Наиболее важные команды G-кода
Если ваша работа или хобби касаются станков с ЧПУ или 3D-принтеров, то понимание того, что такое G-код и как он работает, имеет важное значение для вас. Итак, в этом руководстве мы изучим основы языка G-кода, каковы наиболее важные или распространенные команды G-кода, и мы объясним, как они работают.
Что такое G-код?
G-code — это язык программирования для станков с ЧПУ (числовое программное управление). G-код означает «геометрический код». Мы используем этот язык, чтобы сказать машине, что делать или как что-то делать. Команды G-кода указывают машине, куда двигаться, с какой скоростью двигаться и по какому пути двигаться.
В случае станка, такого как токарный или фрезерный, режущий инструмент приводится в действие этими командами, чтобы следовать определенной траектории инструмента, срезая материал, чтобы получить желаемую форму.
Точно так же в случае аддитивного производства или 3D-принтеров команды G-кода инструктируют машину наносить материал слой за слоем, формируя точную геометрическую форму.
Как читать команды G-кода?
На первый взгляд, когда вы видите файл G-кода, он может показаться довольно сложным, но на самом деле его не так уж и сложно понять.
Если мы внимательно посмотрим на код, мы можем заметить, что большинство строк имеют одинаковую структуру. Кажется, что «сложная» часть G-кода — это все те числа, которые мы видим, которые являются просто координатами.
Давайте взглянем на одну строчку и объясним, как она работает.
G01 X247.951560 Y11.817060 Z-1.000000 F400.000000
Строка имеет следующую структуру:
Наиболее важные / распространенные команды G-кода
Итак, теперь, когда мы знаем, как читать строку G-кода, мы можем взглянуть на наиболее важные или часто используемые команды G-кода. Мы узнаем, как работает каждый из них, на нескольких примерах, и к концу этого руководства мы сможем полностью понять, как работает G-код, как читать, как изменять и даже как писать наш собственный G-код. К основным командам G-кода еще можно добавить команды управления оборудованием станка с ЧПУ, которые так же называются М-код. Они отвечают за такие действия как включение шпинделя, подача СОЖ, смена инструмента и так далее.
G00 — быстрое перемещение
Команда G00 перемещает станок с максимальной скоростью движения из текущего положения в заданную точку или координаты, указанные в команде. Станок будет перемещать все оси одновременно, поэтому они завершают движение одновременно. Это приводит к прямолинейному перемещению к новой точке положения.
G00 не является режущим движением, и его цель — просто быстро переместить машину в желаемое положение, чтобы начать какую-либо работу, такую как резка или печать.
G01 — линейная интерполяция
В отличие от команды G00, которая используется только для позиционирования, команда G01 используется, когда станок выполняет свою основную работу. В случае токарного или фрезерного станка — резка материала по прямой линии, а в случае 3D-принтера — экструзии материала по прямой линии.
G02 — круговая интерполяция по часовой стрелке
Команда G02 указывает машине двигаться по часовой стрелке по круговой схеме. Принцип тот же что и у команды G01, и она используется при выполнении соответствующего процесса обработки. В дополнение к параметрам конечной точки здесь нам также необходимо определить центр вращения или расстояние начальной точки дуги от центральной точки дуги. Начальная точка фактически является конечной точкой предыдущей команды или текущей точкой.
Для лучшего понимания мы добавим команду G02 после команды G01 из предыдущего примера.
Итак, в первом примере у нас есть команда G01, которая перемещает машину в точку X5, Y12. Теперь это будет отправной точкой для команды G02. С помощью параметров X и Y команды G02 мы устанавливаем конечную точку. Теперь, чтобы добраться до этой конечной точки, используя круговое движение или дугу, нам нужно определить ее центральную точку. Мы делаем это с помощью параметров I и J. Значения I и J относятся к начальной или конечной точке предыдущей команды. Итак, чтобы получить центральную точку по X5 и Y7, нам нужно сделать смещение 0 по оси X и смещение -5 по оси Y.
