Обработката на ЦПУ революционизира съвременното производство със своята точност и автоматизация. Но как тези машини знаят какво да правят? Отговорът се крие в G и M кодове. Тези кодове са езиците за програмиране, които контролират всяко движение и функция на CNC машина. В тази публикация ще научите как G и M кодовете работят заедно, за да постигнат прецизна обработка, като гарантирате ефективността и точността в производствените процеси.
Какво представляват G и M кодовете?
G и M кодовете са гръбнакът на програмирането на CNC. Те инструктират машината как да се движат и изпълняват различни функции. Нека се потопим в това, което означават тези кодове и как се различават.
Определение на G кодове
G кодовете, кратки за 'геометрия ' кодове, са сърцето на програмирането на CNC. Те контролират движението и позиционирането на машинните инструменти. Когато искате вашият инструмент да се движи по права линия или дъга, използвате G кодове.
G кодовете казват на машината къде да отида и как да стигнете до там. Те определят координатите и вида на движението, като бързо позициониране или линейна интерполация.
Определение на M кодове
M кодове, които стоят за 'разни ' или 'машина ' кодове, обработват спомагателните функции на CNC машината. Те контролират действия като включване или изключване на вретеното, смяна на инструменти и активиране на охлаждащата течност.
Докато G кодовете се фокусират върху движението на инструмента, M кодовете управляват цялостния процес на обработка. Те гарантират, че машината работи безопасно и ефективно.
Разлики между G и M кодове
Въпреки че кодовете G и M работят заедно, те служат на различни цели:
Помислете за това по този начин:
| аспект | g кодове | m кодове |
| Функция | Контролира движенията и позиционирането | Контролира спомагателните функции на машината |
| Фокус | Пътеки и геометрия на инструмента | Операции като Промени в инструмента и охлаждащата течност |
| Пример | G00 (бързо позициониране) | M03 (Стартиране на шпиндела, по посока на часовниковата стрелка) |
История на G и M кодове при програмиране на ЦПУ
Развитието на обработката на ЦПУ през 50 -те години
Историята на кодовете G и M започва с раждането на обработката на ЦПУ. През 1952 г. Джон Т. Парсънс си сътрудничи с IBM, за да разработи първия числено контролиран машинен инструмент. Това новаторско изобретение постави основата на съвременната обработка на ЦПУ.
Машината на Parsons използва перфорирана лента за съхраняване и изпълнение на инструкции за обработка. Това беше революционна стъпка към автоматизиране на производствения процес. Програмирането на тези ранни машини обаче беше сложна и отнемаща време задача.
Еволюция от перфорирана лента до модерно програмиране на код G и M
С напредването на технологията CNC напредна, така и методите за програмиране. През 50 -те години на миналия век програмистите използваха перфорирана лента за въвеждане на инструкции. Всяка дупка на лентата представляваше конкретна команда.
В края на 50 -те години се появи нов език за програмиране: APT (автоматично програмирани инструменти). APT позволи на програмистите да използват английски изявления, за да опишат обработващите операции. Това направи програмирането по -интуитивно и ефективно.
Апският език положи основите на G и M кодовете. През 60 -те години тези кодове стават стандарт за програмиране на ЦПУ. Те предоставиха по -кратък и стандартизиран начин за контрол на машинните инструменти.
Значение на G и M кодовете за активиране на прецизна и автоматизирана обработка
G и M кодовете играят решаваща роля за еволюцията на обработката на ЦПУ. Те позволяват на машините да следват точни пътища, да автоматизират сложни процеси и да гарантират повторяемост. Без тях постигането на нивото на прецизност и ефективност, наблюдавано в съвременното производство, би било невъзможно. Тези кодове са езикът, който превежда цифровите дизайни във физически части, което ги прави от съществено значение за автоматизираната обработка.
