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.

Uit welke onderdelen bestaat een werktuigmachine?

Werktuigmachine is een algemeen wordt dat kan worden gebruikt voor een grote groep machines. Kenmerkend voor deze machines is dat deze bedoelt zijn om mechanische bewerkingen uit te voeren op een basismateriaal of werkstuk. De bewerkingen die werktuigmachines uitvoeren zijn divers. Over het algemeen worden met name machines die een verspanende bewerking uitvoeren een werktuigmachine genoemd. Hierbij kan gedacht worden aan machines voor het draaien, frezen, boren, zagen, schaven en slijpen van materiaal. Een verspanende bewerking is een bewerking waarbij kleine deeltjes, zoals spaantjes, van het basismateriaal weggenomen worden door een machine. Doormiddel van een verspanende bewerking krijgt het basismateriaal of het werkstuk de gewenste vorm.

Waaruit bestaat een werktuigmachine?
Een werktuigmachine bestaat uit een aantal onderdelen. Deze onderdelen zijn voor elke werktuigmachine nodig om de machine goed te kunnen laten functioneren.  De belangrijkste onderdelen zijn het frame, de aandrijving en de overbrenging van de machine. Deze onderdelen kunnen per machine anders worden vormgegeven en van verschillende materialen worden gemaakt. Over het algemeen worden werktuigmachines van metalen gemaakt. Hierbij kan gedacht worden aan gietijzer, koolstofstaal, gereedschapstaal en roestvast staal. Daarnaast kunnen ook delen van het frame van aluminium worden gemaakt. De behuizing van de machine kan ook van kunststof worden gemaakt evenals delen van het frame. Hieronder is per hoofdonderdeel van de machine beschreven welke aspecten er aan de orde komen.

Frame van werktuigmachines
Het frame van werktuigmachines is een belangrijk onderdeel omdat dat dit onderdeel de werktuigmachine zijn stevigheid en stabiliteit biedt. De machine staat op het frame en de gereedschappen zijn aan het frame verbonden. Hierdoor worden verschillende krachten uitgeoefend op het frame. Het is belangrijk dat het frame van de machine niet verplaatst en niet bezwijkt onder zijn eigen gewicht en de bewegingen die worden uitgevoerd tijdens de bewerking. Het frame van werktuigmachines is meestal van gietijzer gemaakt. Dit ijzer kan in de juiste vorm worden gegoten. Gietijzer is nauwelijks elastisch maar het beschikt over een goede hardheid en stabiliteit. Door de zware massa van het gietijzeren frame is een werktuigmachine stabiel. Deze stabiliteit blijft vaak in stand ook wanneer een verhoudingsgewijs licht onderdeel van het werktuig een ongebalanceerde beweging maakt.

Aandrijving van werktuigmachines
In verleden werden werktuigmachines in beweging gebracht door de spierkracht van mensen of dieren. Daarnaast werd ook gebruik gemaakt van windmolens en watermolens. Een molen maakte bijvoorbeeld gebruik van windkracht om een zaag in beweging te brengen. Een zaagmolen voerde hierdoor een verspanende techniek uit op hout. De spierkracht van mensen en dieren is maar beperkt. Daarnaast kunnen mensen en dieren geblesseerd raken wanneer teveel kracht gevergd wordt. Windkracht en waterkracht hebben als nadeel dat het niet altijd in dezelfde mate aanwezig is waardoor de productie kan verschillen.

Met de komst van de stoommachine konden werktuigmachines doormiddel van stoomdruk worden aangedreven. Dit had de industriële revolutie tot gevolg. Verschillende werkprocessen van mensen werden overgenomen door machines. Stoommachines zijn meestal erg omvangrijk en men heeft voortdurend brandstof nodig om water in stoom om te zetten. Daardoor is de stoommachine voor veel bedrijven niet interessant.

Tegenwoordig wordt daarom bijna overal een elektromotor in werktuigmachines ingebouwd. Deze motoren zijn verhoudingsgewijs klein en in verschillende groten en capaciteiten verkrijgbaar. Elektromotoren verbruiken elektrische stroom. De elektrische stroom is vaak afkomstig uit energiecentrales of kolencentrales waarbij alsnog gebruik wordt gemaakt van stoomdruk om energie op te wekken.

