CNC-Maschinenkoordinatensysteme erklärt: Rechte-Hand-Regel, MCS, WCS und Werkzeugkorrekturen

Bevor Sie sich mit Koordinatensystemen befassen, sollten Sie zunächst unseren Leitfaden darüber lesen, was eine CNC-Maschine ist und wie sich die CNC-Technologie entwickelt hat.

Das Koordinatensystem einer CNC-Maschine definiert, wie die Maschine die Position des Schneidwerkzeugs, des Werkstücks und des Bearbeitungsursprungs bestimmt. Ohne korrekt festgelegte Koordinatenreferenzen kann eine CNC-Maschine programmierte Maße nicht präzise in tatsächliche Achsenbewegungen umsetzen.

Eine CNC-Maschine kann sich nur dann präzise bewegen, wenn sie drei Dinge weiß:

1. Wo sich die Maschine innerhalb ihres Fahrbereichs befindet
2. Wo das Werkstück auf dem Maschinentisch positioniert ist
3. Wo sich der Schneidpunkt des ausgewählten Werkzeugs befindet

Diese Positionen werden durch Koordinatenreferenzen und Kompensationswerte definiert.

Für CNC-Bediener, Programmierer und Fertigungsingenieure ist das Verständnis des Maschinenkoordinatensystems, des Werkstückkoordinatensystems und der Werkzeugreferenz unerlässlich. Falsche Achsenrichtungen, Werkstückversätze oder Werkzeugkompensationswerte können Maßfehler, Werkzeugkollisionen und beschädigte Werkstücke verursachen.

Dieser Artikel erläutert die Rechte-Hand-Regel, das Maschinenkoordinatensystem, das Werkstückkoordinatensystem, die Werkstücknullpunkte G54–G59 und die Werkzeugkompensation. Er zeigt außerdem, wie diese Konzepte bei der Herstellung von Druckgussformen und der CNC-Nachbearbeitung angewendet werden.

Was ist ein CNC-Maschinen-Koordinatensystem?

Ein CNC-Maschinenkoordinatensystem liefert die für präzise Maschinenbewegungen erforderliche Positionsreferenz. Es hilft der CNC-Steuerung, die Maschinenposition, den Werkstückursprung und den effektiven Schnittpunkt des gewählten Werkzeugs zu bestimmen.

Warum CNC-Maschinen Koordinatensysteme benötigen

Ein CNC-Bearbeitungsprogramm enthält Positionsbefehle.

Ein Programm kann beispielsweise die Maschine anweisen, sich zu folgender Position zu bewegen:

X50.000 Y25.000 Z-5.000

Diese Werte sind jedoch bedeutungslos, solange das CNC-System nicht weiß, wo sich die Nullpunkte der X-, Y- und Z-Achse befinden.

Die Maschine benötigt daher mehrere Referenzebenen:

• Ein fester Bezugspunkt für die Maschine selbst
• Eine programmierbare Referenz für das Werkstück
• Kompensationswerte für das tatsächliche Schneidwerkzeug

Diese Referenzen ermöglichen die Verwendung desselben CNC-Programms auch dann, wenn:

• Das Werkstück ist an einer anderen Position montiert.
• Ein Einrichtungsgegenstand wird verschoben
• Ein anderes Schneidwerkzeug wird geladen.
• Mehrere Werkstücke sind auf demselben Maschinentisch montiert.
• Unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge verwenden unterschiedliche Bezugspunkte

Ohne korrekt definierte Koordinatenreferenzen kann die CNC-Steuerung die programmierten Abmessungen nicht in tatsächliche Maschinenbewegungen umrechnen.

Die Rechte-Hand-Regel für CNC-Maschinen

CNC-Maschinen verwenden normalerweise ein rechtshändiges kartesisches Koordinatensystem.

Die Rechte-Hand-Regel bietet eine Standardmethode zur Bestimmung der positiven Richtungen der X-, Y- und Z-Achse.

Um die Regel zu veranschaulichen:

• Richten Sie den rechten Daumen in positive X-Richtung aus.
• Richten Sie den rechten Zeigefinger in positive Y-Richtung.
• Richten Sie den rechten Mittelfinger in positive Z-Richtung.

