Obrábění CNC revolucionizovalo moderní výrobu se svou přesností a automatizací. Jak ale tyto stroje vědí, co mají dělat? Odpověď spočívá v kódech G a M. Tyto kódy jsou programovací jazyky, které řídí každý pohyb a funkci stroje CNC. V tomto příspěvku se dozvíte, jak kódy G a M spolupracují na dosažení přesného obrábění, zajištění účinnosti a přesnosti ve výrobních procesech.
Co jsou kódy G a M?
Kódy G a M jsou páteří programování CNC. Instruují stroj o tom, jak se pohybovat a provádět různé funkce. Pojďme se ponořit do toho, co tyto kódy znamenají a jak se liší.
Definice kódů G
G kódy, zkratky pro kódy „Geometry “, jsou srdcem CNC programování. Ovládají pohyb a umístění stroje. Pokud chcete, aby se váš nástroj pohyboval v přímce nebo oblouku, používáte G kódy.
G kódy sdělují stroji, kam jít a jak se tam dostat. Specifikují souřadnice a typ pohybu, jako je rychlé polohování nebo lineární interpolace.
Definice m kódů
M Kódy, které stojí pro 'Miscellaneous ' nebo 'Machine ' kódy, zpracovávají pomocné funkce stroje CNC. Řídí akce, jako je zapnutí nebo vypnutí vřetena, změna nástrojů a aktivace chladicí kapaliny.
Zatímco kódy G se zaměřují na pohyb nástroje, kódy M spravují celkový proces obrábění. Zajišťují, že stroj pracuje bezpečně a efektivně.
Rozdíly mezi kódy G a M
Přestože kódy G a M fungují společně, slouží odlišným účelům:
Přemýšlejte o tom tímto způsobem:
| aspekt | G kódy | m kódy |
| Funkce | Řídí pohyby a umístění | Ovládací funkce pomocných strojů |
| Soustředit | Cesty nástroje a geometrie | Operace, jako jsou změny nástroje a chladicí kapalina |
| Příklad | G00 (rychlé umístění) | M03 (Start vřeteno, ve směru hodinových ručiček) |
Historie kódů G a M v programování CNC
Vývoj obrábění CNC v 50. letech
Příběh kódů G a M začíná narozením obrábění CNC. V roce 1952 spolupracoval John T. Parsons s IBM na vývoji prvního číselně kontrolovaného stroje. Tento průkopnický vynález položil základ pro moderní obrábění CNC.
Stroj Parsons použil pro ukládání a provádění pokynů pro obrábění. Byl to revoluční krok k automatizaci výrobního procesu. Programování těchto raných strojů však bylo složitým a časově náročným úkolem.
Evoluce z děrované pásky na moderní programování kódu G a M
Jak technologie CNC postupovala, tak to byly také metody programování. V 50. letech 20. století použili programátoři k vstupním pokynům děrovanou pásku. Každá díra na pásku představovala konkrétní příkaz.
Na konci padesátých let se objevil nový programovací jazyk: APT (automaticky naprogramované nástroje). APT umožnil programátorům používat angličtinu podobná příkazy k popisu obráběcích operací. Díky tomu bylo programování intuitivnější a efektivnější.
Apt jazyk položil základy pro kódy G a M. V 60. letech se tyto kódy staly standardem pro programování CNC. Poskytli stručnější a standardizovanější způsob ovládání strojů.
Důležitost kódů G a M při umožnění přesného a automatizovaného obrábění
Kódy G a M hrály klíčovou roli při vývoji obrábění CNC. Umožňují strojům sledovat přesné cesty, automatizovat komplexní procesy a zajistit opakovatelnost. Bez nich by bylo možné dosáhnout úrovně přesnosti a efektivity v moderní výrobě. Tyto kódy jsou jazykem, který převádí digitální vzory do fyzických částí, což je nezbytné pro automatizované obrábění.
