G21 Metrik Giriş G-Kodu Komutu: CNC Programlama Rehberi

Giriş

Tezgaha bağlı ham parça koordinatlarının inç varsayılanıyla çalıştırılması, G21 komutunun eksikliğinde turret sistemini doğrudan döner ayna (chuck) çenelerine veya tailstock gövdesine doğru savurarak saniyeler içinde geri dönüşü olmayan bir mekanik hasar yaratır. CNC kontrolörün yorumlayıcısı X60.0 gibi bir hareket satırını 60.0 milimetre yerine 60.0 inç (1524 mm) olarak okuduğunda, eksenler rapid traverse (G00) hızıyla hedefin çok ötesine geçer ve takım tutucuyu tezgaha monte edilmiş clamping aparatlarına saplar. Bu çarpışma yalnızca pahalı takımları parçalamakla kalmaz, aynı zamanda hassas spindle milini yamultarak üretimi durdurur ve iş parçasını hurda (scrap) haline getirir. Doğru yapılandırılmış bir başlangıç bloğuyla plansız duruş süresi (downtime) riskini ortadan kaldırmak, hatalı yörünge hareketlerinin önüne geçmek ve yüksek onarım maliyetlerinden kaçınmak için G21 metrik koordinat sisteminin parametrik kısıtlamalarını kavramak zorunludur.

Teknik Özet

Hızlı Okuma

• G21 komutunu, herhangi bir eksen hareketi, tool offsets veya iş parçası koordinat sistemi ayarı yapmadan önce programın en ilk bloğuna yerleştirin.
• Parser formatı sözdizimi (syntax) hatalarını önlemek için G21 komutunu bağımsız bir blokta tamamen yalnız programlayın.
• G20 ve G21 arasında geçiş yapmanın değerleri matematiksel olarak dönüştürmediğini, yalnızca ondalık basamağı kaydırarak koordinat değerlerini on kat veya daha fazla ölçeklendirdiğini unutmayın.
• Mitsubishi kontrollerinde ekranlar parameter #1041 ayarına bağlı kaldığından, program birimlerini değiştirirken offset tablosundaki aşınma (wear) ve geometri telafilerini manuel olarak hesaplayıp girin.
• Birim uyuşmazlığı durumunda fiziksel turret temasını önlemek için Chuck Barrier ve Tailstock Barrier ekranlarında sanal elektronik sınırlar yapılandırın.
• Bir PS0368 alarmının tetiklenmesini önlemek için takım offset kaydırma parametrelerini (Fanuc No. 5040 bit 3 gibi) değiştirmeden önce tüm aktif tool compensations işlemlerini iptal edin.

Temel Kavramlar

Hazırlık komutu G21, CNC yorumlayıcısının sonraki tüm doğrusal koordinatları, dairesel interpolation parametrelerini, diş adımlarını ve offset kaymalarını milimetre cinsinden çözümlediği modal bir koordinat ortamı kurar. Bu metrik giriş modu, kontrolörün programlanan koordinatları makine eksenlerinin fiziksel metrik çözünürlüğüyle eşleşecek şekilde ölçeklendirmesini sağlar. Manuel çalışma sırasında G21'in etkinleştirilmesi, el çarkı (handwheel) bölüntülerini 0.001 mm, 0.010 mm ve 0.100 mm'lik metrik artışları temsil edecek şekilde değiştirir. Operatörler, uyumsuz ölçek çözünürlüklerinin neden olduğu manuel indeksleme hatalarını önlemek için handwheel çarkını çevirmeden önce aktif birim modunu doğrulamalıdır.

Çalışma sırasında G20 ile G21 arasında kontrolsüz koordinasyon dışı geçişler ciddi fiziksel tehlikeler yaratır. Kontrolör birim modunu değiştirdiğinde, fiziksel boyutu dönüştürmez; bunun yerine ondalık basamağı kaydırır. G20 altında X6.0 inç olan bir koordinat değeri, G21 aktif olduğunda matematiksel olarak 152.4 mm'ye dönüşmek yerine doğrudan X6.0 mm olarak yorumlanır. Makineyi korumak için operatörler Chuck Barrier ve Tailstock Barrier ekranlarında sanal elektronik sınırlar yapılandırmalıdır. Bu güvenlik sınırları, turret iş bağlama ekipmanına çarpmadan önce eksenleri durduran ve strok limiti alarmı tetikleyen girişi yasaklanmış bölgeleri tanımlar.