Конечно, мы можем установить центральную точку в любом другом месте, таким образом мы получим другую дугу, которая заканчивается в той же конечной точке. Вот пример этого:
Итак, здесь у нас все еще есть та же конечная точка, что и в предыдущем примере (X10, Y7), но теперь центральная точка находится в другом положении (X0, Y2). Благодаря этому мы получили более широкую дугу по сравнению с предыдущей.
G00, G01, G02 Пример — ручное программирование G-кода
Давайте посмотрим на простой пример фрезерования с ЧПУ с использованием этих трех основных команд G-кода: G00, G01 и G02.
Чтобы получить траекторию для формы, показанной на изображении выше, нам нужно выполнить команды G-кода:
Как только мы достигаем точки C (5,25), у нас есть еще одна команда G01 для достижения точки D (25,25). Затем мы используем команду G02, круговое движение, чтобы добраться до точки E (35,15) с центральной точкой (25,15). На самом деле у нас есть такая же центральная точка (25,15) для следующей команды G02, чтобы добраться до точки F (31,7). Однако мы должны отметить, что параметры I и J отличаются от предыдущей команды, потому что мы смещаем центр от последней конечной точки или точки E. Мы завершаем траекторию инструмента другой командой G01, которая выводит нас из точки F (31, 7) вернуться к пункту Б (5,5).
Итак, вот как мы можем вручную запрограммировать G-код для создания этой формы. Однако мы должны отметить, что это не полный G-код, потому что нам не хватает еще нескольких основных команд. Мы сделаем полный G-код в следующем примере, так как сначала нам нужно объяснить эти команды G-кода.
G03 — круговая интерполяция против часовой стрелки
Как и G02, команда G-кода G03 определяет движение станка по круговой схеме. Единственная разница здесь в том, что движение идет против часовой стрелки. Все остальные функции и правила такие же, как у команды G02.
G20 / G21 — Выбор единиц
Команды G20 и G21 определяют единицы G-кода: дюймы или миллиметры.
Отметим, что единицы должны быть установлены в начале программы. Если мы не укажем единицы измерения, машина будет рассматривать значения по умолчанию, установленные предыдущей программой.
G17 / G18 / G19 — выбор плоскости G-кода
С помощью этих команд G-кода мы выбираем рабочую плоскость станка.
G17 используется по умолчанию для большинства станков с ЧПУ, но два других также можно использовать для выполнения определенных движений.
G28 — Возвращение домой
Команда G28 указывает станку переместить инструмент в исходную точку или исходное положение. Чтобы избежать столкновения, мы можем включить промежуточную точку с параметрами X, Y и Z. Инструмент пройдет через эту точку, прежде чем перейти к контрольной точке. G28 X## Y## Z##
G90 / G91 — команды позиционирования G-кода
В абсолютном режиме инструмент всегда позиционируется от абсолютной точки или от нуля. Таким образом, команда G01 X10 Y5 переместит инструмент в эту точную точку (10,5), независимо от предыдущей позиции.
С другой стороны, в относительном режиме инструмент позиционируется относительно последней точки. Таким образом, если станок в настоящее время находится в точке (10,10), команда G01 X10 Y5 переведет инструмент в точку (20,15). Этот режим также называется «инкрементным режимом».
Другие команды G-кода
Итак, команды G-кода, которые мы описали выше, являются наиболее распространенными, но их гораздо больше. Существуют такие команды, как компенсация резца, масштабирование, системы координат заготовки, выдержка и т. Д.
Помимо G-кода, существуют также команды M-кода, которые используются при генерации реальной полноценной программы G-кода. Вот несколько распространенных команд M-кода:
В случае 3D-принтера:
Некоторым из этих команд требуются соответствующие параметры. Например, при включении шпинделя с помощью M03 мы можем установить скорость шпинделя с помощью параметра S. Итак, линия M30 S1000 будет включать шпиндель со скоростью 1000 об / мин.
