Wat is een M-code in een CNC programma?

Een M-code is een opdracht die geprogrammeerd kan worden in een CNC-machine. De M-code is dan de instructie of de taak die de machine moet uitvoeren. De letter M staat voor het Engelse woord “Miscellaneous” dit betekend “gemengd, veelzijdig”. M-codes worden net als G-codes gebruikt om CNC-machines te programmeren. De afkorting CNC wordt voluit geschreven als Computer Numerical Control dit houdt in feite in dat het gaat om een computer gestuurde (bewerkings)machine. Met treft CNC-machines in verschillende sectoren aan. Vooral in de metaaltechniek, de houtbewerking en de kunststofbewerking worden veel CNC-machines gebruikt.

Hoe ziet een M-code eruit?
Een M-code begint met de letter ‘M’ van “Miscellaneous” zoals je in de inleiding hebt kunnen lezen. Na de letter ‘M’ volgen twee cijfers. Er zijn verschillende M-codes die in groepen zijn ingedeeld. De M-codes maken duidelijk wat een machine moet doen. Zo zijn der M-codes die aangeven dat er een gereedschapswissel moet plaatsvinden maar er zijn ook codes waarmee de spindel een bepaalde kant om wordt gestuurd. Er zijn M-codes om een programma te laten starten maar ook om een programma stop te zetten. Verder zijn er M-codes waarmee men koelvloeistof kan aanzetten maar ook M-codes om de koelvloeistof uit te schakelen.

M-code of G-code
In de eerste alinea werd ook de term G-code genoemd. De G-codes moeten worden gebruikt in combinatie met de M-codes. In feite zijn de G-codes de hoofdopdrachten zoals: boren, draadtappen en frezen. De G-codes kunnen echter niet zonder de M-codes omdat met de M-codes bijvoorbeeld wordt aangegeven dat er een gereedschapswissel moet plaatsvinden en welke gereedschapswissel dat moet zijn. Dit is bijvoorbeeld nodig als men draad moet gaan tappen in een gat. Dan zal een boor vervangen kunnen worden door een draadtap, dit gebeurd doormiddel van een M-code. Vervolgens gaat de machine draadtappen en dat gebeurd weer op basis van een bijbehorende G-code.

Toleranties
G-codes en M-codes zijn belangrijk als men met CNC machines werkt. Vooral bij CNC draaien en CNC frezen zijn G-codes en M-codes belangrijke commando’s voor de computergestuurde machine. Men moet echter ook rekening houden met de toleranties oftewel de mate van nauwkeurigheid in de maatvoering waaronder men een product moet vervaardigen. Dit kan bijvoorbeeld op basis van tienden van millimeters gebeuren maar ook op duizendsten of zelfs nog nauwkeuriger als men bijvoorbeeld gaat eroderen of vonkverspanen. Daarnaast moeten ook coördinaten worden ingevoerd in de CNC-machine. Deze coördinaten bepalen waar de beitel heen moet van een freesbank bijvoorbeeld.

Een CNC machine in de vorm van een CNC draaibank of een CNC freesbank neemt veel werk uit handen van de verspaner maar hij of zij zal altijd de CNC machine moeten programmeren en de coördinaten moeten instellen. Ook de G-codes en de M-codes moeten door de verspaner worden geprogrammeerd. Dat maakt CNC-verspanen niet eenvoudig maar juist complex.

CNC verspanen
CNC draaibanken en CNC freesbanken zijn bekende varianten van CNC gestuurde machines die veel in de metaaltechniek maar ook in de houtbewerking worden gebruikt. Ook in de kunststofverwerking maar men gebruik van CNC draai- en freesbanken. Er zijn echter ook CNC erodeermachines en CNC vonkverspaners. Dat zijn complexe CNC machines die doormiddel van een kunstmatige doelgerichte kortsluiting een werkstuk in de gewenste vorm ‘verspanen’. Naast CNC-verspanen zijn er echter nog verschillende andere CNC-bewerkingen die uitgevoerd kunnen worden met andere complexe CNC-machines.

