CNC Programlamanın Temeli: G21 Kodu ve Metrik Sistem Kullanımı
Modern imalat sanayinin vazgeçilmez teknolojisi olan CNC (Bilgisayarlı Sayısal Kontrol), hassas ve tekrarlanabilir parça üretiminde devrim yaratmıştır. Bu teknolojinin temelini ise takım yollarını, hızları ve diğer fonksiyonları tanımlayan G kodları oluşturur. Bu kodlar arasında, belki de en temel ve önemli olanlardan biri G21 komutudur. Peki, CNC torna ve işleme merkezlerinde sıklıkla karşılaştığımız G21 kodu tam olarak nedir, neden bu kadar önemlidir ve farklı kontrol ünitelerinde nasıl kullanılır? Bu makalede, G21 komutunu A’dan Z’ye inceleyecek, yeni başlayanlardan uzmanlara kadar herkesin faydalanabileceği bilgiler sunacağız.
G21 Komutu Nedir? 
Anlamı ve Önemi
CNC programlamada G21, kullanılacak ölçü birimi sistemini metrik (milimetre) olarak ayarlayan modal bir G kodudur. Yani, bir program bloğunda G21 komutu çalıştırıldığında, o andan itibaren programdaki tüm koordinat değerleri (X, Y, Z eksenleri), yarıçaplar (R), ilerleme hızları (F) ve diğer boyut belirten parametreler milimetre cinsinden yorumlanır.
Neden Önemli?
- Uluslararası Standart: Metrik sistem, dünya genelinde mühendislik ve imalat alanlarında en yaygın kullanılan ölçü birimi sistemidir. G21 kullanımı, programların uluslararası düzeyde anlaşılabilirliğini ve taşınabilirliğini artırır.
- Hassasiyet: Özellikle küçük ve karmaşık parçaların işlenmesinde milimetre cinsinden çalışmak, daha hassas kontrol ve programlama imkanı sunabilir.
- Yaygın Kullanım: Türkiye’deki ve Avrupa’daki birçok işletme, teknik resimlerini ve üretim süreçlerini metrik sisteme göre standartlaştırmıştır. Bu nedenle G21, günlük CNC operasyonlarının ayrılmaz bir parçasıdır.
- Tutarlılık: Programın başında ölçü birimini net bir şekilde tanımlamak, program boyunca karışıklığı önler ve olası pahalı hataların önüne geçer.
G21 vs. G20:
G21’in karşıtı G20 komutudur. G20, ölçü birimi sistemini inç (inch) olarak ayarlar. Bir programda ya G21 ya da G20 kullanılır. Genellikle programın en başında, diğer ayarlamalardan önce bu seçim yapılır. G21 aktifken girilen X10.0 değeri 10 milimetre anlamına gelirken, G20 aktifken girilen X10.0 değeri 10 inç (yaklaşık 254 mm) anlamına gelir. Bu nedenle doğru komutun seçilmesi hayati önem taşır.
CNC Torna ve İşleme Merkezlerinde G21 Kullanımı 
Hem CNC tornalar hem de CNC işleme merkezleri, parçaları şekillendirmek için G kodlarını kullanır. G21 komutunun temel işlevi her iki makine tipinde de aynıdır: ölçü birimini milimetre olarak ayarlamak. Ancak makinelerin çalışma prensipleri ve eksen yapıları farklı olduğu için G21’in etkilediği parametreler ve programlama bağlamı değişiklik gösterebilir.
CNC Torna Tezgahları
CNC tornalar genellikle dönen bir iş parçası üzerinden malzeme kaldırarak silindirik veya konik şekiller oluşturur. Temel eksenleri şunlardır:
- X Ekseni: Parçanın çapını kontrol eder.
- Z Ekseni: Parçanın uzunluğunu kontrol eder.
CNC tornada G21 komutu kullanıldığında:
- Tüm X ve Z eksen hareketleri milimetre cinsinden tanımlanır. Örneğin,
G01 Z-50.0 F0.2;komutu, takımın Z ekseninde 50 mm negatif yönde, dakikada 0.2 mm/devir ilerleme hızıyla hareket etmesini sağlar. - Takım yarıçap telafisi (G41/G42) değerleri milimetre cinsinden girilir.
- Diş çekme adımları (pitch) milimetre cinsinden belirtilir.
- Sabit kesme hızı (G96) için tanımlanan maksimum devir (G50 veya G92) dışındaki tüm koordinatlar metrik sisteme tabidir.