То же самое относится и к параметру скорости подачи F. Нам не нужно включать его в каждую строку, если мы не хотим изменить его значение.
В некоторых файлах G-кода вы также можете видеть « N ## » перед командами. Слово N просто для нумерации строки или блока кода. Это может быть полезно для идентификации конкретной строки в случае ошибки в огромной программе.
Пример простой программы G-кода
Тем не менее, после прочтения всего этого, теперь мы можем вручную создать настоящий, актуальный код. Вот пример:
Описание программы G-кода:
Основные циклы G-кода для токарных станков с ЧПУ
Циклы G-кода для токарных станков используются при программировании станков с ЧПУ, чтобы минимизировать объем кода, который необходимо написать, и дать нам больше контроля над сложными формами и операциями. Система управления поймет операцию и выполнит повторяющийся цикл, следуя командам, которые дает программист, до тех пор, пока функция не будет завершена.
G70 — Завершающий цикл для токарных станков
G70 P Q;
Пример:
Достоинства:
Недостатки:
Этот цикл используется после одного из циклов черновой обработки и следует контуру, запрограммированному в этом цикле черновой обработки. Значения «P» и «Q» используются для определения местоположения профиля в этом цикле и выполнения последующего чистового пропила.
G71 — Цикл черновой обработки для токарных станков
G71 UR;
G71 PQUWF;
U = глубина резания
R = значение возврата
P = порядковый номер для начала программного контура
Q = порядковый номер для конца программного контура
U = припуск на чистовую обработку в X
W = припуск на чистовую обработку по Z
F = скорость подачи
Пример:
Цикл черновой обработки G71 следует контуру, запрограммированному между номерами N. Он используется для удаления материала путем резки по оси Z, оставляя некоторое количество материала для чистовой обработки с использованием цикла G70.
G72 — Цикл черновой поперечной контурной обработки
G72 W1 R;
G72 P Q U W2 F;
W1 = глубина резания
R = значение возврата
P = порядковый номер для начала программного контура
Q = порядковый номер для конца программного контура
U = припуск на чистовую обработку в X
W2 = припуск на чистовую обработку по Z
F = скорость подачи
Пример:
Достоинства:
Недостатки:
Цикл черновой обработки G72 следует контуру, запрограммированному между номерами N. Он работает так же, как цикл G71, но используется для удаления материала путем резки по оси X.
Цикл контурной обработки G73. Циклы G-кода для токарных станков
G73 U (1) W (1) R;
G73 PQU (2) W (2) F;
U (1) = количество обрабатываемого материала по оси X
W (1) = количество обрабатываемого материала по оси Z
R = количество черновых проходов
P = порядковый номер для начала контура
Q = порядковый номер конца контура
U (2) = припуск на чистовую обработку по оси X
W (2) = припуск на чистовую обработку по оси Z
F = скорость подачи
Пример:
Достоинства:
Недостатки:
Цикл G73 — это цикл черновой обработки с повторяющимся шаблоном, используемый при расточке или токарной обработке. За ним следует цикл чистовой обработки G70.
Цикл автоматической обработки канавок G75. Циклы G-кода для токарных станков
G75 XZPQF;
X = глубина канавки (диаметр)
Z = расстояние до канавки от исходной точки
Q = величина шага по оси Z
F = скорость подачи
Пример:
Достоинства:
Недостатки:
Цикл G75 используется для вырезания канавки на площади, превышающей размер канавочного инструмента.
Цикл автоматического нарезания резьбы G76 вариант 1
G76 XZIKDAF;
X = диаметр сердцевины резьбы
Z = конечное положение резьбы
D = глубина первого прохода
A = угол при вершине инструмента
Пример:
Достоинства:
Недостатки:
Если параметры станка настроены правильно, можно использовать один блок для нарезания винтовой резьбы. Обратите внимание, что это может не работать на каждом токарном станке или обрабатывающем центре, поэтому был включен следующий метод.