CNC-machines
Naast CNC verspaningsmachines zijn er ook CNC kantbanken en CNC zetbanken die worden gebruikt in de plaatwerkerij van grote metaalbedrijven om een plaat in de gewenste hoek te zetten. Verder zijn er CNC-walsen en CNC-buigmachines. Voor het slaan van gaten in metaal worden CNC-ponsnibbelmachines gebruikt. Maar er zijn ook machines waarmee men vormen in het metaal kan uitsnijden zoals een CNC-plasmasnijder of een CNC-lasersnijdmachine.

CNC-operators en CNC-programmeurs
De bewerkingen die deze machines uitvoeren verschillen van elkaar en dat zorgt er voor dat deze machines ook verschillende geprogrammeerd worden. Dat maakt het in de praktijk complex voor de CNC-machineoperator om de overstap te maken van bijvoorbeeld een CNC-freesbank naar een CNC-kantbank. Ook het inzicht in de desbetreffende metaaltechniek speelt een rol. Verspanen is bijvoorbeeld heel iets anders dan kanten en zetten. Walsen is weer een hele andere techniek dan eroderen en vonkverspanen. Daarom zijn de meeste CNC-operators en CNC-programmeurs echte specialisten.

Wat is een G-code in een CNC-programma?

Een G-code is een programmeertaal die wordt gebruikt voor het geven van opdrachten doormiddel van numerical control (NC) van een CNC-programma. G-code wordt ook wel G-programmering genoemd en wordt gebruikt voor computer-aided manufacturing (CAM) van geautomatiseerde machines. Deze geautomatiseerde machines worden ook wel CNC-machines genoemd waarbij CNC staat voor Computer Numerical Control. G-code wordt ook wel EIA-274-D of RS-274 genoemd.

Wat is een G-code precies?
Een G-code is in feite de instructie voor de machine. De code is opgebouwd uit een aantal nummers. Deze nummers hebben een betekenis die is vastgelegd in de ISO-standaard. Voor het nummer staat de letter ‘G’ vandaar de naam G-code. De nummer die achter de letter ‘G’ volgen zijn van 0 tot 99.

G-code of M-code
Naast een G-code wordt ook M-code gebruikt in een CNC-programma. De M-codes zijn speciale codes die beginnen met de letter ‘M’ en worden gebruikt als aanvullende codes of machinehulpcodes. De M-codes zijn echter even belangrijk als de G-codes. De M-codes hebben achter de letter ‘M’ ook een tweetal cijfers staan en geven de machine een aanvullende instructie. Hierbij kun je denken aan een instructie waarmee de gereedschapswisselaar het juiste gereedschap in bijvoorbeeld een CNC bewerkingscentrum of een CNC freesbank gaat gebruiken.

Toleranties
De G-codes en M-codes vormen belangrijke instructies voor CNC-machines daarnaast zijn er nog veel meer aspecten die een rol spelen bij het werken met een CNC-machine. Zo moet het CNC-programma worden voorzien van de juiste instructies in de vorm van coördinaten waar bijvoorbeeld de beitel naar toe wordt gestuurd. Ook moeten er waarden worden gehanteerd met betrekking tot de nauwkeurigheid en de maatvoering van het werkstuk. Daarbij heeft men het over toleranties die gehanteerd moeten worden.

