Die CNC-Bearbeitung ist ein faszinierender und anspruchsvoller Bereich. Gerade für Einsteiger kann die Programmierung komplexer Konturen eine echte Herausforderung darstellen. Insbesondere die Verwendung des Zyklus G71 auf einer Fanuc 21 Steuerung zur Bearbeitung von Konturen mit Winkeln kann zunächst verwirrend wirken. Aber keine Sorge! Dieser Artikel führt Sie Schritt für Schritt durch den Prozess, erklärt die Grundlagen und bietet praktische Tipps, damit Sie diese Herausforderung meistern.
Was ist der G71-Zyklus?
Der G71-Zyklus ist ein Zerspanungszyklus zum Längsdrehen. Er wird verwendet, um Material von einem Werkstück durch wiederholtes Schlichten zu entfernen, bis die gewünschte Form erreicht ist. Er ist besonders nützlich für komplexe Konturen, da er die Programmierung vereinfacht und die Anzahl der benötigten Programmzeilen reduziert. Statt jede einzelne Bewegung des Werkzeugs manuell zu programmieren, beschreiben Sie lediglich die Endkontur und der G71-Zyklus erledigt den Rest.
Die Fanuc 21 Steuerung verstehen
Die Fanuc 21 Steuerung ist eine weit verbreitete CNC-Steuerung, bekannt für ihre Zuverlässigkeit und Vielseitigkeit. Sie bietet eine breite Palette von Funktionen und Zyklen, einschließlich des G71-Zyklus. Um den G71-Zyklus effektiv nutzen zu können, ist es wichtig, die grundlegende Struktur der Steuerung und die Bedeutung der einzelnen Parameter zu verstehen. Die Parameterprogrammierung ist dabei essentiell.
Die Herausforderung: Winkel in der Kontur
Das eigentliche Problem bei der Programmierung von Konturen mit dem G71-Zyklus und Winkeln liegt darin, dass der Zyklus intern davon ausgeht, dass die Kontur aus geraden Linien und Bögen besteht, die parallel zur X- und Z-Achse verlaufen. Wenn die Kontur jedoch Winkel aufweist, die nicht parallel zu diesen Achsen verlaufen, muss man sich etwas genauer mit der Programmierung beschäftigen, um sicherzustellen, dass das Werkzeug dem gewünschten Pfad folgt.
Die Lösung: Detaillierte Schritt-für-Schritt-Anleitung
Hier ist eine detaillierte Anleitung, wie Sie eine Kontur mit Winkeln unter Verwendung des G71-Zyklus auf einer Fanuc 21 Steuerung programmieren:
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Bestimmen Sie die Endkontur: Der erste Schritt besteht darin, die gewünschte Endkontur genau zu definieren. Dies beinhaltet die Identifizierung aller Eckpunkte, Winkel und Radien. Erstellen Sie am besten eine Zeichnung oder ein CAD-Modell der Kontur.
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Teilen Sie die Kontur in Segmente auf: Wenn die Kontur komplexe Winkel oder Kurven aufweist, teilen Sie sie in kleinere, handlichere Segmente auf. Jedes Segment sollte entweder eine gerade Linie, ein Bogen oder eine Kombination aus beiden sein.
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Berechnen Sie die Koordinaten der Eckpunkte: Für jedes Segment benötigen Sie die genauen X- und Z-Koordinaten der Eckpunkte. Nutzen Sie Trigonometrie, Geometrie und Ihr CAD-Modell, um diese Koordinaten zu berechnen. Genauigkeit ist hier entscheidend!
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Erstellen Sie das Konturprogramm: Das Konturprogramm ist ein separates Programm, das die Form der Endkontur beschreibt. Es wird innerhalb des G71-Zyklus aufgerufen. Die Syntax des Konturprogramms ist wie folgt:
N10 G01 X... Z... F... ;Segment 1 N20 G01 X... Z... F... ;Segment 2 N30 G02 X... Z... I... K... F... ;Kreisbogen (optional) N40 G03 X... Z... I... K... F... ;Kreisbogen (optional) ... N99 M99 ;Ende des KonturprogrammsAchten Sie darauf, dass die G01-Befehle für lineare Bewegungen verwendet werden, während G02 und G03 für Kreisbögen im bzw. gegen den Uhrzeigersinn verwendet werden. Die Parameter I und K definieren den Mittelpunkt des Bogens relativ zum Startpunkt.
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Programmieren Sie den G71-Zyklus: Der G71-Zyklus wird verwendet, um das Material bis zur Endkontur abzutragen. Die Syntax des G71-Zyklus auf einer Fanuc 21 Steuerung lautet typischerweise:
G71 U(Δd) R(e) G71 P(ns) Q(nf) U(Δu) W(Δw) F(f) S(s) T(t)Die Parameter bedeuten:
- U(Δd): Zustellungstiefe im Durchmesser (Radius bei Radiusprogrammierung).