Цикл автоматического нарезания резьбы G76 вариант 2
G76 P (1) (2) (3) QR;
G76 XZPQRF;
P — шестизначный символ, по две цифры для (1), (2) и (3)
(1) = количество чистовых проходов
(2) = величина снятия фаски
(3) = угол наклона режущей кромки инструмента
Q = Минимальная глубина резания
R = припуск на чистовую обработку
X = малый диаметр резьбы
Z = конечное положение резьбы
Q = Глубина первого прохода
Пример:
Более распространенный двухстрочный формат цикла нарезания винта G76 при программировании токарного станка с ЧПУ
G83 — Цикл сверления с шагом оси Z
G83 ZQRPF;
Z = глубина отверстия
Q = расстояние клевки
R = Расстояние от начальной точки
P = время выдержки на забое скважины (миллисекунды)
F = скорость подачи
Пример:
Цикл сверления с шагом сверления G83 используется с приводным инструментом для смещения сверления от осевой линии на оси Z. Аналогичный цикл есть для фрезерного станка.
G84 — Цикл нарезания резьбы по оси Z
G84 ZQRF;
Z = глубина отверстия
Q = расстояние клевки
R = Расстояние от начальной точки
F = скорость подачи
Пример:
Цикл G84 используется для нарезания резьбы по оси Z, если не нарезание резьбы по центральной линии детали.
G87 — Цикл сверления с шагом оси X
G87 XRQPF;
X = глубина отверстия
R = значение возврата
Q = расстояние клевки
P = время выдержки на забое скважины (миллисекунды)
Пример:
Цикл G87 используется для кольцевого сверления по оси X с помощью рабочего инструмента.
G88 — Цикл нарезания резьбы по оси X
G88 XRQPF;
X = глубина отверстия
R = значение возврата
Q = расстояние клевки
P = время выдержки на забое скважины (миллисекунды)
Пример:
Цикл G88 используется для нарезания резьбы по оси X с помощью рабочего инструмента.
Описание G и M кодов для программирования ЧПУ (CNC) станков
На производстве, где работают различные станки с числовым программным управлением, используется множество различного программного обеспечения, но в большинстве случаев весь управляющий софт использует один и тот же управляющий код. Программное обеспечение для любительских станков, так же базируется на аналогичном коде. В обиходе его называют «G-код». В данном материале представлена общая информация по G-коду (G-code).
G-code это условное именование языка для программирования устройств с ЧПУ (CNC) (Числовое программное управление). Был создан компанией Electronic Industries Alliance в начале 1960-х. Финальная доработка была одобрена в феврале 1980-о года как RS274D стандарт. Комитет ИСО утвердил G-code, как стандарт ISO 6983-1:1982, Госкомитет по стандартам СССР — как ГОСТ 20999-83. В советской технической литературе G-code обозначается, как код ИСО-7 бит.
Производители систем управления используют G-code в качестве базового подмножества языка программирования, расширяя его по своему усмотрению.
Программа, написанная с использованием G-code, имеет жесткую структуру. Все команды управления объединяются в кадры — группы, состоящие из одной или более команд. Кадр завершается символом перевода строки (ПС/LF) и имеет номер, за исключеним первого кадра программы. Первый кадр содержит только один символ» %». Завершается программа командой M02 или M30.
Основные (в стандарте называются подготовительными) команды языка начинаются с буквы G:
Сводная таблица кодов:
| Подготовительные (основные) команды / Коды | Описание |
| G00-G04 | Позиционирование инструмента |
| G17-G19 | Переключение рабочих плоскостей (XY, XZ, YZ) |
| G20-G21 | Не стандаризовано |
| G40-G44 | Компенсация размера различных частей инструмента (длина, диаметр) |
| G53-G59 | Переключение систем координат |
| G80-G84 | Циклы сверления, нарезания резьбы |
| G90-G92 | Переключение систем координат (абсолютная, относительная) |
Таблица основных команд:
Таблица технологических кодов:
Технологические команды языка начинаются с буквы М. Включают такие действия, как:
G-коды для станков с ЧПУ: таблица с примерами и обучение
Предлагаем выяснить, как задается траектория движения (и вообще последовательность действий) высокопроизводительного металлообрабатывающего оборудования. Подробно рассмотрим готовые G-коды для ЧПУ: с примерами, обучением оператора и другими нюансами, играющими достаточно важную роль. Максимум полезной информации – от возможных методов и актуальных стандартов до основных и подготовительных функций, от определений и терминов, до причин, по которым обслуживающему персоналу нужно разбираться в вопросе.