Die drei Finger sollten senkrecht zueinander stehen.

Diese Methode hilft Programmierern und Bedienern, die Beziehung zwischen den drei linearen Achsen zu verstehen.

Wie die X-, Y- und Z-Achse definiert werden

Obwohl CNC-Maschinen unterschiedliche physische Strukturen aufweisen, folgen ihre Koordinatenrichtungen standardisierten Prinzipien.

Z-Achse

Die Z-Achse verläuft normalerweise parallel zur Hauptspindelachse.

Die positive Z-Richtung vergrößert den Abstand zwischen Schneidwerkzeug und Werkstück.

Für ein vertikales Bearbeitungszentrum:

• Die Spindel ist vertikal
• Z+ bewegt das Werkzeug normalerweise vom Werkstück weg.
• Z− bewegt das Werkzeug in Richtung des Werkstücks

Eine einfache Eselsbrücke dafür ist:

Ein positives Z bedeutet eine Bewegung weg vom Werkstück.

Dies ist eine der wichtigsten Achsenrichtungsregeln bei der CNC-Bearbeitung.

X-Achse

Bei einem typischen vertikalen Bearbeitungszentrum, aus der Perspektive des Bedieners betrachtet:

• X+ befindet sich üblicherweise rechts.
• X− befindet sich üblicherweise links.

Die X-Achse verläuft normalerweise parallel zur horizontalen Hauptverfahrrichtung des Maschinentisches.

Y-Achse

Die Richtung der Y-Achse wird durch die Rechte-Hand-Regel bestimmt.

Auf einem gängigen vertikalen Bearbeitungszentrum:

• Y+ befindet sich normalerweise außerhalb des Bedieners.
• Y− ist normalerweise auf den Bediener gerichtet.

Typische Ausrichtungen eines vertikalen Bearbeitungszentrums

Achse	Typische positive Richtung
X+	Rechts
Y+	Außerhalb des Betriebsgeländes
Z+	Nach oben und vom Werkstück weg.

Die genaue physische Bewegung kann variieren, da manche Maschinen den Tisch, andere hingegen die Spindel oder die Säule bewegen. Die Achsenrichtungen einer CNC-Maschine werden anhand der Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück definiert.

Was ist das Maschinenkoordinatensystem?

Das Maschinenkoordinatensystem , üblicherweise als MCS abgekürzt , ist das grundlegende Koordinatenreferenzsystem der CNC-Maschine.

Sie wird vom Werkzeugmaschinenhersteller festgelegt und ist mit dem mechanischen Verfahrweg der Maschine verbunden.

Das Maschinenkoordinatensystem ist fest. Bediener und Programmierer verändern normalerweise nicht dessen Nullposition.

Maschinennullpunkt und Referenzposition

Es werden häufig zwei verwandte Begriffe verwendet:

• Maschine Null
• Maschinenreferenzposition

Manchmal befinden sie sich an der gleichen Position, aber technisch gesehen sind sie nicht immer identisch.

Die Referenzposition ist eine bekannte physikalische Position, die vom Steuerungssystem verwendet wird, um die Achsenpositionen der Maschine zu ermitteln oder zu bestätigen.

Maschinen, die mit inkrementeller Positionsrückmeldung arbeiten, benötigen üblicherweise nach dem Einschalten eine Rückkehr zur Referenzposition.

Moderne Maschinen, die mit Absolutwertgebern ausgestattet sind, behalten ihre Achsenpositionen nach dem Abschalten bei und benötigen daher nicht bei jedem Start einen herkömmlichen Referenzfahrtzyklus.

Wozu dient das Maschinenkoordinatensystem?

Das Maschinenkoordinatensystem bildet die Grundlage für:

• Achsenwegbegrenzungen
• Überhubschutz
• Werkzeugwechselpositionen
• Überprüfung der Abstände zwischen den Einrichtungsgegenständen
• Berechnungen zum Arbeitsausgleich
• Maschinenpositionsanzeige
• Sichere Maschinenbewegungen

Die auf der CNC-Steuerung angezeigte mechanische oder Maschinenposition basiert normalerweise auf dem Maschinenkoordinatensystem.

Einfacher Vergleich

Das Maschinenkoordinatensystem lässt sich mit dem globalen Stadtplan vergleichen.