Общи G кодове и техните функции
| G | Функция | Описание Описание |
| G00 | Бързо позициониране | Премества инструмента към определени координати с максимална скорост (не рязане). |
| G01 | Линейна интерполация | Премества инструмента по права линия между точки при контролирана скорост на подаване. |
| G02 | Кръгова интерполация (CW) | Премества инструмента по кръгов път към посочена точка. |
| G03 | Циркулярна интерполация (CCW) | Премества инструмента по кръгъл път обратно на часовниковата стрелка към определена точка. |
| G04 | Обитавам | Пауза на машината за определено време в текущото си положение. |
| G17 | Избор на равнина XY | Избира равнината XY за обработка на операции. |
| G18 | Избор на равнина XZ | Избира равнината XZ за операции за обработка. |
| G19 | Избор на равнина на YZ | Избира равнината YZ за операции за обработка. |
| G20 | Института система | Посочва, че програмата ще използва инчове като единици. |
| G21 | Метрична система | Посочва, че програмата ще използва милиметри като единици. |
| G40 | Отменете компенсацията на резачката | Отменя всеки диаметър на инструмента или компенсация на радиус. |
| G41 | Компенсация на резачката, вляво | Активира компенсацията на радиуса на инструмента за лявата страна. |
| G42 | Компенсация на резачката, вдясно | Активира компенсацията на радиуса на инструмента за дясната страна. |
| G43 | Компенсация на компенсация на височината на инструмента | Прилага компенсиране на дължината на инструмента по време на обработката. |
| G49 | Отменете компенсацията на височината на инструмента | Отменете компенсацията на компенсацията на дължината на инструмента. |
| G54 | Система за работна координатна система 1 | Избира първата система за работна координатна система. |
| G55 | Система за работна координатна система 2 | Избира втората работна координатна система. |
| G56 | Система за работна координатна система 3 | Избира третата работна координатна система. |
| G57 | Система за работна координатна система 4 | Избира четвъртата работна координатна система. |
| G58 | Система за работна координатна система 5 | Избира петата работна координатна система. |
| G59 | Система за работна координатна система 6 | Избира шестата работна координатна система. |
| G90 | Абсолютно програмиране | Координатите се интерпретират като абсолютни позиции спрямо фиксиран произход. |
| G91 | Постепенно програмиране | Координатите се интерпретират спрямо текущата позиция на инструмента. |
Общи m кодове и техните функции
| m | функция | Описание на кодовата |
| M00 | Спирка на програмата | Временно спира програмата CNC. Изисква интервенцията на оператора, за да продължи. |
| M01 | Незадължително спиране на програмата | Спира програмата CNC, ако незадължителното спиране е активирано. |
| M02 | Край на програмата | Завършва програмата CNC. |
| M03 | Вретено на (по посока на часовниковата стрелка) | Стартира въртящия се шпиндел по посока на часовниковата стрелка. |
| M04 | Вретено върху (обратно на часовниковата стрелка) | Стартира въртящия се шпиндел обратно на часовниковата стрелка. |
| M05 | Шпиндел | Спира въртенето на шпиндела. |
| M06 | Промяна на инструмента | Променя текущия инструмент. |
| M08 | Охлаждаща течност на | Включва системата за охлаждаща течност. |
| M09 | Охлаждаща течност | Изключва системата за охлаждаща течност. |
| М30 | Край и нулиране на програмата | Завършва програмата и нулира контрола до началото. |
| M19 | Ориентация на шпиндела | Ориентира шпиндела до определена позиция за смяна на инструмента или други операции. |
| M42 | Избор на висока предавка | Избира режим на висока предавка за шпиндела. |
| M09 | Охлаждаща течност | Изключва системата за охлаждаща течност. |
Спомагателни функции в програмирането на G и M код
Координати за позициониране (x, y, z)
Функциите X, Y и Z контролират движението на инструмента в 3D пространство. Те определят целевата позиция, за да се премести инструментът.
X представлява хоризонталната ос (отляво надясно)
Y представлява вертикалната ос (отпред към гърба)
Z представлява оста на дълбочината (нагоре и надолу)
Ето пример за това как тези функции се използват в G кодова програма:
G00 x10 Y20 Z5 (бързо преминаване към x = 10, y = 20, z = 5) G01 x30 Y40 Z-2 F100 (линейно движение към x = 30, y = 40, z = -2 при скорост на подаване 100)
Координати на Arc Center (I, J, K)
I, J и K определят централната точка на дъга спрямо началната точка. Те се използват с командите G02 (дъга на часовниковата стрелка) и G03 (обратно на часовниковата стрелка).
I представлява разстоянието x-оста от началната точка до центъра
J представлява разстоянието Y-оста от началната точка до центъра
K представлява разстоянието z-оста от началната точка до центъра
Вижте този пример за създаване на дъга, използвайки I и J:
G02 X50 Y50 I25 J25 F100 (дъга на часовниковата стрелка до x = 50, y = 50 с център при i = 25, j = 25)
Скорост на подаване (F)
Функцията F определя скоростта, с която инструментът се движи по време на операции за рязане. Изрази се в единици в минута (напр., Инчове в минута или милиметри в минута).
