Werkstückkoordinatensysteme G54–G59: wie dasselbe Programm an anderer Stelle zerspant
Erklärt an einem Beispiel den Zusammenhang zwischen Maschinen- und Werkstückkoordinaten, was die Wahl eines Werkstückkoordinatensystems G54–G59 bedeutet, wie man dasselbe Programm auf mehreren Schraubstöcken wiederholt und welche Unfälle durch eine falsch gewählte Nullpunktverschiebung entstehen.
Maschinennullpunkt und Werkstücknullpunkt sind verschieden
Nach dem Einschalten und Referenzpunktfahren kennt ein Bearbeitungszentrum den Bezugspunkt jeder Achse. Das ist das Maschinenkoordinatensystem. Das Werkstück liegt aber nach jedem Spannen im Schraubstock oder in der Vorrichtung an einer anderen Stelle relativ zum Maschinennullpunkt. Würde man Zeichnungsmaße im Programm in Maschinenkoordinaten umrechnen, müsste man bei jedem Umspannen alle Koordinaten ändern.
Deshalb sucht der Bediener den Bezugspunkt des Werkstücks (zum Beispiel die Oberseite der vorderen linken Ecke) und speichert dessen Maschinenkoordinaten im Bild der Nullpunktverschiebungen. X0. Y0. im Programm bedeutet dann diese gespeicherte Position, und das Programm kann mit den Zeichnungsmaßen geschrieben werden.
Werkstückkoordinatensystem mit G54–G59 wählen
Standardmäßig stehen sechs Werkstückkoordinatensysteme von G54 bis G59 zur Verfügung, je nach Option auch erweiterte Plätze wie G54.1 P1 bis P48 (oder mehr). Wird im Programm G55 programmiert, werden ab diesem Moment alle Absolutkoordinaten bezogen auf den im G55-Platz gespeicherten Nullpunkt interpretiert.
| Code | Aufgabe | Beispiel |
|---|---|---|
G54 | Werkstückkoordinatensystem 1 (beim Einschalten oft voreingestellt) | Erster Schraubstock |
G55–G59 | Werkstückkoordinatensysteme 2–6 | Zweiter Schraubstock, andere Seite einer Drehvorrichtung |
G54.1 Pn | Erweiterte Werkstückkoordinatensysteme | Paletten mit mehreren Werkstücken |
G53 | Nur in diesem Satz in Maschinenkoordinaten fahren (satzweise wirksam) | Fahrt zur Werkzeugwechselposition |
Beispiel: dieselbe Nut auf zwei Schraubstöcken
Das Programm unten fräst am G54-Nullpunkt eine 20 mm lange Nut, wechselt dann auf G55 und fräst die Nut mit denselben Koordinaten erneut. An der Maschine ist im G55-Platz der Nullpunkt des zweiten Schraubstocks gespeichert, also fährt das Werkzeug zum benachbarten Schraubstock und bearbeitet dort dieselbe Form.
Dieselbe Nut je einmal im G54- und im G55-Schraubstock fräsen
O3003
T1 M6
G21 G90 G17 G40 G94
G54
S3000 M03
G00 X0. Y0. Z20.
G01 Z-1. F100
X20. F300
G00 Z20.
G55
G00 X0. Y0.
G01 Z-1. F100
X20. F300
G00 Z50.
M30Die Abbildung oben zeigt das Ergebnis dieses Programms in CNC Path Analyzer (Eilgang 4 Segmente, Linearvorschub 4 Segmente).
Warum die beiden Nuten in der Zeichnung übereinanderliegen
In der Wegzeichnung liegen die beiden Nuten deckungsgleich an derselben Stelle. Das zeigt gut, worum es bei Werkstückkoordinatensystemen geht. Nur nach dem Programm verwenden beide Bearbeitungen genau dieselben Koordinaten; wo tatsächlich zerspant wird, entscheiden die in der Maschine gespeicherten Verschiebungswerte. Wegprüfwerkzeuge einschließlich CNC Path Analyzer kennen diese Werte nicht und zeichnen deshalb die Programmkoordinaten unverändert.
Umgekehrt gilt: Selbst wenn die Zeichnung perfekt ist, zerspant die Maschine an der falschen Stelle, wenn G54 und G55 vertauscht sind oder ein Verschiebungsplatz einen falschen Wert enthält. Verschiebungsunfälle lassen sich durch Programmprüfung allein nicht erkennen; dazu muss man vor der Bearbeitung das Verschiebungsbild prüfen und die erste Position im Probelauf anfahren.
Häufige Verschiebungsunfälle in der Werkstatt
- Fehlende Koordinatensystemangabe: G54 steht nicht im Programm, daher läuft es im G55-Zustand, den das vorherige Programm hinterlassen hat.
- Z-Verschiebung doppelt wirksam: Dieselbe Höhe steht sowohl in der Werkzeuglängenkorrektur (
G43 H_) als auch in der Z-Nullpunktverschiebung, sodass Z doppelt versetzt wird. - Falscher Messbezug: Vereinbart war die Werkstückmitte als Nullpunkt, eingetragen wurde aber ein Eckenwert. Grundsätzlich gehört die Lage des Zeichnungsnullpunkts auf das Arbeitsblatt.
- Restwert in der externen Gesamtverschiebung (EXT oder Platz 00): Im externen Verschiebungsplatz, der zu allen Koordinatensystemen addiert wird, steht noch ein Wert aus einem früheren Auftrag.
Beispielablauf zum Antasten des Nullpunkts
- Ermitteln Sie mit einem Messtaster oder Kantentaster die Lage der X- und Y-Bezugsflächen des Werkstücks. Beim Kantentaster muss der Tasterradius zum Messwert addiert oder davon subtrahiert werden.
- Tragen Sie diese Maschinenkoordinaten in X und Y des entsprechenden Verschiebungsplatzes ein.
- Z wird passend zur Methode der Werkzeuglängenkorrektur eingetragen. Wurden die Werkzeuglängen vom Maschinentisch aus gemessen, gehört die Höhe der Werkstückoberseite in die Z-Verschiebung; wurden sie von der Werkstückoberseite aus gemessen, bleibt die Z-Verschiebung 0.
- Führen Sie im MDI etwa
G54 G00 X0. Y0.aus und prüfen Sie mit dem Auge, ob das Werkzeug über den Bezugspunkt fährt.
Häufig gestellte Fragen
Wie unterscheiden sich G92 und G54?
G92 verschiebt das Koordinatensystem, indem es festlegt: „Die aktuelle Werkzeugposition ist diese Koordinate.“ Das Ergebnis hängt davon ab, wo der Befehl ausgeführt wird, und sorgt beim Wiederanlauf für viel Verwirrung; an heutigen Bearbeitungszentren ist daher G54–G59 Standard. An der Drehmaschine übernimmt G50 eine ähnliche Rolle, teilt die Nummer aber mit der Drehzahlbegrenzung, sodass man den Zusammenhang lesen muss.