El mecanitzat CNC ha revolucionat la fabricació moderna amb la seva precisió i automatització. Però, com saben aquestes màquines què fer? La resposta rau en els codis G i M. Aquests codis són els llenguatges de programació que controlen tots els moviments i la funció d’una màquina CNC. En aquesta publicació, aprendreu com funcionen junts els codis G i M per aconseguir un mecanitzat precís, garantint l'eficiència i la precisió en els processos de fabricació.
Què són els codis G i M?
Els codis G i M són la columna vertebral de la programació CNC. Instrueix la màquina sobre com moure i realitzar diverses funcions. Anem a aprofundir en què signifiquen aquests codis i com es diferencien.
Definició de codis G
Els codis G, curts per als codis 'Geometria ', són el cor de la programació CNC. Controlen el moviment i el posicionament de les màquines -eina. Quan voleu que la vostra eina es mogui en línia recta o en un arc, utilitzeu codis G.
Els codis G diuen a la màquina on anar i com arribar -hi. Especifiquen les coordenades i el tipus de moviment, com ara un posicionament ràpid o una interpolació lineal.
Definició de codis M
Modis M, que es plantegen 'Diversos ' o 'Machine ' Codis, gestiona les funcions auxiliars de la màquina CNC. Controlen accions com encendre o apagar el cargol, canviar les eines i activar el refrigerant.
Mentre que els codis G se centren en el moviment de l’eina, els codis M gestionen el procés general de mecanitzat. Asseguren que la màquina funciona de manera segura i eficaç.
Diferències entre els codis G i M
Tot i que els codis G i M funcionen junts, serveixen per a propòsits diferents:
Penseu -hi així:
| Aspect | G codis | M Codis |
| Funcionar | Controla els moviments i el posicionament | Controla les funcions de la màquina auxiliars |
| Enfocament | Camins i geometria de les eines | Operacions com els canvis d’eines i el refrigerant |
| Exemple | G00 (posicionament ràpid) | M03 (Start Spindle, en sentit horari) |
Història dels codis G i M en la programació CNC
El desenvolupament del mecanitzat CNC a la dècada de 1950
La història dels codis G i M comença amb el naixement del mecanitzat CNC. El 1952, John T. Parsons va col·laborar amb IBM per desenvolupar la primera màquines -eina controlada numèricament. Aquesta invenció innovadora va establir els fonaments per al mecanitzat modern del CNC.
La màquina de Parsons va utilitzar cinta punxada per emmagatzemar i executar instruccions de mecanitzat. Va ser un pas revolucionari per automatitzar el procés de fabricació. Tot i això, la programació d’aquestes primeres màquines va ser una tasca complexa i que necessitava temps.
Evolució des de la cinta punxada fins a la programació moderna del codi G i M
A mesura que la tecnologia CNC avançava, també ho van fer els mètodes de programació. A la dècada de 1950, els programadors utilitzaven cinta punxada per a instruccions d’entrada. Cada forat de la cinta representava una ordre específica.
A finals dels anys cinquanta, va sorgir un nou llenguatge de programació: APT (eines programades automàticament). APT va permetre als programadors utilitzar declaracions similars a l'anglès per descriure les operacions de mecanitzat. Això va fer que la programació fos més intuïtiva i eficient.
El llenguatge APT va establir les bases dels codis G i M. A la dècada de 1960, aquests codis es van convertir en l'estàndard per a la programació CNC. Van proporcionar una forma més concisa i normalitzada de controlar les màquines -eina.
Importància dels codis G i M per permetre un mecanitzat precís i automatitzat
Els codis G i M han tingut un paper crucial en l'evolució del mecanitzat CNC. Permeten a les màquines seguir camins exactes, automatitzar processos complexos i assegurar la repetibilitat. Sense ells, seria impossible aconseguir el nivell de precisió i eficiència vist en la fabricació moderna. Aquests codis són el llenguatge que tradueix els dissenys digitals en parts físiques, cosa que els fa essencials per a mecanis automatitzats.