Ето пример за настройка на скоростта на подаване:
G01 x100 Y200 F500 (линейно преместване на x = 100, y = 200 при скорост на подаване 500 единици/мин)
Скорост (и) на шпиндела
Функцията S задава скоростта на въртене на шпиндела. Обикновено се изразява в обороти в минута (обороти в минута).
Разгледайте този пример за настройване на скоростта на шпиндела:
M03 S1000 (Стартирайте шпиндела по посока на часовниковата стрелка при 1000 об / мин)
Избор на инструменти (T)
Функцията t избира инструмента, който ще се използва за операцията на обработка. Всеки инструмент в библиотеката с инструменти на машината има уникален номер, присвоен към него.
Ето пример за избор на инструмент:
T01 M06 (изберете номер 1 и изпълнете смяна на инструмента)
Отместване на дължината на инструмента (H) и компенсация на радиуса на инструмента (D)
H и D функциите компенсират вариациите в дължината на инструмента и радиуса, съответно. Те гарантират точно позициониране на инструмента спрямо детайла.
Вижте този пример, който използва както H, така и D функции:
G43 H01 (Приложете дължината на инструмента, използвайки компенсиране на номер 1) G41 D01 (Приложете компенсация на радиуса на инструмента, вляво, като използвате компенсация номер 1)
Методи за програмиране на ЦПУ с G и M кодове
Ръчно програмиране
Ръчното програмиране включва писане на G и M кодове на ръка. Програмистът създава кода въз основа на изискванията за геометрия и обработка на частта.
Ето как обикновено работи:
Програмистът анализира чертежа на частта и определя необходимите операции за обработка.
Те записват реда на кодовете G и M по ред, като посочват движенията и функциите на инструмента.
След това програмата се зарежда в управлението на CNC Machine за изпълнение.
Ръчното програмиране дава на програмиста пълен контрол върху кода. Той е идеален за прости части или бързи модификации.
Въпреки това, това може да отнеме много време и да се счита за грешки, особено за сложни геометрии.
Разговорно програмиране (програмиране в машината)
Разговорно програмиране, известно още като програмиране на магазина, се извършва директно на управлението на CNC Machine.
Вместо да пише ръчно G и M кодове, операторът използва интерактивни менюта и графични интерфейси, за да въведе параметрите на обработка. След това контролното устройство генерира необходимите G и M кодове автоматично.
Ето някои предимства на разговорното програмиране:
Това е удобно за потребителя и изисква по-малко знания за програмиране
Той позволява бързо и лесно създаване и модификация на програмата
Подходящ е за прости части и кратки производствени писти
Разговорът обаче може да не е толкова гъвкав, колкото ръчното програмиране за сложни части.
CAD/CAM програмиране
Частта е проектирана с помощта на CAD софтуер, създавайки 3D цифров модел.
CAD моделът се импортира в CAM софтуер.
Програмистът избира обработващите операции, инструментите и параметрите за рязане в софтуера CAM.
Софтуерът CAM генерира G и M кодовете въз основа на избраните параметри.
Генерираният код е след обработен, за да съответства на специфичните изисквания на машината CNC.
Кодът след обработка се прехвърля на CNC машината за изпълнение.
Предимства на програмирането CAD/CAM:
Той автоматизира процеса на генериране на код, спестява време и намалява грешките
Той позволява лесно програмиране на сложни геометрии и 3D контури
Той осигурява инструменти за визуализация и симулация за оптимизиране на процеса на обработка
Той дава възможност за по -бързи промени в дизайна и актуализации
Ограничения на CAD/CAM програмиране:
Изисква инвестиция в софтуер и обучение
Може да не е рентабилно за прости части или кратки производствени писти
Генерираният код може да изисква ръчна оптимизация за конкретни машини или приложения
Когато използвате CAD/CAM софтуер като UG или MasterCam, помислете за следното:
Осигурете съвместимост между CAD модела и CAM софтуера
Изберете подходящи постпроцесори за вашата конкретна CNC машина и контролна единица
Персонализирайте параметрите на обработка и библиотеките с инструменти, за да оптимизирате производителността
Проверете генерирания код чрез симулация и машинни изпитвания
G и M кодове за различни видове CNC машини
Фрезирани машини
Машините за фрезоване използват G и M кодове, за да контролират движението на режещия инструмент в три линейни оси (X, Y и Z). Те се използват за създаване на плоски или контурни повърхности, слотове, джобове и дупки.