Komut Yapısı

Metrik programlama sözdizimi (syntax), ISO uyumlu CNC sistemlerinde standartlaştırılmıştır ve G21 komutunun program başlangıcında bağımsız bir blokta yer almasını gerektirir. G21 komutunun koordinat hareketleri veya yardımcı fonksiyonlarla aynı bloğa yerleştirilmesi, tarayıcı (scanner) ayrıştırma kurallarını ihlal eder ve preprocessor işlemcinin yürütmeyi durdurmasına neden olur. Komut, modal bir anahtar görevi görür; yani bir kez yürütüldükten sonra, bir G20 komutu inç birimlerini seçene kadar sonraki tüm koordinatlar milimetre olarak çözümlenir.

G21 aktif G-code programındaki koordinatların nasıl okunacağını değiştirirken, arka plandaki sistem parametrelerini otomatik olarak ölçeklendirmez. Takım geometri offsetleri, iş koordinat kaymaları ve feedrate değerleri makinenin varsayılan temel ölçüm sistemini takip etmeye devam edebilir. Programcılar, eksen hareket hızlarının dakikada milimetre veya devir başına milimetre cinsinden hesaplanmasını sağlamak için G21 çağrısının hemen ardından yeni bir feedrate değeri yazmalıdır.

G21 ;

Marka Uygulamaları

Fanuc

Fanuc kontrolleri, Lathe G-code System A altında X, Z, C ve Y gibi koordinatların yorumlanmasını değiştiren metrik komut birimlerini seçmek için G21 kullanır. Sistem davranışı Parameter No. 3401 Bit 0 DPI ve Parameter No. 5040 Bit 3 TCT tarafından yönetilir.

G21 komutu, programın en başında bağımsız bir blokta programlanmalıdır: G21 ;.

G20 modunda çalışırken kontrolsüz koordinat birimi geçişleri koordinatları on kat ölçeklendirerek tool turret sistemini yörünge dışına çıkmaya zorlar ve spindle chuck ile sert bir çarpışma (hard collision) riski yaratır. Dairesel interpolasyon düzlemlerini yöneten XY düzlemi için G17 veya ZX düzlemi için G18 komutlarının aksine, G21 tüm doğrusal hareketlerin temel uzunluk değerlerini belirler.

Siemens

Siemens kontrolleri, koordinat sistemlerini milimetre cinsinden tanımlamak için ISO Dialect Mode (G291) altında yürütüldüğünde G21 komutunu çözümler. Varsayılan ölçeklendirme ve yorumlayıcı sıfırlamaları MD10240 ve MD20154 ile yönetilir.

G21 komutunu kullanmak için derleyicinin ISO Dialect Mode (G291) sistemine geçmesi ve kodu kendi satırında başlatması gerekir: G291 ; G21 ;.

G21 komutuna geçtikten sonra yeni bir feedrate F komutu programlamamak, hatalı eksen hızlarına neden olur ve yol hızı Alarm 14800 hatasını tetikler.

Mitsubishi

Mitsubishi kontrolleri, tüm doğrusal eksenler için koordinatları milimetre cinsinden yorumlamak üzere G21 kullanır. Güç açıldığında geçerli olan HMI göstergeleri, offset ekranları ve parametreler için varsayılan birim sistemini belirleyen parameter #1041 ve giriş çözünürlüğünü yapılandıran parameter #1003 tarafından yönetilir.

Komut, kendi bloğunda tamamen yalnız yer almalıdır: G21 ;.

Mitsubishi offset kayıtları parameter #1041 I_inch değerine kilitli olduğundan, G21 komutu ekranları veya takım geometri tablolarını ölçeklendirmez; offsetlerin manuel olarak hesaplanmaması hatalı eksen konumlandırmasına neden olur.

Marka Karşılaştırmaları

Teknik Analiz

Birim sistemlerinin analitik karşılaştırması, bu kontrol platformları genelinde farklı preprocessor mantıklarını ortaya koymaktadır. Fanuc, birim sistemlerini değiştirmek için G-code Sistemleri A, B ve C'yi kullanır ve System C kullanan lathe programcılarını standart G21 yerine G71 komutunu kullanmaya zorlar. Ek olarak, System A kapsamındaki Fanuc lathe konfigürasyonları standart modal G90/G91 durumlarını reddeder. System A'da koordinat adresi harfleri koordinat tipini belirler; mutlak yollar X veya Z ile, artımlı (incremental) yollar ise U veya W ile tanımlanır. Programcılar, System A bir Fanuc lathe tezgahında G90 komutunu çalıştırmanın mutlak modu ayarlamak yerine boyuna tornalama canned cycle işlemini başlattığını unutmamalıdır.