Unabhängig vom Standort eines Gebäudes kann seine Position anhand desselben Stadtplans definiert werden.

Genauso verhält es sich mit jedem Werkstück, jeder Vorrichtung und jedem Schneidwerkzeug: Jedes Werkstück, jede Vorrichtung und jedes Schneidwerkzeug befindet sich letztendlich innerhalb des Maschinenkoordinatensystems.

Was ist das Arbeitskoordinatensystem?

Das Werkstückkoordinatensystem ( WKS ) ist ein Koordinatenbezugssystem, das gemäß der Werkstückzeichnung und den Bearbeitungsbezugspunkten festgelegt wird.

Anstatt jede Position relativ zum festen Nullpunkt der Maschine zu programmieren, definieren CNC-Programmierer einen geeigneten Nullpunkt auf dem Werkstück.

Gängige Werkstück-Nullpositionen sind:

• Die Mitte der Oberseite
• Eine Ecke des Rohmaterials
• Die Mitte einer Bohrung
• Der Mittelpunkt eines kreisförmigen Teils
• Ein bearbeitetes Positionierloch
• Ein Befestigungspunkt

Der gewählte Ursprung sollte nach Möglichkeit mit dem Konstruktionsbezugspunkt, der Bearbeitungsstrategie und der Prüfmethode übereinstimmen.

Warum ist ein Arbeitskoordinatensystem notwendig?

In der Bauteilzeichnung kann beispielsweise ein Loch mit einem Abstand von 50 mm vom linken Rand und 30 mm vom unteren Rand definiert sein.

Das CNC-Programm kann daher das Zeichnungsbezugssystem als Ursprung verwenden.

Die physikalische Position dieses Ursprungs innerhalb der CNC-Maschine hängt jedoch von Folgendem ab:

• Wo das Werkstück eingespannt ist
• Wie die Leuchte installiert wird
• Welche Maschinentischposition wird verwendet?
• Ob das Teil wieder eingebaut wurde
• Ob mehrere Teile zusammen bearbeitet werden

Der Bediener misst den tatsächlichen Werkstückursprung und speichert dessen Position als Werkstückversatz.

Das CNC-System wandelt dann die programmierten Werkstückkoordinaten in Maschinenkoordinaten um.

Was sind die Arbeitsausgleiche G54 bis G59?

Bei vielen CNC-Steuerungssystemen, einschließlich der weit verbreiteten FANUC-Systeme, sind G54 bis G59 Standard-Werkstückkoordinaten-Offsets.

Jeder Code stellt ein unabhängiges Arbeitskoordinatensystem dar.

Arbeitsausgleich	Typische Anwendung
G54	Erstes Werkstück oder erster Bearbeitungsbezugspunkt
G55	Zweites Werkstück oder zweites Bezugselement
G56	Drittes Werkstück oder dritter Bezugspunkt
G57	Zusätzliche Vorrichtung oder Bedienung
G58	Zusätzliche Vorrichtung oder Bedienung
G59	Zusätzliche Vorrichtung oder Bedienung

Eine Zeile wie diese:

G54

teilt der CNC-Steuerung mit, dass die folgenden programmierten Koordinaten relativ zum Werkstückursprung G54 interpretiert werden sollen.

Beispiel: Ein Werkstück

Wenn nur ein Bauteil auf dem Tisch installiert ist, kann das Programm G54 für den gesamten Bearbeitungsvorgang verwenden.

Beispiel: Mehrere Werkstücke

Angenommen, drei identische Aluminiumgehäuse sind an einer Leuchte montiert.

Der Betreiber kann Folgendes definieren:

• G54 für Werkstück 1
• G55 für Werkstück 2
• G56 für Werkstück 3

Das gleiche Bearbeitungs-Unterprogramm kann dann mit den drei verschiedenen Werkstücknullpunkten wiederholt werden.

Beispiel: Mehrere Bearbeitungsvorgänge

Ein Bauteil kann bei verschiedenen Arbeitsgängen unterschiedliche Bezugspunkte erfordern.