Běžné kódy G a jejich funkce
| g kódu | funkce | Popis |
| G00 | Rychlé umístění | Přesune nástroj k určeným souřadnicím při maximální rychlosti (neřezaný). |
| G01 | Lineární interpolace | Posouvá nástroj v přímé hranici mezi body při kontrolované rychlosti krmiva. |
| G02 | Kruhová interpolace (CW) | Posune nástroj v kruhové cestě ve směru hodinových ručiček k určenému bodu. |
| G03 | Kruhová interpolace (CCW) | Posune nástroj v kruhové cestě proti směru hodinových ručiček k zadanému bodu. |
| G04 | Přebývat | Zastaví stroj na určený čas ve své aktuální poloze. |
| G17 | XY výběr roviny | Vybere rovinu XY pro obráběcí operace. |
| G18 | XZ výběr roviny | Vybere rovinu XZ pro obracející operace. |
| G19 | Výběr roviny YZ | Vybere rovinu YZ pro obracející operace. |
| G20 | Inch systém | Určuje, že program bude používat palce jako jednotky. |
| G21 | Metrický systém | Určuje, že program bude používat milimetry jako jednotky. |
| G40 | Zrušte kompenzaci řezaček | Zruší jakýkoli průměr nástroje nebo kompenzace poloměru. |
| G41 | Kompenzace řezačky, vlevo | Aktivuje kompenzaci poloměru nástroje pro levou stranu. |
| G42 | Kompenzace řezačky, správně | Aktivuje kompenzaci poloměru nástroje za pravou stranu. |
| G43 | Kompenzace výšky nástroje Offset Compensation | Během obrábění aplikuje posun délky nástroje. |
| G49 | Zrušit kompenzace výšky nástroje | Zruší kompenzaci odhození délky nástroje. |
| G54 | Systém souřadnic práce 1 | Vybere první systém souřadnic pracovních míst. |
| G55 | Systém souřadnic práce 2 | Vybere druhý systém souřadnic práce. |
| G56 | Systém souřadnic práce 3 | Vybere třetí systém souřadnic práce. |
| G57 | Systém souřadnic práce 4 | Vybere čtvrtý systém souřadnic práce. |
| G58 | Systém souřadnic práce 5 | Vybere pátý systém souřadnic. |
| G59 | Systém souřadnic práce 6 | Vybere šestý pracovní souřadnicový systém. |
| G90 | Absolutní programování | Souřadnice jsou interpretovány jako absolutní pozice vzhledem k pevnému původu. |
| G91 | Přírůstkové programování | Souřadnice jsou interpretovány vzhledem k aktuální poloze nástroje. |
Běžné kódy m a jejich funkce
| m kód | funkce | Popis |
| M00 | Stop programu | Dočasně zastaví program CNC. Vyžaduje pokračování zásahu operátora. |
| M01 | Volitelné zastavení programu | Zastaví program CNC, pokud je aktivována volitelná zastávka. |
| M02 | Konec programu | Ukončí program CNC. |
| M03 | Vřeteno na (ve směru hodinových ručiček) | Spustí rotující vřeteno ve směru hodinových ručiček. |
| M04 | Vřeteno na (proti směru hodinových ručiček) | Spustí rotující vřeteno proti směru hodinových ručiček. |
| M05 | Vřeteno | Zastaví rotaci vřetena. |
| M06 | Změna nástroje | Změní aktuální nástroj. |
| M08 | Chladicí kapalina | Zapne systém chladicí kapaliny. |
| M09 | Chladicí kapalina | Vypne systém chladicí kapaliny. |
| M30 | Konec programu a resetování | Ukončí program a resetuje kontrolu na začátek. |
| M19 | Orientace vřetena | Orientujte vřeteno na určenou polohu pro změnu nástroje nebo jiné operace. |
| M42 | Vybírat vysokou rychlostní stupeň | Vybere režim vysokého převodového stupně pro vřeteno. |
| M09 | Chladicí kapalina | Vypne systém chladicí kapaliny. |
Pomocné funkce v programování G a M kódu
Umístění souřadnic (x, y, z)
Funkce X, Y a Z řídí pohyb nástroje ve 3D prostoru. Určují cílovou polohu pro nástroj, na který se má přesunout.
X představuje horizontální osu (zleva doprava)
Y představuje vertikální osu (přední dozadu)
Z představuje osu hloubky (nahoru a dolů)
Zde je příklad toho, jak se tyto funkce používají v programu G Code:
G00 x10 y20 z5 (rychlý přesun na x = 10, y = 20, z = 5) G01 x30 y40 z-2 F100 (lineární přesun na x = 30, y = 40, z = -2 při rychlosti krmiva 100)
Souřadnice centra Arc (I, J, K)
I, J a K specifikují středový bod oblouku vzhledem k počátečnímu bodu. Používají se s příkazy G02 (Clock -Stocks ARC) a G03 (proti směru hodinových ručiček).
Představuji vzdálenost osy x od počátečního bodu do centra
J představuje vzdálenost osy y od počátečního bodu do centra
K představuje vzdálenost osy Z od počátečního bodu do centra
Podívejte se na tento příklad vytvoření oblouku pomocí I a J:
G02 X50 Y50 I25 J25 F100 (oblouk ve směru hodinových ručiček na x = 50, y = 50 se středem I = 25, J = 25)
Sazba krmiva (F)
Funkce F určuje rychlost, jakou se nástroj pohybuje během řezných operací. Je vyjádřen v jednotkách za minutu (např. Palce za minutu nebo milimetry za minutu).