CNC İşleme Merkezleri (Freze)
CNC işleme merkezleri (genellikle freze olarak da adlandırılır), dönen bir kesici takım kullanarak iş parçasından malzeme kaldırır. Daha karmaşık geometriler oluşturabilirler ve genellikle en az üç doğrusal eksene sahiptirler:
- X Ekseni: Tabla veya takımın sağa/sola hareketi.
- Y Ekseni: Tabla veya takımın ileri/geri hareketi.
- Z Ekseni: Takımın iş parçasına doğru dikey hareketi (derinlik).
CNC işleme merkezinde G21 komutu kullanıldığında:
- Tüm X, Y ve Z eksen hareketleri milimetre cinsinden tanımlanır. Örneğin,
G01 X100.0 Y50.0 Z-5.0 F500;komutu, takımın belirtilen X, Y, Z koordinatına dakikada 500 mm ilerleme hızıyla doğrusal hareket etmesini sağlar. - Takım yarıçap (D) ve takım boyu (H) ofsetleri milimetre cinsinden girilir.
- Delik delme çevrimlerindeki (G81, G83 vb.) derinlik (Z), geri çekilme mesafesi (R), paso miktarı (Q) gibi değerler milimetre cinsinden tanımlanır.
- Dairesel interpolasyon (G02/G03) için kullanılan yarıçap (R) veya merkez koordinatları (I, J, K) milimetre cinsinden belirtilir.
Özetle: G21’in temel görevi aynı kalsa da, tornada çap/boyut (X/Z), frezede ise konum (X/Y/Z) ve ilgili tüm parametrelerin milimetre cinsinden yorumlanmasını sağlar.
Popüler Kontrol Ünitelerinde G21 
CNC tezgahları, farklı üreticilerin geliştirdiği kontrol üniteleri tarafından yönetilir. Bu üniteler, G kodlarını yorumlayarak makinenin hareketlerini kontrol eder. En yaygın kontrol üniteleri Fanuc, Siemens, Haas, Mazatrol, Heidenhain ve Mitsubishi’dir. Neyse ki, G21 komutu ISO (Uluslararası Standartlar Organizasyonu) standardı kapsamında yer aldığı için çoğu modern kontrol ünitesinde aynı anlama gelir ve benzer şekilde kullanılır. Ancak yine de bazı küçük farklılıklar veya dikkat edilmesi gereken noktalar olabilir.
Fanuc
Dünya genelinde en yaygın kullanılan kontrol ünitelerinden biridir. Fanuc sistemlerinde G21 komutu standart olarak desteklenir ve genellikle programın ilk satırlarında kullanılır.
- Kullanım:
G21; - Varsayılan Durum: Genellikle makine parametrelerine bağlı olarak G20 veya G21 varsayılan olabilir. Güvenli tarafta kalmak için program başında G21 (veya G20) komutunu açıkça belirtmek en iyisidir.
- Modal: Bir kez aktif edildiğinde, G20 ile değiştirilene veya sistem sıfırlanana kadar geçerlidir.
Siemens (Sinumerik)
Siemens kontrol üniteleri de oldukça popülerdir ve özellikle Avrupa’da yaygındır. G21 komutunu tam olarak destekler.
- Kullanım:
G21; - Varsayılan Durum: Fanuc’a benzer şekilde, varsayılan durum parametrelerle ayarlanabilir, ancak program başında belirtilmesi önerilir.
- Ek Bilgi: Siemens, G kodlarının yanı sıra kendine özgü çevrimleri ve fonksiyonları da içerir, ancak temel ölçü birimi seçimi G21 ile yapılır.
Haas
Haas kontrol üniteleri, genellikle Fanuc uyumluluğu ile bilinir ve kullanımı kolay arayüzler sunar.
- Kullanım:
G21; - Benzerlik: G21 komutunun işleyişi Fanuc ile neredeyse aynıdır.
- Ayarlar: Kontrol panelindeki “Settings” menüsünden varsayılan ölçü birimi (Setting 9) ayarlanabilir, ancak program içindeki G21 komutu bu ayarı geçersiz kılar.
Mazatrol (Mazak)
Mazak tezgahları genellikle hem Mazatrol diyalog bazlı programlama sistemini hem de standart G kodu (EIA/ISO) modunu destekler.
- EIA/ISO Modu: Bu modda G21 komutu, diğer kontrol ünitelerindeki gibi çalışır:
G21; - Mazatrol Modu: Mazatrol’un kendi arayüzünde ölçü birimi genellikle program oluşturulurken veya makine ayarlarından seçilir. G kodları doğrudan kullanılmaz, ancak arka planda benzer bir mantık işler. Eğer G kodu programı çalıştırılıyorsa, G21 geçerlidir.
