CNC Machine Overview

Jede CNC-Maschine hat eine oder mehrere Achsen. Verschiedene Arten von CNC-Maschinen haben unterschiedliche Kombinationen. Eine "4-Achsen-Fräsmaschine" kann zum Beispiel XYZA- oder XYZB-Achsen haben. Eine Drehmaschine hat normalerweise XZ-Achsen. Eine Schaumstoffschneidemaschine kann XYUV-Achsen haben. In LinuxCNC, der Fall eines XYYZ "Gantry"-Maschine mit zwei Motoren für eine Achse ist besser durch Kinematik als durch eine zweite lineare Achse behandelt.

Die X-, Y- und Z-Achse erzeugen lineare Bewegungen in drei zueinander orthogonalen Richtungen.

Die Achsen U, V und W erzeugen eine lineare Bewegung in drei zueinander orthogonalen Richtungen. Normalerweise sind X und U parallel, Y und V parallel und Z und W parallel.

Die A-, B- und C-Achsen erzeugen eine Winkelbewegung (Rotation). Normalerweise dreht sich A um eine Linie parallel zu X, B um eine Linie parallel zu Y und C um eine Linie parallel zu Z.

Eine CNC-Maschine hat in der Regel eine Spindel, die ein Zerspanungswerkzeug, einen Messtaster oder im Falle einer Drehmaschine das Material hält. Die Spindel kann, muss aber nicht von der CNC-Software gesteuert werden. LinuxCNC bietet Unterstützung für bis zu 8 Spindeln, die individuell gesteuert werden können und gleichzeitig mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und in unterschiedlichen Richtungen laufen können.

Flutkühlmittel und Nebelkühlmittel können unabhängig voneinander eingeschaltet werden. Die Sprache RS274/NGC schaltet sie gemeinsam aus, siehe Abschnitt M7 M8 M9.

Eine CNC-Maschine kann über separate Vorschub- und Geschwindigkeitssteuerungen verfügen, mit denen der Bediener festlegen kann, dass der tatsächliche Vorschub oder die Spindeldrehzahl bei der Bearbeitung einen bestimmten Prozentsatz der programmierten Geschwindigkeit beträgt.

Eine CNC-Maschine kann einen Schalter zum Löschen von Blöcken haben. Siehe den Abschnitt Block-Lösch-Schalter (engl. block delete switch).

Eine CNC-Maschine kann mit einem optionalen Programmstoppschalter ausgestattet sein. Siehe den Abschnitt Optionaler Programmstopp.

Die X-, Y- und Z-Achse bilden ein standardmäßiges rechtshändiges Koordinatensystem mit orthogonalen linearen Achsen. Die Positionen der drei linearen Bewegungsmechanismen werden durch Koordinaten auf diesen Achsen ausgedrückt.

Die Achsen U, V und W bilden ebenfalls ein standardmäßiges rechtshändiges Koordinatensystem. X und U sind parallel, Y und V sind parallel, und Z und W sind parallel (wenn A, B und C auf Null gedreht werden).

Die Rotationsachsen werden in Grad als umschlungene lineare Achsen gemessen, bei denen die positive Drehrichtung vom positiven Ende der entsprechenden X-, Y- oder Z-Achse aus gesehen gegen den Uhrzeigersinn ist. Mit "umschlungener Linearachse" ist eine Achse gemeint, bei der die Winkelposition unbegrenzt zunimmt (gegen plus unendlich geht), wenn sich die Achse gegen den Uhrzeigersinn dreht, und unbegrenzt abnimmt (gegen minus unendlich geht), wenn sich die Achse im Uhrzeigersinn dreht. Umschlungene lineare Achsen werden unabhängig davon verwendet, ob es eine mechanische Begrenzung der Drehung gibt oder nicht.