Siemens, metrik girişe çift yorumlayıcı yapıları aracılığıyla yaklaşır. Tek bir parser içindeki arka plan hesaplamalarına güvenmek yerine Siemens, eski G21 komutlarını ISO Dialect Mode (G291) içine izole eder. Programcılar, G710 gibi yerel metrik ölçekleme komutlarını yürütmek için yerel Siemens Mode (G290) sistemine geçebilirler. Yalnızca koordinat ayrıştırmasını değiştiren standart ISO G21'in aksine, yerel Siemens G710 hem geometrik koordinatları hem de feedrate değerlerini ölçeklendirir. Siemens ayrıca, kanal reset parametrelerinin kilitli olduğu ve doğrudan ekran üzerinden değişiklik yapılmasını engelleyen 802D sl serisi gibi kompakt modellerde reset ayarlarını sınırlar.

Mitsubishi, program komut birimlerini HMI giriş ayarlarından ayırır. G21'i değiştirmek yalnızca G-code program bloklarını etkiler; ekran göstergelerini ve tool offset kayıtlarını parameter #1041 değerine bağlı bırakır. Operatörler, HMI konfigürasyonundan farklı birimlerde programlar çalıştırırken takım geometrisini manuel olarak yeniden hesaplamalıdır. Mitsubishi ayrıca kalıcı olarak kilitli bir metrik PLC window arayüzü uygular. G20 veya G21 komutlarından bağımsız olarak, PLC veri transferleri metrik cinsinden işlenir ve milimetre değerlerini korumak için arka plan mantığı gerektirir. Dinamik operasyonlar için Mitsubishi, otomatik çalışma sırasında modal G-code yapılarını lathe ve machining center modları arasında değiştirmek için G188 ve G189 program format anahtarlarını kullanır.

Program Örnekleri

Fanuc Kod Örneği

G21 ;
G00 X12.0 Z72.0 ;
G01 X120.0 W14.0 F0.15 ;

kuru çalıştırma (dry run)

Bu Fanuc programının bir kuru çalıştırma işlemi sırasında preprocessor koordinatları milimetre cinsinden değerlendirir. İlk blokta G21 metrik modu başlatır. Turret, rapid traverse (G00) ile mutlak çap X12.0 mm ve mutlak boylamasına koordinat Z72.0 mm konumuna hareket eder. Son blokta takım, 0.15 mm/rev (G95) kesme feedrate değeriyle mutlak çap X120.0 mm konumuna ilerlerken artı Z ekseni yönünde artımlı (incremental) olarak 14.0 mm hareket eder.

Siemens Kod Örneği

G291 ;
G21 ;
G00 X80. Z80.8 ;
G290 ;
G710 X20.0 Y30.0 F500.0 ;

kuru çalıştırma

Bu Siemens programının bir kuru çalıştırma işlemi sırasında G291 derleyiciyi ISO Dialect Mode sistemine geçirir. G21 komutu metrik sistemi ayarlar. Eksenler rapid traverse altında mutlak X80.0 mm ve Z80.8 mm koordinatlarına hareket eder. Ardından G290 komutu yorumlayıcıyı tekrar Siemens yerel moduna geçirir. Yerel mod altında G710 komutu koordinatları X20.0 mm ve Y30.0 mm olarak ölçeklendirirken feedrate değerini de otomatik olarak 500.0 mm/min seviyesine ölçeklendirir.

Mitsubishi Kod Örneği

G21 ;
G00 X100.0 Y100.0 Z50.0 ;
G01 G41 X120.0 Z-80.0 F150.0 ;

kuru çalıştırma

Bu Mitsubishi programının bir kuru çalıştırma işlemi sırasında G21 komutu metrik komut birimlerini ayarlar. Makine eksenleri mutlak X100.0 mm, Y100.0 mm ve Z50.0 mm koordinatlarına rapid konumlanır. Ardından eksenler, sol yönlü tool radius compensation (G41) aktifken 150.0 mm/min feedrate (G94) değerinde X120.0 mm ve Z-80.0 mm konumuna doğrusal bir interpolasyon (G01) ilerleme hareketi gerçekleştirir.

Hata Analizi

Uygulama Notu

Kayıtlarda aktif tool offsets değerleri bulunurken Fanuc Parameter No. 5040 Bit 3 (TCT) ayarının değiştirilmesi, doğrudan Alarm PS0368 hatasını tetikleyerek otomatik çevrimi durdurur. Benzer şekilde, Mitsubishi ünitelerinde Parameter #1041 I_inch metrik ayarı ile program biriminin uyuşmaması durumunda, eksenler beklenmedik şekilde kayar ve turret takım postunu döner chuck çenelerine çarparak spindle milinin kırılmasına yol açar. Bu tür yüksek maliyetli duruş süresi (downtime) ve parça hurdası (scrap) risklerini önlemek için kurulum sırasında Chuck ve Tailstock Barrier ekranlarından sanal sınırlar (G22/G23) tanımlanmalıdır. Siemens kontrolörlerinde ise MD20734 Bit 3 ($MC_EXTERN_FUNCTION_MASK Bit 3) değeri 1 yapılarak ISO tarayıcı alarmları gizlenebilse de, bu durum kontrolsüz eksen hareketlerinin ve hatalı parça üretiminin önüne geçemez. Güvenli bir üretim süreci yürütmek ve plansız duruş sürelerinden kaçınmak adına, her birim değişiminin ardından F feedrate değeri yeni birim sistemine göre manuel olarak yeniden programlanmalı ve kesim öncesinde havadaki ilk parça kuru çalıştırma süreci eksiksiz şekilde tamamlanmalıdır.