Beispielsweise:

• G54 für die Oberflächenbearbeitung
• G55 für Seitenbearbeitung
• G56 für ein Bezugsloch für eine Positionierbohrung

Die Verwendung separater Offsets hilft, die Einrichtung zu organisieren und unnötige Koordinatenberechnungen innerhalb des CNC-Programms zu reduzieren.

Erweiterte Arbeitszeitverlagerung

Einige CNC-Systeme unterstützen erweiterte Werkstücknullpunkte, wie zum Beispiel:

G54.1 P1
G54.1 P2
G54.1 P3

Die Anzahl der verfügbaren erweiterten Offsets hängt von der Maschinensteuerung und den installierten Optionen ab.

Diese zusätzlichen Offsets sind nützlich für:

• Mehrteilige Vorrichtungen
• Palettensysteme
• Automatisierte Produktionslinien
• Grabsteinarmaturen
• Flexible Fertigungssysteme

Werkzeugbezugspunkte und Werkzeugkompensation

Unterschiedliche Schneidwerkzeuge haben unterschiedliche Längen und Durchmesser.

Beispielsweise:

• Eine Planfräsmaschine kann relativ kurz sein
• Eine Tieflochbohrung kann wesentlich länger dauern
• Ein Kugelkopffräser hat eine andere Schnittgeometrie.
• Eine Reibahle kann einen kleineren Durchmesser als der programmierte Bohrlochverlauf haben.

Das CNC-System muss die genaue Beziehung zwischen der Spindelreferenzposition und dem effektiven Schnittpunkt des Werkzeugs kennen.

Diese Beziehung wird durch Werkzeugkorrekturen und Kompensationen gesteuert.

Werkzeuglängenkompensation

Die Werkzeuglängenkompensation ermöglicht es dem CNC-System, Unterschiede in der Werkzeuglänge auszugleichen.

Ein typischer Befehl lautet:

G43 H01

In diesem Befehl:

• G43 aktiviert die positive Werkzeuglängenkompensation.
• H01 ruft den im Register 01 gespeicherten Längenversatz auf.

Die tatsächliche Implementierung und die Vorzeichenkonvention können je nach Maschine, Steuerung, Messmethode und firmeninternen Programmierstandards variieren.

Warum die Werkzeuglängenkompensation wichtig ist

Ohne Werkzeuglängenkompensation müsste bei jedem Werkzeugwechsel das gesamte CNC-Programm entsprechend der neuen Werkzeuglänge neu geschrieben werden.

Bei korrekten Werkzeuglängenkorrekturen können verschiedene Werkzeuge das gleiche Werkstückbezugselement bearbeiten, ohne die programmierten Z-Koordinaten zu ändern.

Die Werkzeuglängenkompensation ist besonders wichtig für:

• Bohren
• Tapping
• Tieftaschenbearbeitung
• Formkavitätsbearbeitung
• Bearbeitungsvorgänge mit mehreren Werkzeugen
• Automatischer Werkzeugwechsel

Werkzeugradiuskompensation

Die Werkzeugradiuskompensation ermöglicht es der CNC-Steuerung, den Werkzeugmittelpunkt von der programmierten Bauteilkontur zu verschieben.

Zu den allgemeinen Befehlen gehören:

G41
G42
G40

Typischerweise:

• G41 wendet die Fräserkompensation auf eine Seite des programmierten Pfades an.
• G42 wendet eine Kompensation auf die gegenüberliegende Seite an.
• G40 deaktiviert die Schneidwerkzeugkompensation.

Die genaue Links- oder Rechts-Position muss anhand der Werkzeugbewegungsrichtung bestimmt werden.

Warum die Werkzeugradiuskompensation nützlich ist

Die Werkzeugradiuskompensation erleichtert Folgendes:

• Bauteilabmessungen anpassen
• Werkzeugverschleiß ausgleichen
• Verwenden Sie einen Werkzeugdurchmesser mit etwas anderem Durchmesser.
• Trennen Sie die Bauteilgeometrie von den Werkzeugzentrumsberechnungen.
• Optimieren Sie die Endmaße, ohne die gesamte Kontur neu zu zeichnen.

Die Ein- und Auslaufrichtung sowie die Kompensationsrichtung müssen jedoch korrekt programmiert werden. Eine unsachgemäße Verwendung kann zu Alarmen, Beschädigungen oder falschen Bauteilabmessungen führen.