Overbrenging van werktuigmachines
De overbrenging van werktuigmachines is nodig om de beweging van de aandrijving om te zetten in de hoofdbeweging van de machine. Daarnaast kan de overbrenging in sommige gevallen ook worden gebruikt om de aandrijving om te zetten in een voedingsbeweging.  Voor de overbrenging worden tandwielen en V-riemen of tandwielriemen gebruikt.

Wat zijn werktuigmachines en welke bewerkingen voeren deze machines uit?

Werktuigmachine is een algemene term die wordt gebruikt voor verschillende machines. Deze machines hebben met elkaar gemeen dat ze mechanische bewerkingen uitvoeren op materiaal. Met werktuigmachines worden in de praktijk vooral machines bedoelt die een verspanende bewerking uitvoeren op materiaal. Een verspanende bewerking is een bewerking waarbij kleine deeltjes van een basismateriaal weggenomen worden. Deze kleine deeltjes, oftewel spaantjes, zijn overtollig materiaal. Door het wegnemen van de spaantjes ontstaat het producten met de gewenste vorm en afmeting.

NC en CNC werktuigmachines
Werktuigmachines bestaan al geruime tijd. Na de tweede wereldoorlog werden geautomatiseerde werktuigmachines bedacht en ingevoerd. In eerste instantie maakte men ponskaarten waarop de bewerking van de machines werd aangegeven. Deze machines konden de ponskaarten lezen. Machines die volgens dit principe werkten kregen de naam NC-machines. De afkorting NC staat voor het Engelse numerical control. De werktuigmachines werden steeds verder ontwikkelt en geautomatiseerd. Na verloop van tijd werden machines gemaakt die doormiddel van computers werden gestuurd. Deze machines met computerbesturing worden ook wel CNC-machines genoemd. De afkorting CNC staat voor computer numerical controlled.

Verschillende soorten werktuigmachines
Er zijn verschillende soorten werktuigmachines die worden gebruikt om producten te vervaardigden. De machines bewerken hiervoor materialen zoals hout, kunststoffen en metalen. Een groot deel van de werktuigmachines wordt in de werktuigbouwkunde gebruikt. In deze tak van de metaalbranche worden werktuigen, gereedschappen en machines gemaakt. Hiervoor worden verschillende bewerkingen uitgevoerd met machines. Een aantal voorbeelden van deze machines zijn:

  • Boormachines
  • Schaafmachines
  • Slijpmachines
  • Zaagmachines
  • Draaibanken
  • Freesmachines of freesbanken

De beweging van werktuigmachines
Voor het uitvoeren van de bewerking komen delen van de werktuigmachines in beweging. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen twee bewegingen, de hoofdbeweging, en de voedingsbeweging. Deze twee bewegingen komen bij elke werktuigmachine aan de orde.

De hoofdbeweging
De hoofdbeweging is de beweging die wordt gebruikt om een bewerking uit te voeren op het basismateriaal. Als men bijvoorbeeld kijkt naar de hoofdbeweging van een boormachine dan is dit het draaien van de boor. Bij een draaibank draait het werkstuk en is het ronddraaiende werkstuk de hoofdbeweging. Schaafmachines hebben een lineaire hoofdbeweging. De beitel van de schaafmachine gaat namelijk heen en weer.

De voedingsbeweging
Verder wordt er bij werktuigmachines gebruik gemaakt van een voedingsbeweging. Deze beweging is er op gericht dat het snijgereedschap zich goed richting het basismateriaal verplaatst. Het snijgereedschap kan bijvoorbeeld een boor of een frees zijn. Dit gereedschap wordt tijdens de bewerking richting het basismateriaal, bijvoorbeeld het gereedschapstaal, gebracht. Bij boormachines en draaibanken beweegt het snijgereedschap ten opzichte van het basismateriaal. Bij veel freesmachines wordt het snijgereedschap in de verticale richting bewogen. De frees beweegt zich daarbij dus van boven naar beneden. Het werkstuk wordt bij veel freesbanken in horizontale richting bewogen dus van links naar rechts.

Uitvoeren van de voedingsbeweging
De voedingsbeweging kan zowel door een mechanisch worden gedaan als met de hand. Bij een mechanische uitvoering van de voedingsbeweging wordt gebruik gemaakt van een motor. Deze kan doormiddel van een computersysteem (bijvoorbeeld CNC) worden aangestuurd. Als men de voedingsbeweging met de hand doet brengt men zelf met eigen spierkracht het gereedschap naar het basismateriaal of werkstuk. Dit gebeurd bijvoorbeeld met een kolomboor.