Im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn ist vom Standpunkt des Werkstücks aus gesehen. Wenn das Werkstück an einem Drehtisch befestigt ist, der sich um eine Drehachse dreht, wird eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn aus Sicht des Werkstücks dadurch erreicht, dass der Drehtisch in eine Richtung gedreht wird, die (bei den meisten gängigen Maschinenkonfigurationen) aus Sicht einer neben der Maschine stehenden Person im Uhrzeigersinn aussieht. Fußnote:[Wenn die Anforderung der Parallelität verletzt wird, muss der Systemersteller angeben, wie zwischen Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn unterschieden wird.]

Der gesteuerte Punkt ist der Punkt, dessen Position und Bewegungsgeschwindigkeit gesteuert werden. Wenn der Werkzeuglängenversatz Null ist (der Standardwert), ist dies ein Punkt auf der Spindelachse (häufig als Messpunkt bezeichnet), der sich in einem festen Abstand hinter dem Ende der Spindel befindet, normalerweise nahe dem Ende eines passenden Werkzeughalters in die Spindel. Die Position des gesteuerten Punkts kann entlang der Spindelachse verschoben werden, indem ein positiver Betrag für den Werkzeuglängenversatz angegeben wird. Dieser Betrag ist normalerweise die Länge des verwendeten Schneidwerkzeugs, so dass der kontrollierte Punkt am Ende des Schneidwerkzeugs liegt. Auf einer Drehmaschine können Werkzeuglängen-Offsets für die X- und Z-Achse angegeben werden, und der kontrollierte Punkt befindet sich entweder an der Werkzeugspitze oder etwas außerhalb davon (wo die senkrechten, achsenausgerichteten Linien von der Vorderseite und Seite von berührt werden das Werkzeug schneiden).

Um ein Werkzeug entlang einer bestimmten Bahn zu bewegen, muss ein Bearbeitungszentrum häufig die Bewegung mehrerer Achsen koordinieren. Wir verwenden den Begriff "koordinierte lineare Bewegung", um die Situation zu beschreiben, in der sich nominell jede Achse mit konstanter Geschwindigkeit bewegt und sich alle Achsen gleichzeitig von ihren Startpositionen zu ihren Endpositionen bewegen. Wenn sich nur die X-, Y- und Z-Achse (oder eine oder zwei von ihnen) bewegen, führt dies zu einer geradlinigen Bewegung, daher das Wort "linear" in dem Begriff. Bei tatsächlichen Bewegungen ist es oft nicht möglich, eine konstante Geschwindigkeit beizubehalten, da am Anfang und/oder am Ende der Bewegung eine Beschleunigung oder Verzögerung erforderlich ist. Es ist jedoch möglich, die Achsen so zu steuern, dass jede Achse zu jedem Zeitpunkt den gleichen Teil ihrer erforderlichen Bewegung ausgeführt hat wie die anderen Achsen. Dadurch wird das Werkzeug auf demselben Weg bewegt, und wir nennen diese Art der Bewegung auch koordinierte lineare Bewegung.

Koordinierte lineare Bewegungen können entweder mit der vorherrschenden Vorschubgeschwindigkeit oder mit der Verfahrgeschwindigkeit ausgeführt werden oder sie können mit der Spindelrotation synchronisiert werden. Wenn die gewünschte Geschwindigkeit aufgrund physikalischer Grenzen der Achsengeschwindigkeit nicht erreicht werden kann, werden alle Achsen verlangsamt, um die gewünschte Bahn beizubehalten.

Die Geschwindigkeit, mit der sich der gesteuerte Punkt bewegt, ist nominell eine stetige Geschwindigkeit, die vom Benutzer eingestellt werden kann. Im Interpreter wird die Vorschubgeschwindigkeit wie folgt interpretiert (es sei denn, die Modi "inverser Zeitvorschub" oder "Vorschub pro Umdrehung" werden verwendet; in diesem Fall siehe Abschnitt G93-G94-G95-Mode).

Die Kühlung von Flut- oder Tröpfchen kann separat aktiviert werden. RS274 / NGC-Sprache stoppt sie zusammen. Siehe Abschnitt über Kühlsteuerung.