CNC machines
CNC machines worden veel gebruikt in de metaal maar ook in de verwerking en bewerking van kunststoffen en hout. Er zijn verschillende CNC-machines zoals draaibanken en freesbanken. Deze gebruikt men zowel in de metaalbewerking als in de houtbewerking. Ook in de kunststofverwerking wordt verspaning doormiddel van een CNC machine uitgevoerd. In de metaaltechniek gebruikt men echter nog veel meer CNC machines zoals een CNC kantbank, een CNC zetbank, CNC plasmasnijders, CNC lasersnijders, CNC lasrobots, NC pons nibbel apparaten en andere CNC gestuurde machines. Elke bewerking met deze machines is uniek dat zorgt er ook voor dat er andere G-codes en M-codes gebruikt moeten worden. Een programmeur van een CNC freesbank kan daardoor niet automatisch ook een CNC draaibank programmeren en een CNC zetbank is al helemaal wat anders. Dat maakt dat CNC programmeren maatwerk is.

Wat is CNC?

CNC is een afkorting voor Computer Numerical Control en is een benaming voor computergestuurde machines die worden gebruikt om materialen en halffabricaten te bewerken. Men treft CNC gestuurde machines aan in verschillende metaalproductiebedrijven maar ook in andere productiebedrijven worden ze gebruikt zoals in de glasverwerking, kunststofverwerking en houtbewerking. Een groot voordeel van een CNC machine is dat deze machines geprogrammeerd kunnen worden en daardoor een bewerking kunnen herhalen. Vanwege dit voordeel kan men met een CNC machine grotere series produceren van precies hetzelfde product. Dat maakt een CNC machine bij uitstek geschikt voor productiebedrijven.

CNC en CAD-CAM
Machines met een Computer Numerical Control zijn er in verschillende soorten en maten. Dat zorgt er voor dat CNC voor uiteenlopende toepassingen kan worden gebruikt. De kern van CNC is dat deze machines programmeerbaar zijn. Het CNC programmeren kan aan de machine zelf gebeuren maar kan ook dikwijls op een computer worden gedaan in de werkvoorbereiding. In de werkvoorbereiding werkt men met CAD oftewel computer aided design.

De CAD ontwerpen kan men in sommige gevallen rechtstreeks doorsturen naar de CNC bewerkingsmachine maar het is ook mogelijk om de CAD ontwerpen op een USB stick te zetten en te uploaden in de CNC machine. De CNC produceert vervolgens het product op basis van de computer aided design dit produceren doormiddel van een computersysteem noemt men ook wel Computer-aided manufacturing (CAM). Daarom heeft men het in de praktijk ook wel over een CAD/CAM productie doormiddel van een CNC-machine. Hiervoor kan men de EIA-274-D standaard gebruiken die wordt ook wel G-code genoemd. Daarnaast wordt ook de M-code vaak gebruikt voor bijkomende functies zoals gereedschapswissel bij verspaningsmachines voor draaien en frezen.

CNC machines in de verspaning
In de loop der jaren zijn steeds meer metaalproductieprocessen geautomatiseerd. Daardoor kon men een hogere productie draaien en werd de kans op fouten bovendien gereduceerd. Denk bijvoorbeeld aan een CNC draaibank of CNC freesbank die worden gebruikt in de verspaning. Vroeger stelde men een draaibank of freesbank zelf in. Dit wordt ook wel conventioneel verspanen genoemd. veel verspaning vind tegenwoordig echter doormiddel van Computer Numerical Control plaats. Daardoor zijn functies ontstaan zoals CNC-verspaner, CNC-draaier en CNC-frezer. Het mag duidelijk zijn dat CNC-verspaners in staat moeten zijn om een CNC-programma te kunnen programmeren toch is dit in de praktijk niet altijd het geval. Sommige bedrijven hebben CNC-programmeurs in dienst en zetten de CNC-verspaners meer als een soort operators aan het werk.

Overige CNC machines
Naast de verspaning worden ook in andere productieprocessen CNC machines gebruikt. Zo kan men denken aan CNC ponsnibbelmachines of CNC kantbanken en zetbanken. Ook zijn plasmasnijmachines en lasersnijmachines CNC gestuurd. De automatisering in de metaaltechniek, houtbewerking en kunststofbewerking kan in de praktijk niet om CNC heen. Daarom treft men in bedrijven waarin deze materialen in grote series worden verwerkt dikwijls CNC-machines aan.