Wie die Koordinatenreferenzen zusammenwirken

Die CNC-Steuerung kombiniert verschiedene Informationen, um die erforderliche Maschinenposition zu bestimmen.

Konzeptionell lässt sich der Prozess wie folgt darstellen:

Programmed position
+ work offset
+ tool compensation
= actual machine movement

Diese Formel ist eine vereinfachte Erklärung und keine universelle Reglerberechnungsformel.

Die vollständige Beziehung kann auch Folgendes umfassen:

• Lokale Koordinatenverschiebungen
• Befestigungsversatz
• Transformationen der Drehachse
• Fünf-Achsen-Kinematiktransformationen
• Werkzeugmittelpunktsteuerung
• Dynamische Arbeitsausgleiche
• Maschinenkalibrierungsparameter

Bei der Standard-Drei-Achs-Bearbeitung lässt sich der Hauptzusammenhang wie folgt verstehen:

Ebene 1: Maschinenkoordinatensystem

Dies ist der feste physikalische Bezugspunkt der Maschine.

Ebene 2: Arbeitskoordinatensystem

Mit G54, G55 oder einem anderen Offset wird festgelegt, wo sich der Werkstückursprung innerhalb des Maschinenkoordinatensystems befindet.

Ebene 3: Werkzeugkompensation

Werkzeuglänge und Radiuskorrektur definieren die Position des tatsächlichen Schnittpunkts relativ zur Spindel und zum programmierten Pfad.

Das CNC-System kombiniert diese Referenzwerte, um die Schneide korrekt auf dem Werkstück zu positionieren.

Warum sich der Maschinentisch in die entgegengesetzte Richtung bewegen kann

Eine häufige Ursache für Verwirrung ist, dass die tatsächliche Bewegung des Maschinentisches scheinbar der auf der Steuerung angezeigten Achsenrichtung entgegengesetzt ist.

Zum Beispiel bei einigen vertikalen Bearbeitungszentren:

• Der Bediener drückt X+
• Der Tisch bewegt sich physisch nach links.
• Das Werkzeug bewegt sich daher relativ zum Werkstück nach rechts.

Die CNC-Koordinatenrichtung basiert auf der Relativbewegung des Werkzeugs zum Werkstück und nicht nur darauf, auf welchem ​​Maschinenelement sich die Komponenten physisch bewegen.

Aus diesem Grund können sich zwei verschiedene Maschinen unterschiedlich bewegen, obwohl sie der gleichen Programmierkoordinatenkonvention folgen.

Sichere Betriebspraxis

Bei der Bedienung einer unbekannten Maschine:

• Verwenden Sie eine niedrige Vorschubgeschwindigkeit
• Wählen Sie eine kleine Jog-Schrittweite.
• Beobachten Sie die relative Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück.
• Bestätigen Sie die Achsenrichtung vor der schnellen Bewegung.
• Prüfen Sie den Freiraum, bevor Sie den automatischen Betrieb starten.

Dieses einfache Verfahren kann Kollisionen und Einrichtungsfehler verhindern.

CNC-Koordinatensysteme in der Druckgussformenfertigung

Die Koordinatensteuerung ist besonders wichtig bei der Herstellung von Druckgussformen.

Eine Druckgussform enthält viele Komponenten, die präzise aufeinander abgestimmt sein müssen, darunter:

• Kavitäteneinsätze
• Kerneinsätze
• Folien
• Lifter
• Auswerferstiftlöcher
• Kühlkanäle
• Führungssysteme
• Überlauftaschen
• Lüftungsschlitze
• Einstecktaschen
• Trennflächen

Das Werkstückkoordinatensystem muss mit den ausgewählten Bearbeitungs- und Montagebezugspunkten übereinstimmen.

Bearbeitung von Formhohlräumen und Kerneinsätzen

Bei der Hohlraum- und Kernbearbeitung wird der Werkstückursprung häufig wie folgt festgelegt:

• Die Mitte des Formeinsatzes
• Eine präzise Referenzecke
• Bodenbezugsflächen
• Löcher lokalisieren
• Die Mitte des Formbodens

Die Daten sollten nach Möglichkeit über alle Arbeitsgänge hinweg konsistent bleiben.