İlişkili Komut Ağı

• G20: Grup 06 içindeki doğrusal koordinatlar için inç giriş modunu seçer ve G21 için doğrudan iptal etme görevi görür.
• G71: Yerel Siemens Mode (G290) veya Fanuc Lathe G-code System C altında metrik uzunluk boyutlandırmasını seçer.
• G710: Hem geometrik koordinatlar hem de teknolojik feedrate değerleri için yerel Siemens Mode (G290) sisteminde metrik ölçeklemeyi seçer.
• G188: Otomatik çalışma sırasında modal G-code listelerini değiştirmek için Mitsubishi sistemlerinde dinamik program formatı anahtarını etkinleştirir.
• G95: G21 altında kesme feedrate değerlerini 0.01 mm/rev metrik artışlarla değerlendiren devir başına ilerleme modunu seçer.

Sonuç

Üretim maliyetlerini düşürmek ve parça hurda oranını sıfıra indirmek için G21 metrik komutunun her programın başında, bağımsız bir blokta çalıştırılması kritik bir standarttır. Program başlatılmadan önce HMI panelindeki aktif offset birimlerinin kontrol edilmesi ve Chuck Barrier sanal güvenlik alanlarının güncellenmesi tezgâh güvenliğini garanti altına alır. Özellikle Siemens kontrolörlerde feedrate uyumsuzluğunun yaratacağı plansız duruş sürelerinin önüne geçmek için F komutlarının yeni birime göre tanımlanması ve işleme öncesinde kuru çalıştırma testlerinin eksiksiz yapılması önerilir.

Sıkça Sorulan Sorular

CNC tezgahında G21 metrik moda geçildiğinde eksen çözünürlüğü ve konumlandırma hassasiyeti nasıl kontrol edilir?

G21 modunda eksenin en küçük hareket adımı Mitsubishi tezgahlarda parameter #1003 iunit üzerinden yapılandırılır ve bu ayar B (0.001 mm) ile E (0.000001 mm) arasında değişebilir. Yanlış çözünürlük ayarı mikron seviyesindeki hassas işlemlerde parça hurda (scrap) oranını artırır. Hassas kalıp ve havacılık parçalarını işlemeden önce parametre ekranından iunit değerini doğrulayarak makinenin mekanik tolerans limitlerini kontrol edin.

G21 metrik programı çalıştırırken aniden strok sınırı overtravel alarmı (Program Hatası P452) almanın nedeni nedir?

Bu durum, program koordinatları G21 ile milimetreye dönüştürülmüş olsa da Chuck ve Tailstock Barrier gibi sanal güvenlik sınırlarının HMI ayarlarında inç sistemine göre kilitli kalmasından kaynaklanır. Kontrolör, milimetre cinsinden gelen büyük bir eksen konumunu inç limitleriyle karşılaştırarak tezgahı acil durdurmaya zorlar ve duruş süresine (downtime) neden olur. Programı çalıştırmadan önce bariyer ayarları ekranından sanal güvenlik alanlarının sınır ölçülerini aktif program birimiyle uyumlu olacak şekilde yeniden hesaplayıp güncelleyin.

Birim sistemleri arasındaki dönüşüm hatalarından kaynaklanan turret çarpmalarını ve yüksek hurda maliyetlerini önlemek için en güvenli yazılımsal tedbir nedir?

Birim uyuşmazlığından kaynaklanan kazaları tamamen önlemek için program başlangıcında tezgahın aktif modal durumunu sorgulayan makro kod blokları kullanılmalıdır. Fanuc tezgahlarda aktif birimi tutan #4006 makro değişkeni veya Siemens sistemlerindeki $P_GG[6] değişkeni sorgulanarak yanlış birimde çalıştırılmaya çalışılan programlar otomatik olarak durdurulabilir. Ana programınızın ilk satırına modal birim kontrolü gerçekleştiren ve uyuşmazlık anında alarm üreten bir makro satırı (örneğin Fanuc için IF [#4006 EQ 20] #3000=1 (BIRIM HATASI) gibi) ekleyin.