Zde je příklad nastavení rychlosti krmiva:
G01 x100 Y200 F500 (lineární přesun na x = 100, y = 200 při rychlosti krmivy 500 jednotek/min)
Rychlost vřetena (S)
Funkce S nastavuje rychlost otáčení vřetena. Obvykle se vyjádří v revolucích za minutu (RPM).
Podívejte se na tento příklad nastavení rychlosti vřetena:
M03 S1000 (spusťte vřeteno ve směru hodinových ručiček na 1000 ot / min)
Výběr nástroje (T)
Funkce T vybere nástroj, který se má použít pro operaci obrábění. Každý nástroj v knihovně nástrojů stroje má k němu jedinečné číslo.
Zde je příklad výběru nástroje:
T01 M06 (vyberte nástroj číslo 1 a proveďte změnu nástroje)
Offset délky nástroje (H) a kompenzace poloměru nástroje (D)
Funkce H a D kompenzují změny délky a poloměru nástroje. Zajišťují přesné umístění nástroje vzhledem k obrobku.
Podívejte se na tento příklad, který používá funkce H i D:
G43 H01 (použijte posun délky nástroje pomocí offsetu číslo 1) G41 D01 (použijte kompenzaci poloměru nástroje zbývající pomocí Offset Number 1)
Metody programování CNC s kódy G a M
Manuální programování
Manuální programování zahrnuje ruční psaní kódů G a M. Programátor vytváří kód na základě požadavků na geometrii a obrábění součásti.
Zde je to, jak to obvykle funguje:
Programátor analyzuje kreslení součásti a určuje nezbytné obráběcí operace.
Píšují řádek kódů G a M podle řádku a zadávají pohyby a funkce nástroje.
Program je poté načten do řídicí jednotky CNC pro provádění.
Ruční programování poskytuje programátorovi úplné ovládání kódu. Je ideální pro jednoduché části nebo rychlé úpravy.
Může to však být časově náročné a náchylné k chybám, zejména pro složité geometrie.
Konverzační programování (programování na stroji)
Konverzační programování, také známé jako programování obchodu, se provádí přímo na řídicí jednotce stroje CNC.
Místo ručního psaní kódů G a M používá operátor interaktivní nabídky a grafická rozhraní k zadávání parametrů obrábění. Řídicí jednotka poté automaticky generuje potřebné kódy G a M.
Zde je několik výhod konverzačního programování:
Je to uživatelsky přívětivé a vyžaduje méně znalostí o programování
Umožňuje rychlé a snadné vytváření a úpravu programu
Je vhodný pro jednoduché části a krátké výrobní běhy
Konverzační programování však nemusí být tak flexibilní jako ruční programování pro komplexní části.
Programování CAD/CAM
Část je navržena pomocí softwaru CAD a vytváří 3D digitální model.
Model CAD je importován do softwaru CAM.
Programátor vybere operace obrábění, nástroje a parametry řezu v softwaru CAM.
Software CAM generuje kódy G a M na základě vybraných parametrů.
Vygenerovaný kód je následně zpracován tak, aby odpovídal specifickým požadavkům stroje CNC.
Posvícený kód je přenesen do stroje CNC pro provedení.
Výhody programování CAD/CAM:
Automatizuje proces generování kódu, šetří čas a snižuje chyby
Umožňuje snadné programování složitých geometrií a 3D obrysů
Poskytuje vizualizaci a simulační nástroje pro optimalizaci procesu obrábění
Umožňuje rychlejší změny a aktualizace návrhu
Omezení programování CAD/CAM:
Vyžaduje investice do softwaru a školení
Pro jednoduché díly nebo krátké výrobní běhy nemusí být nákladově efektivní
Generovaný kód může vyžadovat ruční optimalizaci pro konkrétní stroje nebo aplikace
Při používání softwaru CAD/CAM jako UG nebo MasterCam zvažte následující:
Zajistit kompatibilitu mezi modelem CAD a softwarem CAM
Vyberte příslušné postprocesory pro konkrétní stroj a řídicí jednotku CNC
Přizpůsobte parametry obrábění a knihovny nástrojů pro optimalizaci výkonu
Ověřte generovaný kód prostřednictvím simulačních a strojových pokusů
G a M kódy pro různé typy strojů CNC
Frézování strojů
Frézovací stroje používají kódy G a M k řízení pohybu řezného nástroje ve třech lineárních osách (x, y a z). Používají se pro vytváření plochých nebo tvarovaných povrchů, slotů, kapes a děr.
