G-Code und ISO 6983: die Sprache hinter der CNC-Maschine

Auch wenn moderne Werkstätten vieles in CAD/CAM programmieren, ist der G-Code weiterhin die Sprache, die die Maschine tatsächlich versteht. Ein guter CNC-Techniker kann eine Programmzeile lesen, sehen, was die Maschine tun wird, und einen Fehler korrigieren, ohne zum Computer zurückzugehen. Der G-Code basiert auf der internationalen Norm ISO 6983 (auch bekannt als RS-274). Die Norm legt die grundlegende Struktur fest, doch jede Steuerung — Fanuc, Siemens, Heidenhain, Haas — hat ihren eigenen Dialekt mit kleinen Unterschieden. Deshalb gilt die Regel: Kenne das Handbuch deiner Maschine.

Die G-Codes (von 'geometrisch' oder 'preparatory') bestimmen, wie sich das Werkzeug bewegt. Die wichtigsten Bewegungscodes sind wenige und werden ständig genutzt. G00 ist der Eilgang: Die Maschine fährt so schnell sie kann zu einer Position — genutzt, um vom Werkstück frei zu fahren, niemals zum Schneiden. G01 ist der lineare Vorschub auf einer geraden Linie mit dem festgelegten Vorschub F, und das ist die häufigste Schnittbewegung. G02 und G03 schneiden Kreisbögen — G02 im Uhrzeigersinn, G03 gegen den Uhrzeigersinn.

Während die G-Codes die Geometrie steuern, steuern die M-Codes (miscellaneous, 'Verschiedenes') die Maschine selbst. M03 startet die Spindel im Uhrzeigersinn, M04 gegen den Uhrzeigersinn, und M05 stoppt sie. M06 wechselt das Werkzeug. M08 schaltet den Kühlschmierstoff ein, M09 schaltet ihn aus. M00 ist ein Programmstopp, und M30 beendet das Programm und spult zum Anfang zurück. Ein typisches Programm wechselt Zeile für Zeile zwischen G- und M-Codes: Werkzeug wechseln, Spindel starten, Kühlung einschalten, einfahren, schneiden, freifahren, ausschalten.

Die Maschine hat ihren eigenen festen Maschinennullpunkt, aber das Programm rechnet ab einem Werkstücknullpunkt, den du selbst an einer sinnvollen Stelle auf dem Werkstück festlegst — typischerweise in einer Ecke oder in der Mitte. Der Werkstücknullpunkt wird mit G54 bis G59 aktiviert. Beim Einrichten findest du den Nullpunkt mit einem Kantentaster oder einer Messuhr und trägst die Verschiebung in die Maschine ein. Triffst du den Nullpunkt falsch, sitzt das ganze Werkstück versetzt, ganz gleich, wie perfekt das Programm sonst ist. Deshalb ist das Setzen des Nullpunkts eine der Einrichtehandlungen, die die größte Sorgfalt verlangen.

Das Programm beschreibt die gewünschte Kontur, aber der Fräser hat einen Radius, der berücksichtigt werden muss. Mit der Werkzeugradiuskorrektur (G41 links, G42 rechts, G40 zum Aufheben) verschiebt die Steuerung die Bahn automatisch um den Radius des Werkzeugs, sodass die Kontur — nicht die Werkzeugmitte — richtig wird. Auf dieselbe Weise gleicht die Längenkorrektur aus, dass jedes Werkzeug seine eigene Länge hat. Der Vorteil ist, dass du auf ein etwas anderes Werkzeug wechseln und einfach den Korrekturwert in der Tabelle ändern kannst, statt das Programm neu zu schreiben.

• 01Ein Satz (eine Zeile) besteht typischerweise aus einer N-Nummer, einem G-Code, Koordinaten (X, Y, Z) und ggf. F und S
• 02Absolute (G90) und inkrementelle (G91) Koordinaten geben an, ob vom Nullpunkt oder von der letzten Position aus gemessen wird
• 03Kommentare in Klammern machen das Programm für den nächsten Techniker lesbar
• 04Die Simulation vor dem Lauf fängt Kollisionen ab, bevor sie in der Wirklichkeit passieren

“Kannst du den G-Code lesen, gehört dir die Maschine. Kannst du nur Knöpfe drücken, gehörst du der Maschine.”