Relativmaß-Programmierung: G91 und G90 im Vergleich

Thema: CNC-Programmierung & G-Code

Die Frage lautet entweder „Wo soll das Werkzeug hin?“ oder „Wie weit soll es von hier aus fahren?“. Beides kann dieselbe Kontur beschreiben. Der Unterschied liegt in den Zahlen und in der Information, die man zum Verstehen des nächsten Satzes braucht. Gerade an einer selbst auf CNC umgerüsteten Maschine wie meiner BF 20 möchte ich diese Unterscheidung sauber nachvollziehen können.

G90 und G91 an derselben Bahn

Wir verwenden die XY-Punkte A(10|10), B(30|20), C(60|20) und D(60|50). Alle Werte sind Millimeter im selben Werkstücksystem. A ist die vorausgesetzte Startposition. Es gelten ein einfacher kartesischer Aufbau und keine zusätzlichen Transformationen oder Werkzeugradiuskorrekturen.

Für den ersten Abschnitt ergibt sich X10 + 20 = X30 und Y10 + 10 = Y20. Der zweite Abschnitt addiert weitere 30 mm in X. Die beiden Schreibweisen sind geometrisch gleichwertig, wenn Anfangszustand, Befehlsfolge und übrige Einstellungen übereinstimmen.

Zwei kommentierte Programmausschnitte

Diese LinuxCNC-nahen Ausschnitte zeigen nur die Maßangabe. G21, G17, G94 und G54 sowie die Startlage A werden vorausgesetzt. F300 ist ein frei gewählter Lehrwert und keine Schnittdatenempfehlung. Z und die reale Einrichtung sind nicht Bestandteil des Beispiels.

G90
G1 X30 Y20 F300
X60 Y20
X60 Y50

G91
G1 X20 Y10 F300
X30 Y0
X0 Y30

Der jeweilige Maßmodus bleibt wirksam, bis er geändert wird. Nach einem relativen Abschnitt sollte der für den nächsten Abschnitt benötigte Modus ausdrücklich festgelegt werden. G90 allein bewegt nichts und setzt keinen Nullpunkt. Es ändert nur, wie folgende geeignete Achsangaben zu lesen sind.

Wann relative Angaben übersichtlicher sind

Ein wiederkehrender Abstand lässt sich als Weg direkt ausdrücken. Bei einer gedachten Lochreihe mit 15 mm Teilung ist „weitere 15 mm“ leicht zu erkennen. Absolute Zielkoordinaten sind dagegen oft einfacher mit einer Zeichnung zu vergleichen. Die Entscheidung richtet sich danach, welche Darstellung sich zuverlässiger prüfen lässt; ein Maßmodus ist nicht grundsätzlich professioneller als der andere.

Ein häufiger Denkfehler: G90 bedeute automatisch Maschinenkoordinaten. Tatsächlich können absolute Zielwerte im ausgewählten Werkstücksystem gelten. Maschinenkoordinaten und absolute Maßangabe sind zwei verschiedene Ebenen der Beschreibung. Wie der Maschinenbezug angesprochen wird, steht im jeweiligen Steuerungshandbuch.

Fehlerfortpflanzung richtig verstehen

Wird im relativen Beispiel der erste X-Weg versehentlich als 21 statt 20 eingegeben, verschieben sich bei unveränderten Folgeschritten auch die nachfolgenden X-Ziele um 1 mm. Das ist eine Folge der falschen Programmsumme. Eine spätere absolute X-Vorgabe kann die programmierte Zielkoordinate wieder eindeutig setzen.

Davon zu unterscheiden sind mechanische Abweichungen oder eine verlorene Positionszuordnung. Ein Wechsel zu G90 repariert weder Schrittverluste noch Umkehrspiel, eine lose Kupplung oder einen falsch gesetzten Bezug. Umgekehrt verursacht G91 nicht zwangsläufig Positionsfehler und verlangt nicht allein wegen seiner Verwendung regelmäßig eine neue Referenzfahrt.

Kreismittelpunkte separat prüfen

Bei Kreisbögen können I, J und K einen eigenen Maßmodus haben. LinuxCNC unterscheidet dafür G90.1 und G91.1. Aus G90 für die Endpunktkoordinaten folgt daher nicht automatisch eine absolute Mittelpunktangabe. Die Einzelheiten zeigt das G03-Beispiel.

Als Grundlage dienen Koordinaten beim Fräsen und der Aufbau eines NC-Satzes. Für das reale Einrichten bleibt die Trennung von Maschinen- und Werkstückbezug entscheidend.