Eine stabile Koordinatenstrategie verbessert die Beziehung zwischen:

• Grobe Bearbeitung
• Wärmebehandlung
• Vorschlichten
• Konfektionierung
• Positionierung der EDM-Elektrode
• Drahtschneidvorgänge
• Werkzeugmontage
• Endkontrolle

Eine mangelhafte Bezugsplanung kann zu Fehlanpassungen der Kavität, falscher Positionierung der Einsätze oder Maßabweichungen nach mehreren Aufspannungen führen.

Bearbeitung von Schlitten und Einsatztaschen

Bei Schiebern und beweglichen Formteilen kommt es häufig zu abgewinkelten Oberflächen und mehreren Koordinatenreferenzen.

Der Ingenieur muss Folgendes berücksichtigen:

• Gleitbewegungsrichtung
• Verriegelungsflächenwinkel
• Abschaltflächenposition
• Einbaubezugspunkt
• Bearbeitungszugänglichkeit
• Ausrichtung der Vorrichtung
• Wiederholte Einstellgenauigkeit

Wenn ein Bauteil in mehreren Ausrichtungen bearbeitet werden muss, können für jede Aufspannung separate Werkstücknullpunkte verwendet werden.

Beispielsweise:

• G54 für die Hauptkavitätenoberfläche
• G55 für eine seitliche Absperrfläche
• G56 für eine schräge Schiebefunktion

Dadurch bleibt die Programmstruktur übersichtlich und die manuelle Koordinatenumrechnung wird reduziert.

CNC-Bearbeitung von Druckgussteilen

Druckgussteile erfordern häufig nach dem Gießen eine zusätzliche CNC-Bearbeitung.

Zu den üblicherweise bearbeiteten Merkmalen gehören:

• Dichtflächen
• Gewindelöcher
• Lagerbohrungen
• Anschlusslöcher
• Montagebezugspunkte
• Präzisionsmontageflächen
• Flache Montageflächen
• Positionierungslöcher

Bei der Serienfertigung sollte das Werkstückkoordinatensystem von stabilen Guss- oder Vorrichtungsbezugspunkten aus festgelegt werden.

Die Bezugsgestaltung muss Folgendes berücksichtigen:

• Gussmaßabweichung
• Trennlinienblitz
• Entwurfswinkel
• Auswerfermarken
• Klemmverformung
• Porosität in bearbeiteten Bereichen
• Wiederholgenauigkeit der Vorrichtung
• Bearbeitungszugabe

Beispiel: Aluminium-Druckgussgehäuse

Betrachten wir ein Aluminium-Druckgussgehäuse, das Folgendes erfordert:

• Fräsen einer Dichtfläche
• Bohren von vier Befestigungslöchern
• Gewindeschneiden von zwei Gewindelöchern
• Bohren einer Präzisionssteckverbinderöffnung

Eine praktische Koordinatenstrategie könnte Folgendes beinhalten:

• Z-Nullpunkt auf der fertigen Dichtfläche
• X- und Y-Nullpunkt im Zentrum des Hauptpositionierungsmerkmals
• Eine Vorrichtung, die auf stabilen Gussbezugspunkten basiert
• Werkzeuglängenkorrekturen für jedes Schneidwerkzeug
• Werkzeugradius- oder Verschleißkompensation für kritische Abmessungen

Diese Anordnung erleichtert die Überprüfung des Programms und ermöglicht die Anpassung der Abmessungen, ohne den gesamten Werkzeugweg ändern zu müssen.

Warum die koordinierte Planung während der DFM-Phase beginnen sollte

Die Koordinationsplanung sollte nicht erst beginnen, nachdem das Gussteil oder der Formeinsatz die CNC-Maschine erreicht hat.

Es sollte während der DFM- und Prozessplanungsphase überprüft werden.