Heidenhain
Heidenhain kontrol üniteleri, özellikle yüksek hassasiyet gerektiren işlerde ve kalıpçılık sektöründe tercih edilir. Heidenhain’in kendine özgü “Klartext” adında bir programlama dili vardır, ancak ISO G kodu modunu da destekler.
- ISO Modu: Bu modda G21 komutu standart şekilde kullanılır:
G21; - Klartext Modu: Heidenhain’in kendi dilinde ölçü birimi genellikle programın başında
UNIT MMveyaUNIT INCHkomutlarıyla belirlenir.UNIT MMkomutu, G21’in Klartext dilindeki karşılığıdır. - Uyumluluk: Heidenhain kontrol üniteleri genellikle G kodlarını yorumlama konusunda esnektir, ancak hangi modun aktif olduğuna dikkat etmek gerekir.
Mitsubishi
Mitsubishi kontrol üniteleri de özellikle Asya pazarında ve bazı Avrupa makinelerinde bulunur.
- Kullanım:
G21; - İşleyiş: G21 komutu, Fanuc ve Siemens gibi diğer yaygın kontrol üniteleriyle benzer şekilde çalışır.
Genel Değerlendirme: Gördüğünüz gibi, G21 komutunun kendisi büyük ölçüde standartlaşmıştır. Farklılıklar genellikle kontrol ünitesinin genel arayüzü, varsayılan ayarları veya G kodları dışındaki özel fonksiyonlarında ortaya çıkar. Programlamada en güvenli yaklaşım, programın başında G21 (veya G20) komutunu açıkça belirterek ölçü birimini netleştirmektir.
G21 Komutu ile Detaylı Örnek Programlar 
G21 komutunun pratikte nasıl kullanıldığını daha iyi anlamak için hem basit hem de daha karmaşık örnek programları inceleyelim. Örnekler belirli kontrol ünitelerine odaklanmış gibi görünse de, G21 kullanımı temel olarak diğer ünitelerde de benzerdir.
Basit Örnek (Genel Amaçlı)
%
O0001 (BASIT G21 ORNEGI)
G21 G90 G17 G40 G80 ; Metrik, Absolut, XY Düzlemi, Telafi İptal, Çevrim İptal
T1 M6 ; Takım 1'i al
G54 ; İş parçası sıfırını seç
S1500 M3 ; Fener milini 1500 dev/dak CW döndür
G00 X0 Y0 ; Hızlı hareketle başlangıç noktasına git
G43 H1 Z50.0 ; Takım boyu telafisi aktif, Z ekseninde 50mm yukarıda konumlan
Z10.0 ; Hızlı hareketle 10mm mesafeye yaklaş
G01 Z-5.0 F300 ; 5mm derinliğe 300 mm/dak ilerlemeyle dal
G01 X100.0 F500 ; X ekseninde 100mm ilerle
G01 Y50.0 ; Y ekseninde 50mm ilerle
G01 X0 ; X ekseninde 0'a geri dön
G01 Y0 ; Y ekseninde 0'a geri dön
G00 Z50.0 ; Hızlı hareketle güvenli mesafeye çık
M5 ; Fener milini durdur
M30 ; Program sonu ve başa dön
%
Açıklama: Programın hemen başında G21 komutu ile tüm koordinatların (X, Y, Z), ilerlemelerin (F) ve ofsetlerin (H1) milimetre cinsinden olduğu belirtilmiştir.
CNC Torna Örneği (Fanuc Odaklı)
Bu örnekte, 50mm çapında bir milden 40mm çapa, 30mm boyunda tornalama işlemi yapılmaktadır.