Wat is laserlassen?

Laserlassen is een lastechniek die wordt gebruikt om twee delen van hetzelfde materiaal aan elkaar te verbinden door deze doormiddel van een sterk geconcentreerd licht met elkaar te versmelten. Er wordt bij laserlassen gebruik gemaakt van een laserstraal. Dit is een coherente bundel infrarood licht. De energiedichtheid van de laserstraal is dusdanig hoog dat men met deze lasmethode diep in de naad van het werkstuk door kan dringen. Ondanks deze diepe penetratie van de lasnaad kan men toch een hoge voortloopsnelheden behalen. Laserlassen is een lasproces dat al jaren wordt toegepast in de metaalindustrie en metaaltechniek. Het lasproces wordt onder andere toegepast in de auto-industrie.

Wat zijn de eigenschappen van laserlassen?
Laserlassen is een uniek lasproces. Het laserlassen behoort tot het bundellassen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een bundel deeltjes waarmee men gericht op het werkstuk straalt om het werkstuk plaatselijk te laten smelten. Bij laserlassen maakt men gebruik van een zeer sterk geconcentreerde binden van infrarood licht.

Laserlassen verschild van elektronenbundellassen omdat er gebruik wordt gemaakt van een andere bundellastechniek. Bij laserlassen is er geen vacuüm nodig en bij elektronenbundellassen wel. Bij laserlassen is er wel sprake van een veel lagere efficiëntie. Dit komt door de verliezen die ontstaan door reflectie tijdens het proces.

Het laserlasproces zorgt voor een diep smeltbad waardoor een sterke lasverbinding ontstaat die zwaar belast kan worden. Hoewel er sprake is van een diep smeltbad is de oppervlakte waarover gelast wordt maar smal. Een laserstraal van ongeveer een millimeter zorgt voor het smelten van het materiaal. Daarbij kan lastoevoegmateriaal worden gebruikt maar dat hoeft niet. Het resultaat van het laserlassen is een zeer glad en egaal oppervlak. Een laserlas heeft daardoor een hoog afwerkingsniveau. Omdat laserlassen een machinaal proces is kan men dit proces gebruiken voor lange lasnaden en grote series.

Welke materialen kan men laserlassen?
Men kan laserlassen zowel bij dun als dik materiaal toepassen. Daarnaast is het lasproces geschikt voor een enorme diversiteit aan materialen. Men kan laserlassen toepassen bij ferro-materiaal zoals staal maar ook voor aluminium, RVS en koper. Laserlassen in een lastmethode die niet elektrisch is. De machine waarmee men het laserlassen uitvoert is weliswaar elektrisch maar het lasproces zelf niet, er wordt namelijk met infrarood licht gelast en niet met een elektrode. Daarom kan men het laserlassen ook gebruiken bij materialen die niet geleiden zoals kunststoffen.

Hoe wordt laserlassen gedaan?
Laserlassen is een machinaal proces. Dit houdt in dat gedurende het lasproces er geen lasser nodig is om een lastoorts te hanteren over het werkstuk. In plaats daarvan wordt gebruik gemaakt van CNC-machine die wordt geprogrammeerd door bijvoorbeeld een lasrobotprogrammeur. Het is wel belangrijk dat men het laserlasproces goed kent voordat men hiermee aan de slag gaat. Men moet de machine goed kunnen instellen en bovendien ook rekening houden dat er zo weinig mogelijk ruimte is tussen de platen die men aan elkaar wil verbinden. Bij een overlaplasnaad is dit iets minder van belang maar bij een stompe lasnaad is slechts een zeer beperkte ruimte tussen de platen toegestaan. Deze ruimte moet kleiner zijn dan 0,15 millimeter. Dit heeft mede te maken met het feit dat de laser ook zeer smal is. Om een goed smeltbad te maken moeten de delen die aan elkaar gelast worden zo dicht mogelijk tegen elkaar worden gedrukt. Daarom moet men bij laserlassen een lasmal gebruiken. Een goede lasmal zorgt er voor dat er niet of nauwelijks een spleet tussen de te lassen delen aanwezig is. Dit bevordert de kwaliteit van de las. Een lasmal zorgt er daarnaast voor dat men eenvoudiger grote series kan lassen met de laserlasmachine.