- R(e): Anzahl der Schlichtdurchgänge.
- P(ns): Startsequenznummer des Konturprogramms.
- Q(nf): Endsequenznummer des Konturprogramms.
- U(Δu): Aufmaß im X-Richtung für den Schlichtdurchgang.
- W(Δw): Aufmaß im Z-Richtung für den Schlichtdurchgang.
- F(f): Vorschubgeschwindigkeit.
- S(s): Spindeldrehzahl.
- T(t): Werkzeugnummer und Korrektur (optional).
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Fügen Sie Sicherheitsbewegungen hinzu: Vor und nach dem G71-Zyklus sollten Sie Sicherheitsbewegungen hinzufügen, um sicherzustellen, dass das Werkzeug nicht mit dem Werkstück kollidiert. Verwenden Sie G00 für Eilgangbewegungen.
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Simulation und Test: Bevor Sie das Programm auf einer realen Maschine ausführen, ist es unbedingt erforderlich, es in einer CNC-Simulationssoftware zu testen. Dadurch können Sie Fehler erkennen und beheben, bevor sie zu kostspieligen Schäden führen. Fahren Sie den ersten Durchgang sehr langsam und beobachten Sie den Werkzeugweg genau!
Beispielprogramm (vereinfacht)
Hier ist ein vereinfachtes Beispielprogramm, das eine Kontur mit einem Winkel unter Verwendung des G71-Zyklus darstellt:
O0001 ;Hauptprogramm N10 G28 U0 W0 ;Referenzpunkt anfahren N20 T0101 ;Werkzeug 1, Korrektur 1 N30 G97 S1000 M03 ;Spindeldrehzahl 1000 U/min, Spindel im Uhrzeigersinn N40 G00 X100 Z10 ;Positionieren vor dem Zyklus N50 G71 U1 R1 ;Zustellung 1mm, 1 Schlichtdurchgang N60 G71 P100 Q130 U0.2 W0.1 F0.2 S1000 ;Zyklusaufruf N70 G00 X200 Z200 ;Sicherheitsbewegung N80 M30 ;Programmende N100 G01 X50 Z0 F0.2 ;Konturprogramm Start N110 G01 X80 Z-20 F0.2 ;Kontur mit Winkel N120 G01 X80 Z-50 F0.2 N130 M99 ;Konturprogramm Ende
Wichtig: Dieses Beispiel ist sehr vereinfacht. Die tatsächliche Programmierung hängt von der Komplexität der Kontur und den spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung ab.
Tipps und Tricks für eine erfolgreiche Programmierung
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Verwenden Sie eine CAD/CAM-Software: Für komplexe Konturen ist die Verwendung einer CAD/CAM-Software sehr empfehlenswert. Diese Software kann die Kontur automatisch generieren und das CNC-Programm erstellen.
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Achten Sie auf die Werkzeugauswahl: Die Auswahl des richtigen Werkzeugs ist entscheidend für eine erfolgreiche Bearbeitung. Berücksichtigen Sie die Geometrie der Kontur, das Material des Werkstücks und die gewünschte Oberflächengüte.
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Optimieren Sie die Schnittparameter: Experimentieren Sie mit verschiedenen Schnittparametern wie Vorschubgeschwindigkeit, Spindeldrehzahl und Zustellung, um die optimale Leistung zu erzielen.
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Dokumentieren Sie Ihre Programme: Eine gute Dokumentation ist unerlässlich, um Ihre Programme zu verstehen, zu warten und zu verbessern. Kommentieren Sie Ihren Code ausführlich.
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Bleiben Sie am Ball: Die CNC-Bearbeitung ist ein sich ständig weiterentwickelndes Feld. Bleiben Sie auf dem Laufenden über neue Technologien, Techniken und Software.
Fazit
Die Programmierung von Konturen mit Winkeln unter Verwendung des G71-Zyklus auf einer Fanuc 21 Steuerung mag zunächst einschüchternd wirken, ist aber mit dem richtigen Verständnis und der richtigen Herangehensweise durchaus machbar. Indem Sie die in diesem Artikel beschriebenen Schritte befolgen, die Tipps und Tricks anwenden und kontinuierlich üben, werden Sie bald in der Lage sein, komplexe Konturen präzise und effizient zu bearbeiten. Die CNC-Technik bietet enorme Möglichkeiten zur Fertigung komplexer Bauteile, und die Beherrschung des G71-Zyklus ist ein wichtiger Schritt auf diesem Weg. Viel Erfolg!