Codis G comuns i les seves funcions
| G Codi | de la funció | Descripció |
| G00 | Posicionament ràpid | Mou l'eina a coordenades especificades a velocitat màxima (no tallades). |
| G01 | Interpolació lineal | Mou l'eina en línia recta entre punts a la velocitat d'alimentació controlada. |
| G02 | Interpolació circular (CW) | Mou l'eina en un camí circular en sentit horari cap a un punt especificat. |
| G03 | Interpolació circular (CCW) | Mou l'eina en un camí circular en sentit antihorari cap a un punt especificat. |
| G04 | Habitació | Fa una pausa la màquina durant un temps especificat en la seva posició actual. |
| G17 | Selecció d'avió xy | Selecciona el pla XY per a les operacions de mecanitzat. |
| G18 | Selecció d'avió XZ | Selecciona el pla XZ per a les operacions de mecanitzat. |
| G19 | Selecció de l'avió de YZ | Selecciona el pla YZ per a les operacions de mecanitzat. |
| G20 | Sistema de polzada | Especifica que el programa utilitzarà polzades com a unitats. |
| G21 | Sistema mètric | Especifica que el programa utilitzarà mil·límetres com a unitats. |
| G40 | Cancel·la la compensació del tallador | Cancula qualsevol diàmetre de l'eina o compensació de radi. |
| G41 | Compensació dels talladors, a l'esquerra | Activa la compensació del radi de les eines per al costat esquerre. |
| G42 | Compensació dels talladors, a la dreta | Activa la compensació del radi de les eines per al costat dret. |
| G43 | Compensació de compensació de l'alçada de l'eina | Aplica la longitud de l'eina compensada durant el mecanitzat. |
| G49 | Cancel·la la compensació de l'alçada de l'eina | Cancalla de la longitud de l'eina Compensació de compensació. |
| G54 | Sistema de coordenades de treball 1 | Selecciona el primer sistema de coordenades de treball. |
| G55 | Sistema de coordenades de treball 2 | Selecciona el segon sistema de coordenades de treball. |
| G56 | Sistema de coordenades de treball 3 | Selecciona el tercer sistema de coordenades de treball. |
| G57 | Sistema de coordenades de treball 4 | Selecciona el quart sistema de coordenades de treball. |
| G58 | Sistema de coordenades de treball 5 | Selecciona el cinquè sistema de coordenades de treball. |
| G59 | Sistema de coordenades de treball 6 | Selecciona el sisè sistema de coordenades de treball. |
| G90 | Programació absoluta | Les coordenades s’interpreten com a posicions absolutes en relació amb un origen fix. |
| G91 | Programació incremental | Les coordenades s’interpreten en relació amb la posició de l’eina actual. |
Codis M comuns i les seves funcions
| M | Funció del | codi |
| M00 | Stop del programa | Atura temporalment el programa CNC. Requereix que la intervenció de l'operador continuï. |
| M01 | Parada del programa opcional | Atura el programa CNC si s’activa la parada opcional. |
| M02 | Final del programa | Acaba el programa CNC. |
| M03 | Spindle On (en sentit horari) | Comença el cargol girant en el sentit de les agulles del rellotge. |
| M04 | Spindle on (en sentit antihorari) | Comença el cargol girant en sentit antihorari. |
| M05 | Spindle Off | Atura la rotació del cargol. |
| M06 | Canvi d'eines | Canvia l'eina actual. |
| M08 | Refrigerant | Engega el sistema de refrigerant. |
| M09 | Refrigerant | Desactiva el sistema de refrigerant. |
| M30 | Final i restablir el programa | Acaba el programa i restableix el control al principi. |
| M19 | Orientació del cargol | Orienta el cargol a una posició especificada per al canvi d’eines o altres operacions. |
| M42 | Selecciona Gear High | Selecciona el mode d’engranatge alt per al cargol. |
| M09 | Refrigerant | Apaga el sistema de refrigerant. |
Funcions auxiliars en la programació del codi G i M
Coordenades de posicionament (x, y, z)
Les funcions X, Y i Z controlen el moviment de l’eina en l’espai 3D. Especifiquen la posició de destinació de l'eina a la qual es trasllada.
X representa l'eix horitzontal (d'esquerra a dreta)
Y representa l’eix vertical (de davant a l’esquena)
Z representa l'eix de profunditat (amunt i avall)
A continuació, es mostra un exemple de com s’utilitzen aquestes funcions en un programa de codi G:
G00 x10 Y20 Z5 (trasllat ràpid a x = 10, y = 20, z = 5) g01 x30 y40 z-2 f100 (moviment lineal a x = 30, y = 40, z = -2 a un ritme d’alimentació de 100)
Les coordenades del centre d'arc (i, j, k)
I, J i K especifiquen el punt central d’un arc respecte al punt de partida. S'utilitzen amb les ordres G02 (arc en sentit horari) i G03 (arc en sentit antihorari).