Някои общи G кодове, използвани в машините за смилане, включват:
G00: Бързо позициониране
G01: Линейна интерполация
G02/G03: кръгова интерполация (по посока на часовниковата стрелка/обратно на часовниковата стрелка)
G17/G18/G19: Избор на равнина (XY, ZX, YZ)
M Функции за контрол на кодовете като въртене на шпиндела, охлаждаща течност и промени в инструмента. Например:
Завъртане на машини (стругове)
Завъртайте машините или струговете, използвайте G и M кодове, за да контролирате движението на режещия инструмент спрямо въртящия се детайл. Те се използват за създаване на цилиндрични части, като шахти, втулки и нишки.
В допълнение към общите G кодове, използвани в фрезовите машини, струговете използват специфични кодове за завъртане на операции:
M кодове в стругове контролни функции като въртене на шпиндела, охлаждаща течност и индексиране на кулата:
Обработващи центрове
Центровете за обработка комбинират възможностите на фрезовите машини и стругове. Те могат да извършват множество операции за обработка на една машина, като използват множество оси и промени в инструмента.
Центровете за обработка използват комбинация от G и M кодове, използвани в фрезови машини и стругове, в зависимост от специфичната операция, която се извършва.
Те също използват допълнителни кодове за усъвършенствани функции, като например:
G43/G44: Компенсация на дължината на инструмента
G54-G59: Избор на работна координатна система
M06: Промяна на инструмента
M19: Ориентация на шпиндела
Разлики и специфични характеристики
Машините за фрезоване използват G17/G18/G19 за избор на равнина, докато струговете не изискват кодове за избор на равнина.
Струговете използват специфични кодове като G33 за рязане на резби и G76 за цикли на резба, които не се използват в машини за смилане.
Центровете за обработка използват допълнителни кодове като G43/G44 за компенсация на дължината на инструмента и M06 за промени в инструмента, които не се използват често в самостоятелни фрезови машини или стругове.
Съвети за ефективно програмиране на G и M код
Най -добри практики за организиране и структуриране на програми за кодове G и M
Ето някои най -добри практики, които трябва да следвате, когато организирате и структурирате вашите програми G и M код:
Започнете с ясна и описателна заглавка на програмата, включително номера на програмата, име на част и автор.
Използвайте коментари либерално, за да обясните целта на всеки раздел или блок на кода.
Организирайте програмата в логически раздели, като промени в инструмента, операции за обработка и крайни последователности.
Използвайте последователно форматиране и отстъп, за да подобрите четимостта.
Модулизирайте програмата, като използвате подпрограми за многократни операции.
Следвайки тези практики, можете да създавате програми, които са по -лесни за разбиране, поддържане и промяна.
Стратегии за оптимизиране на пътеките на инструмента и минимизиране на времето за обработка
Оптимизирането на пътеките на инструмента и минимизирането на времето за обработка са от решаващо значение за ефективната обработка на ЦПУ. Ето някои стратегии, които трябва да се има предвид:
Използвайте най-кратките възможни пътеки на инструмента, за да намалите времето за рязане.
Минимизирайте промените в инструмента чрез ефективно операции по секвениране.
Използвайте високоскоростни техники за обработка, като трохоидално фрезоване, за по-бързо отстраняване на материала.
Регулирайте скоростта на подаване и скоростта на шпиндела въз основа на материала и условията на рязане.
Използвайте консервирани цикли и подпрограми, за да опростите и ускорите програмирането.
(неоптимизиран път на инструмента) G00 X0 Y0 Z1G01 Z-1 F100G01 X50 Y0G01 X50 Y50G01 X0 Y50G01 X0 Y0 (Оптимизиран път на инструмента) G00 X0 Y0 Z1G01 Z-1 F100G01 X50 Y0G01 Y50G01 X0G01 Y0
Прилагайки тези стратегии, можете значително да намалите времето за обработка и да подобрите общата ефективност.
Често срещани грешки, които да избягвате в G и M кодов програмиране
За да осигурите точна и ефективна обработка, избягвайте тези често срещани грешки в програмирането на G и M код:
Забравяйки да включите необходимите М кодове, като командите на шпиндела и охлаждащата течност.
Използване на неправилни или непоследователни единици (напр. Смесване на инчове и милиметри).
Не се посочва правилната равнина (G17, G18 или G19) за кръгова интерполация.
