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Was ist ein G-Code? Mr Beam erklärt's

G Code

Im Zusammenhang mit dem Lasercutter von Mr Beam hast du vielleicht schon einmal den Begriff "Gcode" gelesen. Aber was ist das? Und wofür wird dieser Code gebraucht? Mr Beam beantwortet alle wichtigen Fragen rund um Gcodes und ihre Verwendung.

Was versteht man unter einem Gcode?

G-Code steht für Geometric Code. Es handelt sich um eine Art einfache Programmiersprache, die für die Steuerung von Maschinen verwendet wird. Mit dem Code erhält eine Maschine eindeutige Anweisungen, wie sie ein Werkstück zu fertigen hat. Der Entwurf für dieses Werkstück wird am Computer erstellt und dann in den Gcode übersetzt, damit die Maschine ihn verstehen kann.

Wofür können G-Codes genutzt werden?

Gcodes werden also zur Steuerung von Maschinen genutzt. Genauer gesagt geht es um CNC-Maschinen. CNC steht für Computer Numerical Control und ist ein Verfahren, um Fertigungsprozesse an einer Maschine computergestützt zu automatisieren. CNC-Maschinen können den Gcode lesen und arbeiten dann exakt nach diesen Anweisungen eigenständig an einem Werkstück. Diese Maschinen findet man häufig in der Industrie, z. B. CNC-Fräsmaschinen in der Metallverarbeitung. Aber auch andere Fertigungsmaschinen nutzen den Code, z. B. Lasercutter oder 3D-Drucker - auch solche, die du zu Hause nutzen kannst.

Wer hat den G-Code erfunden?

Die Grundlage für den Gcode wurde am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Amerika in den 1950er-Jahren entwickelt. Seither wurde diese Basis von vielen Seiten weiterentwickelt und auch in verschiedene nationale und internationale Normen festgeschrieben. In Deutschland gibt es heute z. B. die DIN 66025, welche die Befehlscodierung für die Programmerstellung für CNC-Fräsmaschinen näher beschreibt.

Wie funktionieren G-Codes?

Gcodes enthalten alle Anweisungen für dein Gerät, die es zur eigenständigen Fertigstellung deines Projekts braucht. Der Code besteht aus einer Liste mit Anweisungen, die alle nötigen Einzelschritte für dein Projekt nacheinander auflisten, z. B. fahre zu Koordinate X Y, bereite das Werkzeug für den Einsatz vor, pausiere hier für x Sekunden oder beende das Programm. Dein Projekt wird in einzelne Schritte zerlegt, die geometrisch beschrieben werden können, also z. B. Linien oder Kreisbögen. Außerdem kommen Anweisungen für die Maschine hinzu, die z. B. das Werkzeug oder den Programmablauf betreffen. So wird der gesamte Fertigungsprozess von Anfang bis Ende in einen Code geschrieben, den die Maschine Schritt für Schritt eigenständig ausführen kann. Wenn der Code fehlerfrei ist, kann das Gerät daraus zuverlässig und beliebig oft das gewünschte Ergebnis erstellen.

Wie werden G-Codes erstellt?

G-Code

Lesen oder schreiben musst du den Gcode für dein Projekt nicht selbst. Dank moderner Software werden die Anweisungen für das Gerät automatisch aus einem Entwurf in 2D oder 3D erstellt. Im industriellen Umfeld wird mit einer CAD-Software und CAM-Software gearbeitet.  CAD steht für Computer-Aided Design, also die Gestaltung von Entwürfen mit der Hilfe eines Computersystems. Mittels der CAM Software (Computer-Aided Manufacturing) wird das Modell dann in den Gcode konvertiert. Diese Programme bieten volle Gestaltungsfreiheit für ein Projekt. Sie sind aber auch sehr komplex und ohne entsprechendes Fachwissen kompliziert zu bedienen. Für manche Geräte gibt es aber einfacher zugängliche Software, die du auch ohne entsprechende Ausbildung intuitiv bedienen kannst, z. B. die Lasercutter Software BeamOS für deinen Mr Beam oder ein sogenannter Slicer wie Cura für 3D-Drucker. Diese Programme nehmen dein Design entgegen und zerlegen es automatisch in alle nötigen Einzelschritte für das jeweilige Gerät.

Kann ein Mensch Gcode verstehen?

Ja, es gibt Menschen, die den Code lesen und verstehen können. Manche sind einfach daran interessiert, andere haben beruflich damit zu tun. Ein Facharbeiter, der an CNC-Maschinen arbeitet, könnte z. B. oft schon aus Erfahrung viele der Anweisungen nachvollziehen, arbeitet aber in der Praxis trotzdem eher mit einer Software als Hilfsmittel. Auch ein Ingenieur, der die Hardware für eine Maschine bedienbar machen will, muss sich für seine Arbeit mit dem Code auseinandersetzen.

Auch du kannst dir den Gcode eines Projekts ansehen, wenn du neugierig bist. Er ist für Menschen lesbar, muss aber interpretiert werden. Denn die Anweisungen für deine Maschine werden in fest definierten Codes gegeben, z. B.:
G90
G01 X15 Y23

Unten siehst du eine Tabelle mit den Bedeutungen der wichtigsten Kommandos, mit denen du versuchen kannst, deine Gcodes zu interpretieren. Normalerweise brauchst du dich jedoch nicht mit den Details des Codes zu befassen. Wenn es ein Problem in deinem Projekt gibt, hilft dir eher ein Blick in die deutlich einfacher verständliche Software. Alternativ kannst du dir deinen Gcode auch mit einem Gcode Viewer anschauen oder direkt mit der Mr Beam Software.

 

G-Code Befehle im Überblick

Gcode / Mcode

Beschreibung

Beispiel

Erklärung

G90

absolute Positionsangabe

G91

relative Positionsangaben

G20

Einheiten in inch

G21

Einheiten in mm

G0

Positionierung im Eilgang

G0 X19 Y40 Z-2

Bewegung auf kürzestem Weg zu den angegebenen Koordinaten

Nach G91, Bewegung von der aktuellen Position ausgehend, um die angegebenen Werte, also X + 19, Y +40 und Z -2

G1

Positionierung mit Vorschub

G1 X15 Y-9 Z-50 F200

Wie G0, aber mit Vorschub 200 mm/min

G2

Bogen im Uhrzeigersinn

G2 X30 Y25 I5 J0

Kreisbewegung von der aktuellen Position (z.B. X20, Y10) hin zu X30, Y25. Der Bogen führt über das Kreiszentrum (Xact - I5) = 25 und (Y25-J0) = 25. Der Startpunkt (also die aktuelle Position) muss dabei auf der Kreisbahn liegen.

G3

Bogen im Gegenuhrzeigersinn

siehe G2

siehe G2

G4

Verweilzeit, Pause

G04 P2

Wartet 2 Sekunden*, bis das nächste Kommando ausgeführt wird

M3

Spindel im Uhrzeigersinn

M5

Spindel stopp

M2

Beendigung des ausgeführten Programms im Automatikbetrieb

M8

Kühlmittel 2 an

M9

Kühlmittel alle aus

 

*Die Einheit ist maschinenabhängig, beim Mr Beam sind es immer Sekunden.

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