Начнем с того, что сегодня они применяются для всех видов оборудования с числовым управлением, как для профессионального и устанавливаемого на максимально ответственных объектах, так и для любительского. В своей совокупности они образуют базовое подмножество языка ISO 7 bit, позволяющего установить и проконтролировать режимы обработки деталей.
Что такое программирование ЧПУ G-кодами
Фактически это задание определенной последовательности команд, определяющих характер движения режущего инструмента и захватных органов, степень фиксации заготовки и другие параметры. По своей роли это ключевая часть технологического обеспечения металлообрабатывающего оборудования, устанавливаемого на современных производствах.
Написанный алгоритм отличается жесткой структурой и представляет собой последовательность кадров – групп из нескольких команд. Каждый такой блок, объединенный общей функцией, обладает порядковым номером и отделен от последующих и предыдущих переводом строки (символ ПС/LF). Это сделано для наглядности листинга.
Что такое G-код ЧПУ
Это система команд, воспринимаемых станками с программным управлением. Была создана еще на заре 60-х годов – ассоциацией EIA (Electronic Industries Alliance), – но до готового к использованию формата (RS274D) ее доработали только в 1980-м году. Позднее, на очередном заседании профильного комитета, ее утвердили в качестве стандарта ISO 6983-1:1982. В Советском Союзе для регламентации ее положений ввели ГОСТ 20999-83, а обозначать ее в технической литературе стали ИСО-7 бит.
С того времени и по сей день широко используется, как самостоятельно, так и в роли базового подмножества для создания сходных языков, постоянно совершенствуется и расширяется.
Методы программирования обработки деталей ДЖИ-кодами для ЧПУ
Существуют 3 принципиально разных варианта – каждый со своими особенностями, плюсами, минусами и спецификой применения. Кратко рассмотрим каждый способ из этой тройки, выделяя основные моменты.
Ручное
Алгоритм функционирования составляется в текстовом формате, в редакторе на удаленном компьютере. После чего переносится технологом в память оборудования – записывается с оптического диска, USB-устройства (раньше для этого также использовались дискеты), а при непосредственном соединении с ПК – через порты интерфейса.
На пульте УЧПУ
В данном случае ввод команд осуществляется с клавиатуры, размещенной на стойке. Каждый кадр (блок) отображается на дисплее, причем постоянные циклы могут быть представлены в виде пиктограмм (по выбору оператора) – для удобства, чтобы сократить листинг. Нюансы зависят от особенностей системы, например, интерфейс HEIDENHAIN или Fanuc диалоговый, поэтому последовательность действий можно задать интуитивным путем.
При помощи CAD/CAM
Наиболее прогрессивным способом справедливо считаются именно САПР, так как они помогают сократить временные затраты и уберечься от ошибок, которые особенно часты при сложных алгоритмах. Но для их эффективного использования нужно внедрить единые для всего производственного цикла электронные решения, что не всегда возможно.
Вручную сегодня вводятся G-коды для токарного станка с ЧПУ, и то тогда, когда нужно выполнить простые задачи, допустим, расточить отверстие или снять металл по двум направлениям, то есть в ситуациях, когда ошибки реально выявить сразу. С пульта можно задать все то же самое и переходы посложнее, с обработкой по 2,5 и 3 координатам. Это очень подходящий выбор для серийного выпуска деталей по шаблону.