Пропускане на десетични точки в стойностите на координатите.
Не се обмисля компенсация на радиуса на инструмента при програмиране на контури.
Проверете двукратно вашия код и използвайте инструменти за симулация, за да уловите и коригирате тези грешки, преди да стартирате програмата на машината.
Значение на проверката и симулацията на програмата преди обработката
Проверката на програмата и симулацията са основни стъпки преди стартиране на програма на машината CNC. Те ви помагат:
Определете и коригирайте грешките в кода.
Визуализирайте пътеките на инструмента и се уверете, че те съответстват на желаната геометрия.
Проверете за потенциални сблъсъци или ограничения на машината.
Оценете времето за обработка и оптимизирайте процеса.
Повечето софтуер на CAM включват инструменти за симулация, които ви позволяват да проверите програмата и да визуализирате процеса на обработка. Възползвайте се от тези инструменти, за да гарантирате, че вашата програма работи безпроблемно и дава очакваните резултати.
Прегледайте кода G и M за всякакви очевидни грешки или несъответствия.
Заредете програмата в симулационния модул на софтуера на CAM.
Настройте запасите, тела и инструменти в симулационната среда.
Изпълнете симулацията и наблюдавайте пътищата на инструмента, отстраняването на материали и движенията на машината.
Проверете за всякакви сблъсъци, пробиви или нежелани движения.
Проверете дали крайната симулирана част съответства на предвидения дизайн.
Направете необходимите корекции на програмата въз основа на резултатите от симулацията.
Резюме
В тази статия ние проучихме съществената роля на G и M кодовете в обработката на ЦПУ. Тези езици за програмиране контролират движенията и функциите на машините с ЦПУ, което позволява прецизно и автоматизирано производство.
Ние разгледахме основите на G кодове, които обработват геометрията и пътищата на инструмента, и M кодове, които управляват машинните функции като въртене на шпиндела и контрол на охлаждащата течност.
Разбирането на G и M кодовете е от решаващо значение за програмистите, операторите и производствените специалисти на ЦПУ. Тя им позволява да създават ефективни програми, да оптимизират ефективно процесите на обработка и да отстранят проблемите.
Често задавани въпроси за G и M кодове в Обработка на ЦПУ
В: Кой е най -добрият начин да научите G и M кодов програмиране?
О: Практика с практически опит. Започнете с прости програми и постепенно увеличете сложността. Потърсете насоки от опитни програмисти или вземете курсове.
Въпрос: Могат ли G и M кодовете да се използват с всички видове машини с ЦПУ?
О: Да, но с някои вариации. Основните кодове са сходни, но специфичните машини могат да имат допълнителни или модифицирани кодове.
Въпрос: Стандартизирани ли са G и M кодовете в различни системи за управление на ЦПУ?
О: Най -вече, но не изцяло. Основите са стандартизирани, но някои разлики съществуват между системите за контрол. Винаги се отнасяйте към ръководството за програмиране на машината.
Въпрос: Как да отстраня често срещаните проблеми с програмите G и M код?
О: Използвайте инструменти за симулация, за да идентифицирате грешки. Код с двойна проверка за грешки като липсващи десетични или неправилни единици. Консултирайте се с ръководства за машини и онлайн ресурси.
Въпрос: Какви ресурси са на разположение за по -нататъшно обучение за G и M кодове?
О: Наръчници за програмиране на машини, онлайн уроци, форуми и курсове. Книги и ръководства за програмиране на CNC. Практически опит и менторство от опитни програмисти.
Въпрос: Как G и M кодовете влияят на прецизността и ефективността на обработката?
О: Правилното използване на кодове оптимизира пътищата на инструмента, намалява времето за обработка и осигурява прецизни движения. Ефективната структура на кода и организацията подобряват цялостната производителност на обработката.
Въпрос: Как G и M кодовете могат да бъдат оптимизирани, за да се намали времето за обработка и да подобри качеството на обработката?
О: Минимизиране на движенията без рязане. Използвайте консервирани цикли и подпрограми. Регулирайте скоростта на подаване и скоростта на шпиндела за оптимални условия за рязане.
Въпрос: Какви разширени функции могат да бъдат постигнати с помощта на макроси и параметрично програмиране?
О: Автоматизация на повтарящи се задачи. Създаване на персонализирани консервирани цикли. Параметрично програмиране за гъвкави и адаптивни програми. Интеграция с външни сензори и системи.
