G41/G42 Fräserradiuskorrektur: links und rechts unterscheiden, An- und Abwahlsätze schreiben
Erklärt an einem Rechteckkontur-Beispiel, wie man die Fräserradiuskorrektur G41 (links) und G42 (rechts) am Bearbeitungszentrum anhand der Bewegungsrichtung unterscheidet, D-Nummern und Korrekturwerte sowie Überschneiden und Alarme in An- und Abwahlsätzen.
Eine Funktion, um direkt nach Zeichnungsmaßen zu programmieren
Beim Konturfräsen mit einem Schaftfräser muss sich der Werkzeugmittelpunkt um den Werkzeugradius versetzt zur bearbeiteten Fläche bewegen. Um eine 60 mm breite Außenkontur mit einem Ø10-Fräser zu fräsen, muss der Mittelpunkt auf jeder Seite 5 mm weiter außen fahren, also eine 70 mm breite Bahn. Steckt diese Rechnung im Programm, müssen bei jeder Änderung des Werkzeugdurchmessers alle Koordinaten neu berechnet werden.
Mit der Fräserradiuskorrektur schreibt man die Konturkoordinaten der Zeichnung direkt ins Programm, und die Steuerung berechnet den Versatz um den Werkzeugradius in Echtzeit. Verschleißt das Werkzeug oder wird ein anderer Durchmesser eingesetzt, muss nur der Wert im Korrekturbild geändert werden.
Links und rechts beziehen sich auf die Bewegungsrichtung
G41 versetzt das Werkzeug so, dass es links von der Bewegungsrichtung steht, G42 rechts. Bezug ist nicht die Maschine oder die Zeichnung, sondern die Richtung, in die das Werkzeug fährt. Stellen Sie sich vor, Sie fahren Auto: Liegt die Bearbeitungsfläche vor dem rechten Seitenfenster, steht das Werkzeug links (G41); liegt sie vor dem linken, steht es rechts (G42).
Umfährt ein rechtsdrehender (M03) Schaftfräser eine Außenkontur im Uhrzeigersinn, steht das Werkzeug links der Kontur, also G41, und es wird im Gleichlauf gefräst. Umfährt es dieselbe Kontur gegen den Uhrzeigersinn, ergibt sich G42 und Gegenlauffräsen. Typische CNC-Bearbeitungszentren haben wenig Umkehrspiel, daher wird meist Gleichlauffräsen als Standard verwendet.
| Bearbeitungsort | Bewegungsrichtung | Korrektur | Frästechnik (M03) |
|---|---|---|---|
| Außen (Insel) | Im Uhrzeigersinn | G41 | Gleichlauffräsen |
| Außen (Insel) | Gegen den Uhrzeigersinn | G42 | Gegenlauffräsen |
| Innen (Taschenwand) | Gegen den Uhrzeigersinn | G41 | Gleichlauffräsen |
| Innen (Taschenwand) | Im Uhrzeigersinn | G42 | Gegenlauffräsen |
Beispielkontur
Der Weg unten ist ein Programm, das die Außenseite eines Rechtecks von (0,0) bis (60,40) im Uhrzeigersinn umfährt. Die Zeichnung zeigt die Konturkoordinaten genau so, wie sie im Programm stehen; den tatsächlichen, um den Korrekturwert D3 nach außen versetzten Werkzeugmittelpunktweg berechnet die Maschine aus dem Korrekturwert. Ein Visualisierungswerkzeug kennt die Werte der Korrekturtabelle der Maschine nicht.
Ein Konturweg, der die Außenseite eines 60×40-Rechtecks mit G41 D3 im Gleichlauf fräst
O3002
T3 M6
G21 G90 G17 G40 G94
G54
S4000 M03
G00 X-20. Y-20. Z50.
Z2.
G01 Z-3. F150
G41 D3 X0. Y-10. F400
Y40.
X60.
Y0.
X-10.
G40 X-20. Y-20.
G00 Z50.
M30Die Abbildung oben zeigt das Ergebnis dieses Programms in CNC Path Analyzer (Eilgang 3 Segmente, Linearvorschub 7 Segmente).
Der Anwahlsatz braucht eine Linearbewegung
Die Korrektur wirkt nicht im Moment des Einschaltens: Während der Bewegung des Satzes mit G41/G42 fährt das Werkzeug schräg auf die korrigierte Position. Dieser Satz heißt Anwahlsatz und sollte normalerweise eine lineare G00- oder G01-Bewegung sein. Viele Steuerungen geben einen Alarm aus, wenn die Korrektur in einem Kreissatz angewählt wird.
Die Anwahlbewegung muss länger sein als der Korrekturwert. Das Beispiel wählt die Korrektur während einer Bewegung von etwa 22 mm von (-20,-20) nach (0,-10) an, sodass das Werkzeug auf der Verlängerung unterhalb des Konturanfangs (0,0) steht, bevor es mit Y40. die erste Seite fräst. Wird die Korrektur direkt auf der Kontur angewählt, kann es während der Versatzbewegung zum Überschneiden in die Bearbeitungsfläche kommen.
Der Abwahlsatz und die letzte Seite
Auch G40 wird zusammen mit einer Bewegung geschrieben, damit die Korrektur abgebaut wird, während das Werkzeug die Kontur verlässt. Das Beispiel verlängert die letzte Seite über die Kontur hinaus bis X-10. und wählt dann beim Wegfahren mit G40 X-20. Y-20. ab. Wird direkt am Konturende abgewählt, kann die schräge Abwahlbewegung die Ecke anschneiden.
D-Nummern und Korrekturwerte
D3 bedeutet, den in Zeile 3 des Werkzeugkorrekturbilds gespeicherten Wert zu verwenden. Meist nimmt man dieselbe Nummer wie die Werkzeugnummer, zwingend ist das aber nicht. Als Korrekturwert steht normalerweise der Werkzeugradius, und Messergebnisse werden in der Verschleißspalte eingetragen, um das Maß zu korrigieren. Ist die Außenkontur 0.02 mm größer als die Zeichnung (0.01 mm je Seite), wird der Radiusverschleiß um -0.01 angepasst.
Es gibt auch die Technik, bewusst einen größeren Korrekturwert als den Radius einzutragen, um ein Schlichtaufmaß stehen zu lassen. Mit D 5.3 für ein Ø10-Werkzeug schruppen, dann auf 5.0 ändern und dasselbe Programm erneut ausführen – so wird das Aufmaß von 0.3 mm im Schlichtgang entfernt.
Prüfstellen bei einem Korrekturalarm
| Symptom | Häufige Ursache |
|---|---|
| Alarm bei Anwahl der Korrektur | G41/G42 in einem Kreissatz angewählt oder Anwahlbewegung kürzer als der Korrekturwert |
| Überschneiden in Innenecken | Aufeinanderfolgende Sätze ohne Bewegung während der Korrektur oder Innenbogenradius kleiner als der Werkzeugradius |
| Maß nur auf einer Seite falsch | G41/G42 entgegen der Bewegungsrichtung oder falsche D-Nummer |
| Ecke nach der Abwahl beschädigt | G40 direkt am Konturende ohne Verlängerungsbewegung |