После создания эскиза в ADEM, MasterCAM или другой популярной САПР в диалоговом режиме удобно выбирать оборудование, инструменты и дополнительные приспособления, пределы перемещения и степень коррекции. Возможности задания траектории максимально широки, а при современном уровне развития CAD/CAM не составит труда выполнить виртуальную симуляцию техпроцесса, обнаружить сразу заметные ошибки вроде соударений, пропущенных припусков, зарезов, и исключить их.
Почему стоит изучать программирование ЧПУ
Ответ очевиден – чтобы уметь писать оптимальные алгоритмы для выполнения конкретной технологической операции. Просто понимать команды и пользоваться готовыми решениями не всегда удобно – в силу следующих причин:
Стандарты и диалекты G-кода для ЧПУ станка: примеры
Первые шаги по регламентированию совокупности команд предприняла уже упомянутая Ассоциация электронной промышленности (EIA), когда ввела RS-274. Со временем свод правил был дополнен и расширен, превратился в NIST RS-274NGC. Большинство его положений перешли в актуальный сегодня стандарт ISO 7 bit.
Диалекты – это ответвления языка, в рамках которых инженеры дописали свои функции, ориентированные на определенную специфику техпроцессов или помогающие положительно выделиться среди ряда конкурентов.
И так далее – диалектов много, они отличаются между собой уровнями поддержки и отображения, характером макро- и микроопераций, параметрами смещения и форматирования, инкрементными и абсолютными координатами.
Какие бывают G и M коды ЧПУ: описание
Сначала определим, в чем между ними разница. ДЖИ-команды являются основными и подготовительными, ЭМ – вспомогательными (технологическими). Записываются вместе, в строчку (первые – в начале, вторые – в конце) или, другими словами, покадрово – для наглядности листинга. В результате алгоритм представляет собой совокупность символьных блоков – с адресами и числовыми значениями.
В задачи G-группы входит определение линейной или круговой скорости, а также направления движения рабочих инструментов оборудования. Кроме того, они обязаны регламентировать расточку отверстий и нарезание резьбы, управлять координированием и другими особенностями дополнительной аппаратуры.
М-коды программирования ЧПУ призваны дополнять основные, упрощая выполнение алгоритма. На практике их роль сводится к смене лезвий, сверл (или других органов), к вызову и завершению подпрограмм.
Помимо этих двух распространенных семейств, также есть:
Поэтому оператору крайне важно разбираться в разнообразии представленных символов, а умение читать их построчно вообще подразумевается – это необходимое условие для контроля выполнения технологических операций.
Подготовительные G-функции ЧПУ
Могут задавать скорость перемещения ножа (гильотины) или выбор плоскости резания, но в блоке всегда записываются первыми. После обязательной литеры – ДЖИ с символами – идут координаты, представленные в виде числовых значений.
В зависимости от своего назначения они определяют позицию рабочего органа, выполняют переключение, компенсируют диаметр и длину, определяют особенности сверления, расточки, резьбования (полный список соответствия мы приведем ниже). Важно, что при составлении алгоритма, в текстовом формате, они остаются наглядными: при должном опыте чтения листинга оператору не составляет труда понять, что содержит каждая из них.
Расшифровка G-кодов для ЧПУ
Основных функций достаточно много, поэтому подробнее рассмотрим те из них, которые чаще всего применяются на практике, и это:
Конечно, есть и другие, менее применимые, но все равно нужные и используемые. В процессе написания алгоритма инженер объединяет их в группы, заставляя взаимодействовать между собой и/или менять друг друга. От эффективности комбинаций зависит общая рациональность листинга, а значит и производительность выполнения технических операций.
Дополнительные функции и символы при программировании
Планируя последовательность действий сложного и высокоточного оборудования, лучше держать все возможные варианты в поле своего зрения и, при необходимости, сверяться, за что ответственен тот или иной ДЖИ. Поэтому мы и представляем их Вашему вниманию в максимально наглядном виде.