Některé běžné G kódy používané ve frézovacích strojích zahrnují:
G00: Rychlé umístění
G01: Lineární interpolace
G02/G03: kruhová interpolace (ve směru hodinových ručiček/proti směru hodinových ručiček)
G17/G18/G19: výběr roviny (XY, ZX, YZ)
M Kódy řídí funkce, jako je rotace vřetena, chladicí kapalina a změny nástroje. Například:
Otočné stroje (soustruhy)
Otočení strojů nebo soustruhů použijte kódy G a M k řízení pohybu řezného nástroje vzhledem k rotujícímu obrobku. Používají se pro vytváření válcových částí, jako jsou hřídele, pouzdra a vlákna.
Kromě běžných G kódů používaných ve frézovacích strojích používají soustruhy pro obracející operace specifické kódy:
M Kódy v soustruhu kontrolních funkcí, jako je rotace vřetena, chladicí kapalina a indexování věží:
Obráběcí centra
Obráběcí centra kombinují schopnosti frézovacích strojů a soustruhů. Mohou provádět více obráběcích operací na jednom počítači pomocí více os a změny nástrojů.
Obráběcí centra používají kombinaci kódů G a M používaných ve frézovacích strojích a soustruzích, v závislosti na prováděné specifické operaci.
Používají také další kódy pro pokročilé funkce, například:
Rozdíly a specifické funkce
Frézovací stroje používají pro výběr roviny G17/G18/G19, zatímco soustruhy nevyžadují kódy výběru rovin.
Kliky používají specifické kódy jako G33 pro řezání nití a G76 pro cykly závitu, které se nepoužívají ve frézovacích strojích.
Obráběcí centra používají další kódy, jako je G43/G44 pro kompenzaci délky nástroje a M06 pro změny nástrojů, které se běžně nepoužívají v samostatných frézovacích strojích nebo soustružích.
Tipy pro efektivní programování kódu G a M
Nejlepší postupy pro organizaci a strukturování programů G a M kódu
Zde je několik osvědčených postupů, které je třeba sledovat při organizaci a strukturování vašich programů G a M kódu:
Začněte s jasným a popisným záhlaví programu, včetně čísla programu, názvu dílu a autora.
Používejte komentáře liberálně k vysvětlení účelu každé sekce nebo bloku kódu.
Organizujte program do logických sekcí, jako jsou změny nástrojů, operace obrábění a koncové sekvence.
Ke zlepšení čitelnosti použijte konzistentní formátování a odsazení.
Modulalizace programu pomocí podprogramů pro opakované operace.
Dodržováním těchto praktik můžete vytvářet programy, které jsou snáze srozumitelné, udržovatelné a úpravy.
Strategie pro optimalizaci cest nástrojů a minimalizaci doby obrábění
Optimalizace cest nástrojů a minimalizace doby obrábění jsou rozhodující pro efektivní obrábění CNC. Zde je několik strategií, které je třeba zvážit:
Pomocí nejkratších možných cest nástroje zkrátí dobu neřezání.
Minimalizujte změny nástroje efektivně sekvenční operace.
Pro rychlejší odstranění materiálu použijte vysokorychlostní techniky obrábění, jako je trochoidální frézování.
Upravte rychlost krmiva a rychlosti vřetena na základě materiálu a podmínek řezu.
K zjednodušení a urychlení programování použijte konzervované cykly a podprogramy.
(Neoptimalizovaná cesta nástroje) G00 X0 Y0 Z1G01 Z-1 F100G01 X50 Y0G01 X50G01 X0 Y50G01 X0 Y0 (Optimalizovaná cesta nástroje) G00 X0 Y0 Z1g01 Z-1 F100G01 x501 x0g01 y01 y01 y01 y01 y01 y01 y01 y01 y0g01 y0g01 y0g01 y0g01 y0g01 y0g01 y0g01 y0g01 y0g01 y0g01 y0g01.
Implementací těchto strategií můžete výrazně zkrátit dobu obrábění a zlepšit celkovou účinnost.
Běžné chyby, kterým se vyhnout programování G a M kódu
Chcete -li zajistit přesné a efektivní obrábění, vyhněte se těmto běžným chybám v programování kódu G a M:
Zapomenutí zahrnout potřebné kódy M, jako jsou příkazy vřetena a chladicí kapalinu.
Použití nesprávných nebo nekonzistentních jednotek (např. Míchání palců a milimetrů).