Het lassen vindt plaats doormiddel van een laserstraal, deze straal wordt opgewekt in een laserbron. Deze infrarood straal wordt gebundeld door een glasvezelkabel. Men kan ook gebruik maken van een stelsel van spiegels, lenzen of prisma’s om de laserstraal te bundelen. Doormiddel van de machine wordt het gebundelde licht geleid naar een watergekoelde optiek. Met dit systeem kan de programmeur het brandpunt (smeltpunt) van de laserstraal gaan bepalen. Als de laserstraal optimaal wordt gericht kan lokaal een zeer hoge temperatuur ontstaan waardoor het materiaal gaat smelten. Dit smeltbad kan tot diep in de lasnaad worden aangebracht waardoor een goede doorlassing kan ontstaan.

Voordelen van laserlassen
Laserlassen is een lasproces dat afwijkt van andere lasprocessen. Daardoor heeft dit lasproces een aantal unieke eigenschappen. Dit zorgt er voor dat laserlassen voor bepaalde lasverbindingen wel geschikt is en voor andere lasverbindingen een minder voor de hand liggende keuze is. Kortom het lasproces heeft een aantal voordelen en een aantal nadelen. Laten we beginnen met de voordelen van lasserlassen:

  • Laserlassen is een lasproces dat zeer geschikt is voor lasrobots en het lassen van grote series.
  • Doormiddel van laserlassen kunnen uiteenlopende materialen worden gelast. Dit kunnen geleidbare materialen zijn zoals metalen maar ook kunststoffen en andere materialen die wel gesmolten kunnen worden maar niet-geleidend zijn.
  • Er kan een zeer smalle lasverbinding worden gemaakt
  • De lasverbinding is zeer stevig
  • De warmte-inbreng is laag en kort. Daardoor is de warmte-beïnvloede zone erg klein. Dit zorgt er ook voor dat er minder spanning in de plaat of het materiaal wordt gebracht. Er treed weinig vervorming op na het lassen.
  • Laserlassen is een lasproces dat heel geschikt is voor dun plaatmateriaal.
  • De lassnelheid van laserlassen is hoog.
  • Men kan de laser gebruiken voor snijden en lassen. Hierdoor kan men meerdere processen met dezelfde machine worden uitgevoerd.
  • Het afwerkingsniveau van een laserlas is hoogwaardig.

Nadelen van laserlassen
Alle bewerkingsprocessen hebben voordelen en nadelen. Dat is ook het geval bij lasprocessen. Laserlassen heeft ook een aantal nadelen ten opzichte van andere lasprocessen. De nadelen van dit lasproces zijn:

  • De CNC-laserlasmachine heeft een hoge aanschafwaarde.
  • Het lasproces kan alleen worden uitgevoerd als er praktisch geen spleet tussen de te lassen materialen aanwezig is.
  • Men dient zich tijdens het laserlassen goed te beschermen tegen de straling die tijdens dit lasproces vrij komt. Tussen de tachtig en negentig procent van de straling reflecteert op het lasoppervlak dat wordt gelast.
  • Ten opzichte van handmatig lassen zijn de opstartkosten hoog. De CNC-laserlasrobot moet namelijk geprogrammeerd worden. Ook dient men een lasmal te gebruiken om de ruimte tussen de materiaaldelen zoveel mogelijk te beperken. Door deze opstartkosten en voorbereiding is het laserlassen voornamelijk geschikt voor het lassen van grotere series.