MasViewer – GCode-Simulation in 3D

MasViewer zeigt, was eine CNC-Fräse tun wird, bevor sie es tut. Das Programm liest eine GCode-Datei ein und fährt die Werkzeugwege dreidimensional ab – anhalten, schrittweise weitergehen, an eine bestimmte Zeile springen, Geschwindigkeit ändern.

Entstanden ist es aus dem Bedarf an meiner eigenen CNC-Fräse. Ein Programmierfehler im GCode ist auf der Maschine teuer: Im besten Fall ist das Werkstück Ausschuss, im schlechteren bricht der Fräser oder die Maschine fährt in die Aufspannung. Eine Simulation davor kostet dagegen nichts.

Besonderheit unter der Haube: Die 3D-Darstellung läuft über einen selbstgeschriebenen Software-Renderer auf GDI+ – ohne OpenGL, ohne DirectX, ohne ein einziges NuGet-Paket. Kamera, Projektion und Vektormathematik sind Teil des Projekts. Das macht die Anwendung zu einer einzelnen EXE ohne Laufzeitabhängigkeiten ausser dem, was Windows ohnehin mitbringt.

Technische Daten

Was die Simulation zeigt

Die Werkzeugwege werden nach Bewegungsart eingefärbt: Eilgang G0 orange, Vorschub G1 cyan, Kreisbögen G2/G3 violett. Der noch bevorstehende Weg erscheint gedämpft, der bereits gefahrene kräftig – man sieht auf einen Blick, wo das Programm steht und was noch kommt.

Parallel laufen die Werte mit, die beim Prüfen eines Programms zählen: aktuelle Position X/Y/Z, Vorschub, Drehzahl, Zeilennummer und Modus – dazu die Minimal- und Maximalwerte aller drei Achsen über das gesamte Programm. Gerade Letzteres beantwortet die wichtigste Frage vor dem Start: Bleibt alles im Verfahrweg, und taucht Z nirgends tiefer ein als gewollt?

Bedienung

• Start, Pause, Stop sowie schrittweises Vorgehen: Schritt (ein Segment), Zeile (eine GCode-Zeile) oder Operation (vom aktuellen bis zum nächsten G-Befehl)
• Geschwindigkeit 0,1× bis 20× und ein Fortschritts-Schieber zum Anspringen beliebiger Stellen
• Klick auf eine GCode-Zeile setzt die Simulation genau dorthin – praktisch, wenn man eine verdächtige Stelle gezielt ansehen will
• GCode direkt bearbeiten und speichern: ändern, neu parsen lassen, überschreiben oder unter neuem Namen ablegen
• Frei setzbarer Werkstück-Nullpunkt in X/Y/Z relativ zur Tischebene
• Ansicht: linke Maustaste drehen, rechte verschieben, Mausrad zoomen

Unterstützter GCode

• G0/G1 – Eilgang und Vorschub, linear
• G2/G3 – Kreisbögen, wahlweise über I/J/K oder R
• G17/G18/G19 – Arbeitsebene XY, XZ, YZ
• G20/G21 – Zoll oder Millimeter
• G90/G91 – Absolut- und Inkrementalmass
• G53 – zeilenweise Fahrt in Maschinenkoordinaten
• Bohrzyklen G81, G82, G83, G73 mit G80, G98/G99 – jede Bohrung als eigene Operation
• S Drehzahl, F Vorschub, Kommentare in Klammern und nach Semikolon

Download und Quellcode

Auf GitHub liegt unter „Releases“ ein fertiger MSI-Installer – herunterladen, ausführen, fertig. Voraussetzung ist Windows 10 oder 11 mit .NET Framework 4.8, das dort ohnehin vorhanden ist. Der Quellcode steht unter MIT-Lizenz und lässt sich mit Visual Studio ohne weitere Abhängigkeiten bauen.

Optional kann eine GCode-Datei als Startparameter übergeben werden, dann öffnet sie das Programm direkt.

• MasViewer auf GitHub (Quellcode und Installer)