen kann, was die Bearbeitungszeit erheblich reduziert und die Werkzeuglebensdauer verlängert.

Fusion 360

Fusion 360 ist ein cloudbasiertes Programm, das CAD und CAM miteinander verbindet, um industrielle Vorgänge zu ermöglichen, die vom einfachen 2D-Fräsen bis zur komplizierten 5-Achsen-Bearbeitung reichen. Fusion 360 lässt sich mühelos mit dem Konstruktionsmodul verbinden und erleichtert die Zusammenarbeit im Team. Es zeichnet sich durch einen niedrigen Preis und eine breite Palette von Funktionen aus, die sowohl für Anfänger als auch für Profis geeignet sind.

Kostenlose CAM-Software

Wenn Sie neu in der CNC-Bearbeitung sind oder einfach nur eine kostenlose CAM-Software für den individuellen Gebrauch suchen, könnten die folgenden Optionen für Sie geeignet sein.

Fusion 360 für den persönlichen Gebrauch

Fusion 360 bietet eine kostenlose persönliche Version, die für kleine, nicht kommerzielle Anwendungen geeignet ist. Sie kombiniert CAD- und CAM-Funktionen, um einfache bis komplizierte Fertigungsaufgaben wie 2,5D-, 3D- und Mehrachsenbearbeitung zu ermöglichen. Die Fusion 360 Personal Edition eignet sich für Einsteiger, Enthusiasten und kleine Studios.

Herunterladen: https://www.autodesk.com/products/fusion-360/personal

FreeCAD

FreeCAD ist eine quelloffene 3D-Modellierungssoftware, die CAM-Bearbeitungsfunktionen unterstützt. Mit der Path Workbench können Benutzer Werkzeugwege erstellen, die für CNC-Bearbeitungsaufgaben geeignet sind. Die Funktionen von FreeCAD sind relativ einfach und eignen sich für die Fertigungsanforderungen von Einzelpersonen und kleinen Projekten.

Herunterladen: https://www.freecad.org/downloads.php

Hartmetall erstellen

Carbide Create ist eine kostenlose 2D- und 3D-CAM-Software mit relativ einfachen Funktionen, einer intuitiven Benutzeroberfläche und einem einfachen Arbeitsablauf. Sie ist eine gute Wahl für kleine Projekte und Einsteiger.

Herunterladen: https://carbide3d.com/carbidecreate/download/

Tipps zur Verbesserung der CNC-Programmierfähigkeiten

Um ein qualifizierter Programmierer für CNC-Bearbeitung zu sein, ist es wichtig, seine Programmierfähigkeiten und -kenntnisse ständig zu verbessern.

Auslastung der CNC-Programmierkurse

Es ist nützlich, die vielen kostenlosen Kurse zu nutzen. Beliebte Kurse wie "CNC Programming with G Code for Beginners" von Marc Cronin und "Fusion 360 for Beginners" von Lars Christensen sind auf Plattformen wie Udemy und YouTube verfügbar. Diese Kurse bieten kostenlose Lektionen vom Schreiben von grundlegendem G-Code bis hin zur Entwicklung anspruchsvoller Werkzeugwege.

Lehrlingsausbildung

Ein gründlicher Ansatz zum Erlernen der CNC-Programmierung ist höchstwahrscheinlich eine Ausbildung. Diese Kurse kombinieren in der Regel Unterricht im Klassenzimmer mit praktischer Arbeit und werden häufig von Unternehmen, Gewerkschaften oder kooperativen Organisationen zwischen Arbeitgebern und Arbeitnehmern finanziert. Der ideale Ort, um nach einem Ausbildungsplatz zu suchen, sind Job-Suchmaschinen wie Indeed oder LinkedIn, da sie als Vollzeitstellen angesehen werden. Das Arbeitsministerium stellt außerdem eine Liste von Ausbildungsprogrammen zur Verfügung.

Praxis Mehr

Suchen Sie sich einige reale Projekte oder Fälle, um das Programmieren zu üben. Sie können mit einfachen Teilen beginnen und den Schwierigkeitsgrad schrittweise erhöhen. Die Verwendung eines CNC-Maschinensimulators zum Üben ist eine gute Wahl. Der Simulator kann den Betrieb und die Verarbeitung der Maschine simulieren und ermöglicht es Ihnen, Programmierfehler zu beheben, ohne die Maschine tatsächlich zu benutzen, was Kosten und Risiken reduziert. Halten Sie während der Übung die aufgetretenen Probleme und deren Lösungen fest. Diese Erfahrungen werden Ihnen helfen, ähnliche Fehler bei zukünftigen Programmierungen zu vermeiden.