%
O0002 (TORNA G21 ORNEGI - FANUC)
G21 G99 G40 G80 ; Metrik (mm), İlerleme mm/devir, Telafi İptal, Çevrim İptal
G28 U0 W0 ; Referans noktasına gönder (Güvenlik)
T0101 ; Takım 1, Ofset 1'i seç
G96 S200 M3 ; Sabit kesme hızı 200 m/dak, Fener mili CW
G50 S3000 ; Maksimum fener mili devrini 3000 ile sınırla
G00 X55.0 Z5.0 M8 ; Hızlı hareketle parçaya yaklaş (Çap 55mm, Z 5mm), Soğutma sıvısı açık
G01 Z0 F0.25 ; Alın tornalama başlangıcı (Z0'a ilerle)
G01 X-1.6 F0.15 ; Merkez deliğine kadar inerek alın tornalamayı tamamla (Çap -1.6)
G00 X52.0 Z2.0 ; Hızlı hareketle alın tornalamadan çık
(KABA TORNALAMA)
G00 X48.0 Z2.0 ; İlk paso için yaklaş (Çap 48mm)
G01 Z-30.0 F0.3 ; Z ekseninde -30mm'ye kadar tornala
G00 U2.0 Z2.0 ; Çaptan 2mm (U2.0), Z'de 2mm geri çekil
G00 X44.0 ; İkinci paso için yaklaş (Çap 44mm)
G01 Z-30.0 F0.3 ; Z ekseninde -30mm'ye kadar tornala
G00 U2.0 Z2.0 ; Çaptan 2mm, Z'de 2mm geri çekil
G00 X40.5 ; Son kaba paso için yaklaş (Çap 40.5mm - finish için 0.5mm pay)
G01 Z-30.0 F0.3 ; Z ekseninde -30mm'ye kadar tornala
G00 U2.0 Z5.0 ; Çaptan 2mm, Z'de 5mm geri çekil
(FINISH TORNALAMA)
T0202 ; Takım 2, Ofset 2'yi seç (Finish takımı)
G96 S250 M3 ; Sabit kesme hızı 250 m/dak
G50 S3500 ; Maksimum devir 3500
G00 X40.0 Z5.0 M8 ; Hızlı hareketle finish başlangıcına yaklaş (Çap 40mm)
G01 Z0 F0.15 ; Alın yüzeyine temas et
G01 Z-30.0 F0.1 ; Z ekseninde -30mm'ye kadar finish tornalama
G01 X45.0 Z-35.0 ; 45 derecelik pah kır (Opsiyonel)
G00 Z100.0 ; Güvenli Z mesafesine çekil
G28 U0 W0 M9 ; Referans noktasına git, Soğutma sıvısı kapalı
M5 ; Fener milini durdur
M30 ; Program sonu
%
Açıklama: G21 programın başında metrik sistemi aktive eder. Tüm X (çap) ve Z (boy) değerleri, ilerleme hızları (F - mm/devir) ve takım ofsetleri milimetre cinsindendir. U ve W artışlı hareketler de milimetre cinsinden yorumlanır.
CNC İşleme Merkezi Örneği (Siemens Odaklı - ISO Modu)
Bu örnekte, 100x100 mm bir kare cep, 10mm derinliğinde boşaltılacaktır.
%_N_PROGRAM_NAME_MPF
;$PATH=/_N_WKS_DIR/_N_BOX_POCKET_WPD
; SIEMENS ORNEK - G21 KULLANIMI
MSG("100x100 KARE CEP BOSALTMA")
G21 G90 G17 G40 G80 ; Metrik, Absolut, XY Düzlemi, Telafi İptal, Çevrim İptal
G54 ; İş parçası sıfırı (Genellikle parçanın sol alt köşesi veya merkezi)
T="ENDMILL_10MM" ; Takım adı (Siemens'te tanımlı)
M6 ; Takımı değiştir
S4000 M3 ; Fener mili 4000 dev/dak CW
G00 X0 Y0 Z50.0 ; Hızlı hareketle parça merkezine ve güvenli Z yüksekliğine
G00 Z10.0 M8 ; Soğutma sıvısı açık, 10mm mesafeye yaklaş
(CEP BOSALTMA - Z -5.0mm)
G00 Z-4.5 ; İlk paso derinliğine yaklaş (-4.5mm)
G01 Z-5.0 F500 ; İlk paso derinliğine (-5mm) ilerlemeyle dal
G41 D1 X5.0 Y5.0 F1000 ; Takım telafisi sol (G41), D1 ofseti, Cep başlangıç noktasına git (5,5)
G01 Y95.0 ; Y+ yönünde 95mm ilerle
G01 X95.0 ; X+ yönünde 95mm ilerle
G01 Y5.0 ; Y- yönünde 5mm'ye geri dön
G01 X5.0 ; X- yönünde 5mm'ye geri dön (İlk paso tamamlandı)
(CEP BOSALTMA - Z -10.0mm)
G00 Z-9.5 ; İkinci paso derinliğine yaklaş (-9.5mm)
G01 Z-10.0 F500 ; İkinci paso derinliğine (-10mm) ilerlemeyle dal
G01 Y95.0 F1000 ; Y+ yönünde 95mm ilerle
G01 X95.0 ; X+ yönünde 95mm ilerle
G01 Y5.0 ; Y- yönünde 5mm'ye geri dön
G01 X5.0 ; X- yönünde 5mm'ye geri dön (İkinci paso tamamlandı)
G40 G00 X0 Y0 ; Telafiyi iptal et, Merkeze geri dön
G00 Z50.0 M9 ; Güvenli Z yüksekliğine çık, Soğutma sıvısı kapalı
M5 ; Fener milini durdur
M30 ; Program sonu
Açıklama: G21 komutu ile metrik programlama modu seçilmiştir. X, Y, Z koordinatları, ilerleme (F - mm/dak), Z derinlikleri ve takım yarıçap telafisi (G41 ile D1 ofseti) milimetre cinsinden tanımlanmıştır. Siemens’te takım adı T="AD" şeklinde veya T1 gibi numara ile çağrılabilir. MSG komutu ekranda mesaj gösterir.
