Fanuc, Siemens, Heidenhein, Mitsubishi, Haas - worin bestehen die wichtigsten Unterschiede in der Maschinensprachen, NC-Code und M-Code?

Siehst du auch vor lauter Steuerung den NC-Code nicht mehr?

Hier mal eine kleine Einführung:

Was ist ein NC-Code?

NC-Code ist im Grunde die Sprache, mit der man Werkzeugmaschinen Befehle gibt.
Also Fräsmaschinen, Drehmaschinen, Laser, Wasserstrahlschneider und ähnliche tonnenschwere Geräte, die Metall mit erschreckender Präzision zerstören. Die Menschheit hat beschlossen, dass man dafür kryptische Buchstaben-Zahlen-Kombinationen benutzt. 

Einfach erklärt 

Eine CNC-Maschine kann nicht „nach Gefühl“ arbeiten.

Du musst ihr exakt sagen:

  • wohin sie fahren soll
  • wie schnell
  • welches Werkzeug sie benutzen soll
  • wann die Spindel startet
  • wann Kühlung angeht
  • wie tief gebohrt wird
  • wann Schluss ist

Diese Befehle nennt man:

NC-Code

NC = Numerical Control
Also numerische Steuerung.

Heute sagt man oft auch:

  • CNC-Code
  • G-Code
  • Maschinenprogramm

Vergleich mit einem Navi 

Stell dir vor, du gibst einem extrem gehorsamen, aber völlig humorlosen Roboter Anweisungen.

Nicht:

„Bohr da mal ein Loch.“

Sondern:

Fahr zu X=50 mm
Fahr zu Y=20 mm
Senke Werkzeug auf Z=-10 mm
Dreh Spindel mit 3000 U/min
Vorschub 200 mm/min

Denn Maschinen interpretieren nichts.
Die tun exakt das, was programmiert wurde.
Deshalb kann ein fehlendes Minuszeichen aus einem 50.000-Euro-Werkstück plötzlich moderne Kunst machen.

Beispiel eines echten NC-Codes

G21
G90
M06 T1
M03 S3000
G00 X0 Y0
G01 Z-5 F200
G01 X50
M05
M30

Sieht aus wie ein WLAN-Passwort aus der Hölle. Bedeutet aber:

Zeile Bedeutung
G21 Arbeite in Millimeter - also metrisch, nicht zoll
G90 Absolutmaße verwenden
M06 T1 Werkzeug 1 einwechseln
M03 S3000 Spindel starten mit 3000 U/min
G00 X0 Y0 Schnell zu Position fahren
G01 Z-5 F200 Werkzeug langsam eintauchen
G01 X50 Gerade fräsen
M05 Spindel stoppen
M30 Programmende

Was sind G-Codes?

G = Geometrie/Fahrbefehle

Damit sagt man:

  • wohin gefahren wird
  • wie gefahren wird

Beispiele:

G-Code Bedeutung
G00 Schnellfahrt
G01 Gerade fräsen
G02 Kreis rechts
G03 Kreis links

Was sind M-Codes?

M = Maschinenfunktionen

Damit steuert man die Maschine selbst.

Beispiele:

M-Code Bedeutung
M03 Spindel EIN
M05 Spindel AUS
M08 Kühlung EIN
M30 Programmende

Warum braucht man NC-Code überhaupt?

Weil moderne Teile absurd präzise sind.

Beispiel:

  • Motorenteile
  • Implantate
  • Flugzeugteile
  • Formenbau
  • Zahnräder

Da reichen schon:

  • 0,02 mm Fehler
  • falscher Vorschub
  • falsches Werkzeug

…und das Teil ist Ausschuss.

Menschen können sowas oft nicht dauerhaft manuell schaffen. Maschinen schon. Wenn man sie korrekt programmiert. Der schwierige Teil ist also nicht die Maschine. Sondern der Mensch davor. Wie fast überall - du kennst es ja - der Fehler steht meist vor der Maschine.

Woher kommt der NC-Code?

Früher:

  • von Hand geschrieben - direkte Eingabe, Zeile für Zeile - direkt an der Maschine.

Heute meistens:

  • CAD/CAM-Software erzeugt ihn automatisch:

    CAD (Computer Aided Design) - also ein computergestütztes Zeichenprogramm für technische Zeichnungen - mit dem erstellst du dein Modell - ein 3D-Volumenmodell.
    Zum Beispiel Autocad, Catia, Fusion 360, Siemens NX, Creo .... je nach Geldbeutel.
    • Hier noch ein TIPP: Fusion 360 - ist ein super CAD-Programm auch sehr gut für Einsteiger geeignet mit vielen Funktionen und sehr hochwertig. Ist für Schüler/Studenten meist kostenlos. Und enthält ein Fertigungsmodul (CAM-Teil) für Fräsen, Drehen aber auch zum 3D-Drucken, Plasmaschneiden, Lasergravieren.
      Aber dazu mehr in einem separaten Artikel ... 

CAM bedeutet Computer Aided Manufacturing.
Also Software, die aus einem digitalen Bauteil automatisch Maschinenprogramme für CNC-Maschinen erzeugt.

Du zeichnest zuerst ein Teil in CAD, zum Beispiel eine Platte mit Bohrungen.
Die CAM-Software berechnet dann:

    • welche Werkzeuge benutzt werden
    • wie die Fräse fahren muss
    • welche Drehzahlen und Vorschübe nötig sind
    • und erzeugt daraus den NC-Code.

Kurz gesagt:

CAD = Teil zeichnen
CAM = Herstellung berechnen
CNC = Teil fertigen

Viele komplexe NC-Programme (zum Beispiel 5-Achs-Fräsoperationen von Freiformflächen) lassen sich ohne CAM kaum oder gar nicht programmieren.

 Ablauf:

CAD-Modell → CAM-Software → NC-Code → CNC-Maschine

Beispiel:

  • Du zeichnest ein Bauteil in Fusion 360, SolidWorks oder Siemens NX
  • CAM berechnet Werkzeugwege
  • daraus entsteht NC-Code
  • Maschine arbeitet ihn ab

Unterschied zwischen CNC-Steuerungen

Fanuc, Siemens, Heidenhain usw. sprechen alle eine Art „Dialekt“.

Wie:

  • Deutsch
  • Österreichisch
  • Schweizerdeutsch

Grundidee gleich.
Details unterschiedlich.

Deshalb läuft ein Programm nicht immer 1:1 auf jeder Maschine.

Kurzfassung

NC-Code ist:

die Befehlssprache für computergesteuerte Werkzeugmaschinen.

Damit sagt man:

  • wo sich die Maschine bewegen soll
  • wie schnell
  • mit welchem Werkzeug
  • in welcher Reihenfolge