Der G83-Tieflochbohrzyklus: Q-Zustellung, R-Punkt und G98/G99-Rückzugsebene verstehen
Erklärt den G83-Tieflochbohrzyklus von Bearbeitungszentren an einem Beispiel mit drei Bohrungen: Q-Zustellung und Spanabfuhr, der Unterschied zwischen R-Punkt und Ausgangspunkt, die Wahl zwischen G98 und G99, der Unterschied zu G73 und die abweichende Bedeutung von R bei G83 an der Drehmaschine.
Warum Bohrer in tiefen Bohrungen brechen
Je tiefer ein Bohrer eindringt, desto weiter müssen die Späne durch die engen Spannuten nach oben. Übersteigt die Bohrtiefe etwa das Dreifache des Bohrerdurchmessers, stauen sich die Späne in den Nuten, und das Kühlmittel erreicht die Spitze kaum noch. Klemmen die gestauten Späne den Bohrer, steigt das Drehmoment schlagartig, und der Bohrer bricht.
Beim Tieflochbohren mit Entspänen wird ein Stück gebohrt, aus der Bohrung herausgefahren, um die Späne abzuschütteln, und wieder eingefahren – immer wieder. G83 ist der Bearbeitungszyklus, der diese Wiederholung in einem Satz abwickelt.
Satzaufbau
| Adresse | Bedeutung | Beispielwert |
|---|---|---|
X Y | Bohrposition | X10 Y10, X30, X50 |
Z | Tiefe des Bohrungsgrunds | Z-25 |
R | R-Punkt: Höhe, an der vom Eilgang in den Schnittvorschub gewechselt wird | R3 (3 mm über der Werkstückoberfläche) |
Q | Zustellung je Hub (inkremental, immer positiv) | Q5 |
F | Schnittvorschub | F120 mm/min |
G98/G99 | Höhe, auf die nach jeder Bohrung zurückgefahren wird | Siehe Erklärung unten |
Ablauf beim Bohren eines Lochs
- Eilgang von der aktuellen Höhe (Ausgangspunkt, im Beispiel Z30) hinunter zum R-Punkt Z3.
- Mit Schnittvorschub um Q (5 mm) einbohren.
- Im Eilgang vollständig zum R-Punkt zurück, um die Späne abzuführen.
- Im Eilgang wieder bis knapp über die vorige Tiefe (ein per Steuerungsparameter festgelegter Abstand d) hinunter.
- Erneut um Q bohren. Die Schritte 3–5 wiederholen, bis der Grund Z-25 erreicht ist.
- Mit G98 zum Ausgangspunkt, mit G99 zum R-Punkt zurück.
Beispiel mit drei Bohrungen
Bearbeitungszyklen sind modal; nach einem G83 genügen Koordinaten, und es werden weitere Bohrungen mit denselben Bedingungen gebohrt. In der Zeichnung ist die sägezahnartige Auf- und Abbewegung an jeder Bohrung das Entspänen, und man sieht, dass das Werkzeug nur nach der letzten Bohrung hoch fährt.
Drei 25 mm tiefe Bohrungen mit Q5 entspänend bohren, nur nach der letzten Bohrung zum Ausgangspunkt zurück
O2007
T5 M6
G21 G90 G17 G94
G54
S1200 M03
G00 X10. Y10. Z30.
G43 H5 Z30.
G99 G83 X10. Y10. Z-25. R3. Q5. F120
X30.
G98 X50.
G80
G00 Z100.
M30Die Abbildung oben zeigt das Ergebnis dieses Programms in CNC Path Analyzer (Eilgang 40 Segmente, Linearvorschub 18 Segmente).
G98 oder G99 wählen
G99 (Rückzug auf den R-Punkt) verkürzt die Wege zwischen den Bohrungen und damit die Zykluszeit. Man verwendet es, wenn zwischen den Bohrungen keine Hindernisse wie Spannpratzen, Absätze oder Bunde liegen. G98 (Rückzug auf den Ausgangspunkt) fährt auf die Höhe zurück, auf der der Zyklus begann, und ist daher sicher, wenn auf dem Weg zur nächsten Bohrung ein hohes Hindernis liegt.
Das Beispiel bohrt die ersten beiden Bohrungen schnell mit G99 und wechselt bei der letzten auf G98, um vor dem Zyklusende auf den Ausgangspunkt Z30 zu fahren. In der Praxis werden G98/G99 je nach Bohrbild und Vorrichtung oft Bohrung für Bohrung gemischt.
Der Unterschied zu G73
G73 ist Hochgeschwindigkeits-Tieflochbohren: Statt jedes Mal zum R-Punkt zurückzufahren, hebt es nur ein kurzes Stück ab, um den Span zu brechen. Der kurze Weg macht es schnell, aber die Späne verlassen die Bohrung nicht vollständig. Für relativ flache Bohrungen in gut spanbrechenden Werkstoffen ist G73 die Standardwahl, für tiefe Bohrungen oder Werkstoffe mit langen Spänen G83.
Spitzenwinkel und Abschätzung der Zykluszeit
Z-25. ist die Tiefe der Bohrerspitze. Ein Standardbohrer hat einen Spitzenwinkel von 118°; soll der volle Durchmesser bis 25 mm reichen, muss man um die Länge der Spitze tiefer bohren. Die Spitzenlänge beträgt etwa Durchmesser × 0.3, bei einem Ø8-Bohrer also rund 2.4 mm, programmiert wird etwa Z-27.4. Das ist besonders wichtig, um in Sacklöchern die Gewindetiefe sicherzustellen.
Auch die Zykluszeit lässt sich abschätzen. Die 28 mm von R3 bis Z-25 mit F120 dauern 14 Sekunden reine Schnittzeit. Mit Q5 fährt das Werkzeug je Bohrung fünf- bis sechsmal zum R-Punkt und zurück; diese Eilgangwege kommen hinzu und werden mit der Tiefe länger. Drei Bohrungen brauchen allein rund 42 Sekunden Schnittzeit; ist die Spanabfuhr unproblematisch, lässt sich schon durch ein größeres Q oder den Wechsel auf G73 Zeit sparen.
Vorsicht bei G83 an der Drehmaschine
An der Drehmaschine verwendet G83 (Stirnseitenbohren) Adressen nicht unbedingt so wie am Bearbeitungszentrum. In manchen Formaten der FANUC-Drehfamilie wird R als inkrementaler Abstand vom Ausgangspunkt zum R-Punkt interpretiert, und Q akzeptiert mitunter keinen Dezimalpunkt. Derselbe Text kann je nach Maschinentyp und Steuerungsserie eine völlig andere Tiefe bedeuten.
Wegen dieses Unterschieds erfindet CNC Path Analyzer keinen Weg, solange die Bedeutung von R bei G83 an der Drehmaschine nicht feststeht, sondern fordert den Benutzer auf, die Interpretation zu bestätigen. Das zugehörige Verhalten beschreibt Fehlersuche beim Werkzeugweg.
Häufig gestellte Fragen
Was passiert, wenn ich G80 vergesse?
G80 ab.