Representa la distància de l’eix x des del punt d’inici al centre
J representa la distància de l’eix y des del punt d’inici al centre
K representa la distància de l'eix z des del punt d'inici al centre
Consulteu aquest exemple de creació d’un arc mitjançant I i J:
G02 X50 Y50 I25 J25 F100 (arc en sentit horari a x = 50, y = 50 amb centre a i = 25, j = 25)
Velocitat d’alimentació (F)
La funció F determina la velocitat a la qual es mou l'eina durant les operacions de tall. S’expressa en unitats per minut (per exemple, polzades per minut o mil·límetres per minut).
Aquí teniu un exemple de configuració de la velocitat d’alimentació:
G01 x100 Y200 F500 (moviment lineal a x = 100, y = 200 a una velocitat d’alimentació de 500 unitats/min)
Velocitat (s) del cargol (s)
La funció S estableix la velocitat de rotació del cargol. Normalment s’expressa en revolucions per minut (RPM).
Doneu un cop d'ull a aquest exemple de configuració de la velocitat del cargol:
M03 S1000 (Start Spindle en sentit horari a 1000 rpm)
Selecció d’eines (T)
La funció T selecciona l'eina que s'utilitzarà per a l'operació de mecanitzat. Cada eina de la biblioteca d’eines de la màquina té un número únic assignat.
Aquí teniu un exemple de selecció d’una eina:
T01 M06 (seleccioneu l’eina número 1 i realitzeu el canvi d’eines)
Offset de longitud de l'eina (H) i Compensació del radi de l'eina (D)
Les funcions H i D compensen les variacions en la longitud i el radi de l’eina, respectivament. Asseguen que el posicionament precís de l’eina en relació amb la peça.
Consulteu aquest exemple que utilitza funcions H i D:
G43 H01 (Apliqueu la longitud de l'eina Offset mitjançant el número de desplaçament 1) G41 D01 (Apliqueu una compensació del radi de l'eina que queda amb el número de compensació 1)
Mètodes de programació CNC amb codis G i M
Programació manual
La programació manual implica escriure codis G i M a mà. El programador crea el codi basat en la geometria de la part i els requisits de mecanitzat.
A continuació, es mostra com funciona normalment:
El programador analitza el dibuix de peces i determina les operacions de mecanitzat necessàries.
Escriuen la línia de codis G i M per línia, especificant els moviments i les funcions de l’eina.
El programa es carrega a la unitat de control de la màquina CNC per a l'execució.
La programació manual proporciona al programador un control complet sobre el codi. És ideal per a parts senzilles o modificacions ràpides.
Tot i això, pot requerir temps i propens a errors, especialment per a geometries complexes.
Programació de conversa (programació a la màquina)
La programació conversacional, també coneguda com a programació de pisos, es fa directament a la unitat de control de la màquina CNC.
En lloc d’escriure codis G i M manualment, l’operador utilitza menús interactius i interfícies gràfiques per introduir els paràmetres de mecanitzat. A continuació, la unitat de control genera els codis G i M necessaris automàticament.
A continuació, es mostren alguns avantatges de la programació conversacional:
És fàcil d’utilitzar i requereix menys coneixement de programació
Permet crear i modificar el programa ràpid i fàcil
És adequat per a peces senzilles i curtmetratges
Tanmateix, és possible que la programació conversacional no sigui tan flexible com la programació manual per a parts complexes.
Programació CAD/CAM
La part està dissenyada mitjançant el programari CAD, creant un model digital 3D.
El model CAD s’importa al programari CAM.
El programador selecciona les operacions de mecanitzat, les eines i els paràmetres de tall al programari CAM.
El programari CAM genera els codis G i M basats en els paràmetres seleccionats.
El codi generat està post-processat per coincidir amb els requisits específics de la màquina CNC.
El codi post-processat es transfereix a la màquina CNC per a l'execució.
Beneficis de la programació CAD/CAM:
Automatitza el procés de generació de codis, estalviant temps i reducció d’errors
Permet una fàcil programació de geometries complexes i contorns 3D
Proporciona eines de visualització i simulació per optimitzar el procés de mecanitzat
Permet canvis i actualitzacions de disseny més ràpids
Limitacions de la programació CAD/CAM:
Requereix inversió en programari i formació
És possible que no sigui rendible per a peces simples o de producció curta
El codi generat pot requerir optimització manual per a màquines o aplicacions específiques
Quan utilitzeu programari CAD/CAM com UG o MasterCAM, considereu el següent:
Assegureu la compatibilitat entre el model CAD i el programari CAM
Seleccioneu Post-Processadors adequats per a la vostra màquina i una unitat de control CNC específiques
Personalitzeu els paràmetres de mecanitzat i les biblioteques d’eines per optimitzar el rendiment
Verifiqueu el codi generat mitjançant la simulació i els assaigs de màquina
Codis G i M per a diferents tipus de màquines CNC
Màquines fresades
Les màquines de fresat utilitzen codis G i M per controlar el moviment de l’eina de tall en tres eixos lineals (x, y i z). S’utilitzen per crear superfícies planes o contornejades, ranures, butxaques i forats.