G21 Kullanımında Dikkat Edilmesi Gerekenler ve İpuçları 
G21 komutunun doğru ve etkin kullanımı, hatasız ve verimli bir üretim süreci için kritik öneme sahiptir. İşte dikkat edilmesi gereken bazı önemli noktalar ve ipuçları:
- Programın Başında Kullanım: G21 (veya G20) komutunu her zaman programın en başına, genellikle ilk anlamlı satıra yerleştirin. Bu, programın geri kalanının hangi ölçü birimine göre yorumlanacağını netleştirir.
- Modal Komut: G21 modal bir komuttur. Yani, bir kez aktif edildiğinde, başka bir G kodu (G20 gibi) tarafından değiştirilene veya kontrol ünitesi sıfırlanana (örneğin M30 veya Reset tuşu ile) kadar geçerliliğini korur.
- Mutlak Tutarlılık: Program boyunca ölçü birimi konusunda tutarlı olun. Yanlışlıkla metrik ve inç değerlerini karıştırmak, yanlış boyutlarda parça üretilmesine, takım kırılmasına veya makine hasarına yol açabilir.
- CAM Yazılımı ve Post-Processor: Eğer CAD/CAM yazılımı kullanarak CNC programları oluşturuyorsanız, kullandığınız post-processor’ün (programı makinenin anlayacağı G koduna çeviren ara yazılım) doğru ölçü birimine (metrik için G21) göre ayarlandığından emin olun. Post-processor ayarlarındaki bir hata, tüm programın yanlış ölçü biriminde üretilmesine neden olabilir.
- Makine Parametreleri: Çoğu CNC kontrol ünitesinde, makinenin varsayılan olarak hangi ölçü biriminde başlayacağını belirleyen sistem parametreleri bulunur. Ancak bu parametrelere güvenmek yerine, her programın başında G21 veya G20 komutunu kullanarak ölçü birimini açıkça belirtmek çok daha güvenli bir programlama pratiğidir.
- Takım Ofsetleri ve İş Parçası Sıfırı (Work Offset): G21 aktifken, takım boyu (H) ve takım yarıçapı (D veya R) ofsetleri ile iş parçası sıfır noktası (G54, G55 vb.) koordinatları mutlaka milimetre cinsinden girilmelidir. İnç sisteminden metrik sisteme geçiş yaparken bu değerlerin doğru bir şekilde dönüştürülüp girilmesi çok önemlidir (1 inç = 25.4 mm).
- Alt Programlar (Subprograms): Eğer ana programınız metrik (G21) ise, çağırdığınız alt programların da metrik sisteme uygun yazıldığından veya alt programın başında da G21 komutunun bulunduğundan emin olun.
Sonuç ve Özet 
G21 komutu, CNC programlamanın temel yapı taşlarından biridir ve modern imalatta metrik ölçü sisteminin standart olarak kullanılmasını sağlar. CNC torna ve işleme merkezlerinde koordinatların, ilerlemelerin ve ofsetlerin milimetre cinsinden tanımlanmasını sağlayarak uluslararası uyumluluk, hassasiyet ve programlama tutarlılığı sunar.
Fanuc, Siemens, Haas, Mazatrol (EIA/ISO modunda), Heidenhain (ISO modunda) ve Mitsubishi gibi popüler kontrol ünitelerinin büyük çoğunluğu G21 komutunu standart ISO tanımlamasına uygun olarak destekler. Bu da G21’i evrensel bir komut haline getirir.
Başarılı bir CNC programlama için G21 komutunu programın başında açıkça belirtmek, tüm ilgili değerleri (koordinatlar, ofsetler, ilerlemeler) metrik sisteme göre girmek ve program boyunca ölçü birimi tutarlılığını korumak esastır. Bu basit ama kritik komutun doğru anlaşılması ve uygulanması, üretim süreçlerinizin doğruluğunu, verimliliğini ve güvenliğini artırmanın anahtarıdır.
Umarız bu kapsamlı makale, G21 komutu hakkındaki bilgilerinizi pekiştirmiş ve CNC programlama yolculuğunuzda size değerli bir kaynak olmuştur.