Ein Bearbeitungszentrum kann angewiesen werden, für eine bestimmte Zeit zu verweilen (d.h. alle Achsen unbeweglich zu halten). Die häufigste Anwendung des Verweilens ist das Brechen und Entfernen von Spänen, so dass sich die Spindel während des Verweilens normalerweise dreht. Unabhängig vom Bahnsteuerungsmodus (siehe Abschnitt Path Control) hält die Maschine genau am Ende der vorhergehenden programmierten Bewegung an, so als ob sie im exakten Bahnmodus wäre.

Die Einheiten für Abstände entlang der X-, Y- und Z-Achse können in Millimetern oder Zoll gemessen werden. Die Einheiten für alle anderen an der Maschinensteuerung beteiligten Größen können nicht geändert werden. Verschiedene Größen verwenden unterschiedliche spezifische Einheiten. Die Spindeldrehzahl wird in Umdrehungen pro Minute gemessen. Die Positionen der Rotationsachsen werden in Grad gemessen. Vorschubgeschwindigkeiten werden in aktuellen Längeneinheiten pro Minute oder Grad pro Minute oder Längeneinheiten pro Spindelumdrehung ausgedrückt, wie in Abschnitt G93 G94 G95 beschrieben.

Der kontrollierte Punkt befindet sich immer an einer Stelle, die als "aktuelle Position" bezeichnet wird, und der Controller weiß immer, wo sich diese befindet. Die dargestellte aktuelle Position muss angepasst werden, selbst wenn keine Achsenbewegung stattfindet, wenn eines von mehreren Ereignissen eintritt:

Es gibt immer eine ausgewählte Ebene, welche die XY-Ebene, die YZ-Ebene oder die XZ-Ebene des Bearbeitungszentrums sein muss. Die Z-Achse steht natürlich senkrecht auf der XY-Ebene, die X-Achse auf der YZ-Ebene und die Y-Achse auf der XZ-Ebene.

Jedem Steckplatz im Werkzeugkarussell wird ein oder null Werkzeuge zugewiesen.

Einem Bearbeitungszentrum kann der Befehl zum Werkzeugwechsel gegeben werden.

Die beiden Paletten können auf Befehl ausgetauscht werden.

Die Tasten für die Geschwindigkeits-Neufestsetzung können aktiviert (sie funktionieren normal) oder deaktiviert werden (sie haben keine Wirkung mehr). In der Sprache RS274/NGC gibt es einen Befehl, der alle Tasten aktiviert, und einen anderen, der sie deaktiviert. Siehe Sperrung und Aktivierung Geschwindigkeits-Korrektur. Siehe auch hier für weitere Details.

Das Bearbeitungszentrum kann in einen von drei Bahnsteuerungsmodi versetzt werden:

Siehe Abschnitte G61 und G64.

Der Interpreter interpretiert RS274/NGC-Befehle zur Aktivierung (M48) oder Deaktivierung (M49) des Vorschub- und Geschwindigkeitsüberbrückungsschalters. Für bestimmte Bewegungen, wie z.B. das Herausfahren aus dem Ende eines Gewindes während eines Einfädelzyklus, werden die Schalter automatisch deaktiviert.

LinuxCNC reagiert auf die Geschwindigkeit und Vorschub Neufestsetzungs (engl. override)-Einstellungen, wenn diese Schalter aktiviert sind.

Siehe den Abschnitt zu M48 M49 Neufestsetzungen für weitere Informationen.

Wenn der Schalter für das Löschen von Blöcken aktiviert ist, werden G-Code-Zeilen, die mit einem Schrägstrich (dem Blocklöschzeichen) beginnen, nicht interpretiert. Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, werden solche Zeilen interpretiert. Normalerweise sollte der Blocklöschschalter vor dem Start des NGC-Programms gesetzt werden.

Wenn dieser Schalter eingeschaltet ist und ein M1-Code auftritt, wird die Programmausführung angehalten.