Alguns codis G comuns utilitzats en màquines de fresat inclouen:
G00: posicionament ràpid
G01: interpolació lineal
G02/G03: Interpolació circular (en sentit horari/en sentit antihorari)
G17/G18/G19: Selecció del pla (XY, ZX, YZ)
Codis M Funcions de control com la rotació del cargol, el refrigerant i els canvis d’eines. Per exemple:
Màquines de gir (torns)
Màquines de gir, o torns, utilitzen codis G i M per controlar el moviment de l'eina de tall respecte a la peça rotativa. S’utilitzen per crear peces cilíndriques, com ara eixos, casquets i fils.
A més dels codis G comuns que s’utilitzen en màquines de fresat, els torns utilitzen codis específics per a operacions de gir:
Codis M en els torns de control de funcions com la rotació del cargol, el refrigerant i la indexació de torretes:
Centres de mecanitzat
Els centres de mecanitzat combinen les capacitats de les màquines de fresat i els torns. Poden realitzar diverses operacions de mecanitzat en una sola màquina, mitjançant diversos eixos i canvis d’eines.
Els centres de mecanitzat utilitzen una combinació de codis G i M utilitzats en màquines de fresat i torns, depenent de l’operació específica que s’està realitzant.
També utilitzen codis addicionals per a funcions avançades, com ara:
G43/G44: compensació de longitud de l'eina
G54-G59: Selecció del sistema de coordenades de treball
M06: canvi d’eines
M19: Orientació del cargol
Diferències i característiques específiques
Les màquines de fresat utilitzen G17/G18/G19 per a la selecció del pla, mentre que els torns no requereixen codis de selecció d’avió.
Els torns utilitzen codis específics com el G33 per al tall de fils i G76 per a cicles de filats, que no s’utilitzen en màquines de fresat.
Els centres de mecanitzat utilitzen codis addicionals com G43/G44 per a la compensació de la longitud de l’eina i M06 per als canvis d’eines, que no s’utilitzen habitualment en màquines o torns autònoms.
Consells per a la programació efectiva del codi G i M
Bones pràctiques per organitzar i estructurar els programes de codi G i M
A continuació, es mostren algunes bones pràctiques a seguir a l’hora d’organitzar i estructurar els vostres programes de codi G i M:
Comenceu amb una capçalera del programa clar i descriptiu, inclòs el número de programa, el nom de la part i l’autor.
Utilitzeu els comentaris liberalment per explicar l’objectiu de cada secció o bloc de codi.
Organitzeu el programa en seccions lògiques, com ara canvis d’eines, operacions de mecanitzat i seqüències finals.
Utilitzeu un format i un sagnat consistents per millorar la llegibilitat.
Modularitzeu el programa mitjançant subrutines per a operacions repetides.
Seguint aquestes pràctiques, podeu crear programes més fàcils d’entendre, mantenir i modificar.
Estratègies per optimitzar els camins d’eines i minimitzar el temps de mecanitzat
L’optimització de les vies d’eines i minimitzar el temps de mecanitzat són fonamentals per a un mecanitzat eficient de CNC. A continuació, es mostren algunes estratègies a tenir en compte:
Utilitzeu les rutes d’eines més curtes possibles per reduir el temps de no talla.
Minimitzar els canvis de l'eina mitjançant la seqüenciació de les operacions de manera eficaç.
Utilitzeu tècniques de mecanitzat d’alta velocitat, com el fresat trocoïdal, per a l’eliminació de materials més ràpid.
Ajusteu les taxes d’alimentació i les velocitats del cargol en funció del material i de les condicions de tall.
Utilitzeu cicles en conserva i subrutines per simplificar i accelerar la programació.
(ruta de l'eina no optimitzada) G00 X0 Y0 Z1G01 Z-1 F100G01 X50 Y0G01 x50 Y50G01 x0 Y50G01 X0 Y0 (Ruta de l'Eina Optimitzada) G00 X0 Y0 Z1G01 Z-1 F100G01 X50 Y0G01 Y50G01 X0G01 Y0
Implementant aquestes estratègies, podeu reduir significativament el temps de mecanitzat i millorar l'eficiència global.
Errors habituals a evitar en la programació del codi G i M
Per garantir un mecanitzat precís i eficient, eviteu aquests errors comuns en la programació del codi G i M:
Oblidant -se d’incloure codis M necessaris, com ara comandes de cargol i refrigerant.