Nepřikování správné roviny (G17, G18 nebo G19) pro kruhovou interpolaci.
Vynechání desetinných bodů v hodnotách souřadnic.
Nezohledňování kompenzace poloměru nástroje při programování obrysů.
Před spuštěním programu na stroji dvakrát zkontrolujte kód a použijte simulační nástroje k zachycení a opravě těchto chyb.
Důležitost ověřování a simulace programu před obráběním
Ověření programu a simulace jsou základními kroky před spuštěním programu na počítači CNC. Pomáhají vám:
Identifikujte a opravte chyby v kódu.
Vizualizujte cesty nástroje a zajistěte, aby odpovídaly požadované geometrii.
Zkontrolujte potenciální srážky nebo strojové limity.
Odhadte dobu obrábění a optimalizujte proces.
Většina softwaru CAM zahrnuje simulační nástroje, které vám umožňují ověřit program a náhled procesu obrábění. Využijte těchto nástrojů, abyste zajistili hladce, aby váš program běžel a přináší očekávané výsledky.
Zkontrolujte, zda jsou zřejmé chyby nebo nesrovnalosti, zkontrolujte kód G a M.
Načtěte program do simulačního modulu softwaru CAM.
Nastavte zásobní materiál, příslušenství a nástroje v simulačním prostředí.
Spusťte simulaci a sledujte cesty nástroje, odstranění materiálu a pohyby stroje.
Zkontrolujte jakékoli srážky, drážky nebo nežádoucí pohyby.
Ověřte, že konečná simulovaná část odpovídá zamýšlenému designu.
Proveďte nezbytné úpravy programu na základě výsledků simulace.
Shrnutí
V tomto článku jsme prozkoumali základní roli kódů G a M při obrábění CNC. Tyto programovací jazyky řídí pohyby a funkce strojů CNC, což umožňuje přesnou a automatizovanou výrobu.
Pokryli jsme základy kódů G, které zpracovávají geometrii a cesty nástrojů, a M kódy, které řídí funkce stroje, jako je rotace vřetena a ovládání chladicí kapaliny.
Pochopení kódů G a M je zásadní pro programátory CNC, operátory a výrobní profesionály. Umožňuje jim vytvářet efektivní programy, optimalizovat procesy obrábění a efektivně řešit problémy.
Časté dotazy o kódech G a M CNC obrábění
Otázka: Jaký je nejlepší způsob, jak se naučit programování kódu G a M?
Odpověď: Cvičení s praktickými zkušenostmi. Začněte jednoduchými programy a postupně zvyšujte složitost. Vyhledejte pokyny od zkušených programátorů nebo absolvujte kurzy.
Otázka: Lze kódy G a M použít se všemi typy strojů CNC?
A: Ano, ale s některými variacemi. Základní kódy jsou podobné, ale specifické stroje mohou mít další nebo upravené kódy.
Otázka: Jsou kódy G a M standardizovány v různých kontrolních systémech CNC?
A: Většinou, ale ne úplně. Základy jsou standardizované, ale mezi kontrolními systémy existují určité rozdíly. Vždy se podívejte na programovací příručku stroje.
Otázka: Jak mohu vyřešit běžné problémy s programy G a M Code?
Odpověď: Použijte simulační nástroje k identifikaci chyb. Kód dvojitého kontroly chyb, jako jsou chybějící desetinná místa nebo nesprávné jednotky. Konzultujte manuály strojů a online zdroje.
Otázka: Jaké zdroje jsou k dispozici pro další učení o kódech G a M?
Odpověď: Příručky pro programování strojů, online tutoriály, fóra a kurzy. Knihy a průvodce CNC. Praktické zkušenosti a mentorství od zkušených programátorů.
Otázka: Jak kódy G a M ovlivňují přesnost a účinnost obrábění?
Odpověď: Správné použití kódů optimalizuje cesty nástroje, zkracuje dobu obrábění a zajišťuje přesné pohyby. Efektivní struktura kódu a organizace zlepšují celkový výkon obrábění.
Otázka: Jak lze kódy G a M optimalizovat pro zkrácení doby obrábění a zlepšit kvalitu obrábění?
Odpověď: Minimalizujte neřezané pohyby. Používejte konzervované cykly a podprogramy. Upravte rychlost krmiva a rychlosti vřetena za optimální podmínky řezání.
Otázka: Jaké pokročilé funkce lze dosáhnout pomocí makra a parametrického programování?
Odpověď: Automatizace opakujících se úkolů. Vytvoření vlastních konzervovaných cyklů. Parametrické programování pro flexibilní a přizpůsobitelné programy. Integrace s externími senzory a systémy.