Das Ingenieurteam sollte Folgendes berücksichtigen:

• Welche Flächen werden als Bearbeitungsbezugsflächen verwendet?
• Welche Merkmale werden für die Positionierung der Vorrichtung verwendet?
• Ob das Bezugsniveau nach dem Gießen stabil bleibt
• Ob das Schneidwerkzeug jedes Merkmal erreichen kann
• Ob die Bearbeitung innere Porosität freilegen wird
• Wie die Komponente gemessen wird
• Ob mehrere Operationen konsistente Referenzen verwenden
• Wie sich die Verformung auf die Endabmessungen auswirkt

Eine frühzeitige Koordinaten- und Bezugssystemplanung kann Folgendes reduzieren:

• Komplexität der Vorrichtung
• Aufbauzeit
• Maßabweichungen
• Nachbearbeitungen
• Schrott
• Inspektionsschwierigkeiten
• Produktionskosten

Häufige Fehler bei der CNC-Koordinateneinstellung

1. Falscher Arbeitsausgleich

Wird der falsche Werkstücknullpunkt (G54, G55 oder ein anderer) ausgewählt, kann die Maschine in die falsche Werkstückposition fahren.

2. Falsche Z-Null-Einstellung

Eine fehlerhafte Z-Referenz kann folgende Folgen haben:

• zu tief schneiden
• Bearbeitung oberhalb des Bauteils
• Werkzeugbruch
• Kollision der Vorrichtung

3. Falscher Werkzeuglängenversatz

Wird der falsche H-Wert angegeben, kann dies dazu führen, dass sich das Werkzeug in einer falschen Höhe befindet.

4. Falsche Werkzeugradiuskompensation

Ein falscher D-Wert oder eine falsche G41/G42-Richtung können zu einem zu großen oder zu kleinen Profil führen.

5. Werkstück in falscher Ausrichtung eingebaut

Der Werkstückversatz mag korrekt sein, aber das Bauteil kann in der Vorrichtung gedreht oder umgekehrt sein.

6. Inkonsistente Programmier- und Einrichtungsdaten

Wenn der CAM-Programmierer und der Maschinenbediener unterschiedliche Nullpunktannahmen verwenden, kann das Programm nicht korrekt ausgeführt werden.

7. Vernachlässigung der relativen Bewegung von Tisch und Werkzeug

Ein falsches Verständnis der physikalischen Tischbewegung kann dazu führen, dass der Bediener die Maschine in die falsche Richtung bewegt.

Empfohlenes Verfahren zur Koordinatenverifizierung

Vor Beginn der automatischen Bearbeitung:

1. Bestätigen Sie das ausgewählte Programm und den Arbeitszeitausgleich.
2. Überprüfen Sie die Ausrichtung des Werkstücks.
3. Überprüfen Sie die X-, Y- und Z-Bezugspositionen
4. Werkzeugnummern und Offsetregister prüfen
5. Überprüfen Sie die Werte für G43, H und D.
6. Prüfen Sie den Freiraum von Vorrichtung und Werkzeug.
7. Verwenden Sie beim ersten Durchlauf den Einzelblockbetrieb.
8. Schnelle Übersteuerung reduzieren
9. Führen Sie bei Bedarf einen Luftabschalt- oder Sicherheitshöhentest durch.
10. Prüfen Sie das erste fertige Bauteil vor der Serienproduktion.

Bei Formen und hochwertigen Bauteilen sind diese Kontrollen besonders wichtig, da bereits ein einziger Koordinatenfehler sowohl das Werkstück als auch das Schneidwerkzeug beschädigen kann.

CNC-Koordinatenmanagement bei Gussform

Bei Cast Mold wird die Koordinaten- und Bezugsplanung während des gesamten Fertigungsprozesses berücksichtigt.

Unser Arbeitsablauf kann Folgendes umfassen:

1. Zeichnungs- und 3D-Modellprüfung
2. DFM-Analyse
3. Moldflow-Analyse
4. Konstruktion einer Druckgussform
5. CNC- und EDM-Prozessplanung
6. Formenbau
7. Schimmelpilzversuch und Probenahme
8. Aluminium- oder Zinkdruckguss
9. Sekundäre CNC-Bearbeitung
10. Oberflächenbearbeitung und -prüfung

Durch die Ausrichtung von Konstruktionsbezugspunkt, Formbezugspunkt, Bearbeitungsbezugspunkt und Prüfbezugspunkt können wir unnötige Koordinatenumrechnungen reduzieren und die Produktionskonsistenz verbessern.