Utilitzant unitats incorrectes o incoherents (per exemple, barrejar polzades i mil·límetres).
No especificant el pla correcte (G17, G18 o G19) per a la interpolació circular.
Ometent punts decimals en valors de coordenades.
No considerar la compensació del radi de les eines quan es programen els contorns.
Comproveu el vostre codi i utilitzeu eines de simulació per agafar i corregir aquests errors abans d’executar el programa a la màquina.
Importància de la verificació i la simulació del programa abans del mecanitzat
La verificació i la simulació del programa són passos essencials abans d’executar un programa a la màquina CNC. T’ajuden:
Identificar i corregir els errors al codi.
Visualitzeu els camins de l'eina i assegureu -vos que coincideixin amb la geometria desitjada.
Comproveu si hi ha possibles col·lisions o límits de màquina.
Estimeu el temps de mecanitzat i optimitzeu el procés.
La majoria del programari CAM inclou eines de simulació que permeten verificar el programa i previsualitzar el procés de mecanitzat. Aprofiteu aquestes eines per assegurar -vos que el vostre programa funciona sense problemes i produeix els resultats esperats.
Reviseu el codi G i M per obtenir errors o incoherències òbvies.
Carregueu el programa al mòdul de simulació del programari CAM.
Configureu el material, els accessoris i les eines de l’entorn de simulació.
Executeu la simulació i observeu els camins de l'eina, l'eliminació de materials i els moviments de la màquina.
Comproveu si hi ha col·lisions, gogues o moviments no desitjats.
Verifiqueu que la part final simulada coincideix amb el disseny previst.
Feu ajustaments necessaris al programa en funció dels resultats de la simulació.
Sumari
En aquest article, hem explorat el paper essencial dels codis G i M en el mecanitzat CNC. Aquests llenguatges de programació controlen els moviments i les funcions de les màquines CNC, permetent la fabricació precisa i automatitzada.
Hem cobert els fonaments dels codis G, que gestionen la geometria i les rutes d’eines, i els codis M, que gestionen les funcions de la màquina com la rotació del cargol i el control del refrigerant.
Comprendre els codis G i M és crucial per als programadors, operadors i professionals de la fabricació de CNC. Els permet crear programes eficients, optimitzar processos de mecanitzat i solucionar problemes de manera eficaç.
Preguntes freqüents sobre codis G i M a Mecanitzat CNC
P: Quina és la millor manera d’aprendre la programació del codi G i M?
R: Practiqueu amb experiència pràctica. Comenceu amb programes senzills i augmenteu gradualment la complexitat. Busqueu orientació per a programadors experimentats o curseu cursos.
P: Es poden utilitzar codis G i M amb tot tipus de màquines CNC?
R: Sí, però amb algunes variacions. Els codis bàsics són similars, però les màquines específiques poden tenir codis addicionals o modificats.
P: Els codis G i M estan estandarditzats en diferents sistemes de control CNC?
R: Majoritàriament, però no del tot. Els fonaments estan estandarditzats, però existeixen algunes diferències entre els sistemes de control. Consulteu sempre el manual de programació de la màquina.
P: Com puc solucionar problemes comuns amb els programes de codi G i M?
R: Utilitzeu eines de simulació per identificar errors. Codi de doble comprovació per errors com els decimals que falten o les unitats incorrectes. Consulteu manuals de màquines i recursos en línia.
P: Quins recursos hi ha disponibles per obtenir més informació sobre els codis G i M?
R: Manuals de programació de màquines, tutorials en línia, fòrums i cursos. Llibres i guies de programació CNC. Experiència pràctica i tutoria de programadors experimentats.
P: Com afecten els codis G i M de la precisió i l'eficiència del mecanitzat?
R: L’ús adequat de codis optimitza les rutes d’eines, redueix el temps de mecanitzat i garanteix moviments precisos. L’estructura i l’organització del codi eficients milloren el rendiment general del mecanitzat.
P: Com es poden optimitzar els codis G i M per reduir el temps de mecanitzat i millorar la qualitat del mecanitzat?
R: Minimitzar els moviments no retallats. Utilitzeu cicles en conserva i subrutines. Ajusteu les taxes d’alimentació i les velocitats del cargol per a condicions de tall òptimes.
P: Quines funcions avançades es poden assolir mitjançant macros i programació paramètrica?
R: Automatització de tasques repetitives. Creació de cicles enllaunats personalitzats. Programació paramètrica per a programes flexibles i adaptables. Integració amb sensors i sistemes externs.
