Wer nicht irgendwie im Maschinenbau tätig ist, hat in der Regel noch nie von CNC-Programmierung gehört. Dabei wird bei der Produktion von zahlreichen, wenn ich allen Produkten, auf diese Form der Programmierung zurückgegriffen. Nicht zuletzt handelt es sich um eine Kommunikationsweise, mit der wir Menschen Maschinen Handlungsanweisungen geben können.

Was ist CNC?

CNC steht für „computerized numerical control”. Die Steuerung einer Maschine oder eines Geräts soll also über einen Computer erfolgen. Wir geben also Maschinen ganz genaue und höchst präzise Handlungsanweisungen, damit diese anschließend Werkstücke oder Produkte herstellen können. Extrem praktisch an der CNC Programmierung ist zum einen die Präzision, mit welcher die Maschinen anschließend arbeiten können. Einem Menschen kannst du sagen, dass er auf Millimeter genau schneiden soll, noch kleinere Maßstäbe kann er sicherlich jedoch nicht erfassen. Bei Maschinen ist das kein Thema, solange die richtige Maschine gewählt wird.

Vorteilhaft ist darüber hinaus, dass die Maschinen ohne Pausen und Unterbrechungen die immer gleichen Werkstücke herstellen können. Während beim Menschen also durch Flüchtigkeitsfehler und Schlampigkeit ganz einfach Werkstücke auf dem Müll landen müssen, ist das bei Maschinen, die CNC-programmiert wurden, nicht der Fall.

Häufig werden die Daten für das CNC-programmieren im Voraus durch ein CAD-Programm gewonnen. Diese CAD-Programm stellt ein dreidimensionales Abbild von der Realität dar, was ganz einfach nötig ist, damit anschließend echte Werkstücke bearbeitet werden können.

Ganz interessant sind auch die Vorgänger der CNC-Maschinen, die sogenannten NC-maschinen. Diese wurden lediglich durch die numerische Steuerung angepeilt, ein Computer, der dazwischen geschaltet war, gab es noch nicht. Damals waren es also beispielsweise noch die berühmten Lochkarten, welche die Handlungsanweisungen beinhalteten.

Was hat der G-Code auf sich?

Der G-Code bzw. auch DIN-Code genannt, ist ganz einfach eine spezifische Maschinensprache, mit welcher wir Informationen und Aufforderungen an Maschinen weitergeben können. Beim G-Code wird ganz einfach für jeden Befehl ein „G” vorne rangestellt und hinten dran eine Zahl gehangen. Ein typisches Beispiel für einen Befehl ist da: G34. Dadurch lassen sich eine Reihe an routinierten Bewegungen in die Maschinen einpflegen. Darüber hinaus gibt es natürlich eine unfassbare Bandbreite an Befehlen, meistens lassen sich alle Zahlen hinten dranhängen sowie alle möglichen Buchstaben vorne dran stellen.

Extrem vorteilhaft am G-Code ist, dass dieser auf fast allen CNC-Maschinen vorhanden ist. Müsstest du dir also eine Maschinensprache anschauen, über welche du Infos in die Maschinen einspeisen willst, wirst du vermutlich mit dem G-Code die meisten Maschinen der gängigsten Hersteller bedienen können.

Ist das Maschinenprogramm mit den einzelnen Befehlen einmal eingepflegt, können die ganzen CNC-Maschinen vollautomatisch die Bearbeitung in Angriff nehmen. Da auf fast allen CNC-Maschinen G-Codes vorzufinden sind, kaufen diese nach der Einpflegung nach einer kurzen Eingewöhnungszeit extrem schnell und unproblematisch ab.

Beispiele für CNC-Programme

Zahlreiche Funktionen können CNC-Maschinen erfüllen. Durch CNC-Programmierung kannst du etwa die Achsen verstellen, die Werkzeugbahn korrigieren oder den Werkzeugradius festlegen. Selbst der Werkzeugwechsel wird ganz schlicht durch Code geregelt.

Der Befehl G01 gibt etwa i. d. R. an, dass eine Position in normaler Geschwindigkeit angefahren werden sollte. Der Befehl G04 sagt oftmals aus, dass eine Verweilzeit ausgeharrt werden soll, während G02 einen Vorschub im Kreisbogen auslöst.

Die sogenannten M-Befehle erfüllen unterdessen die Funktion, bestimmte Funktionen zu starten oder zu stoppen. M0 gibt etwa den Programmhalt an. M05 sorgt meistens dafür, dass die Spindel ihre Bewegung stoppt. Bei den meisten Maschinen schalten M07 und M08 die Kühlmittel ein, während M09 diese ausschaltet.

Der Weg zum fertigen Produkt

Über Maschinen ein fertiges Produkt herzustellen, beansprucht grob drei Arbeitsschritte. Erstmal muss die CAD-Konstruktion stehen. In 2D und 3D stellst du das Produkt bzw. Objekt digital fertig. Ein digitales Abbild des echten Produkts ist dann auf deinem PC vorzufinden.

CAM-Software befasst sich anschließend damit, die 3D-Daten in G-Code umzuwandeln.

Die CNC-Steuerung zielt zu guter Letzt auf den Import des G-Codes ab und auf die Ausführung dessen.