Ovrobenie CNC revolúciou v revolúcii v modernej výrobe s presnosťou a automatizáciou. Ale ako tieto stroje vedia, čo majú robiť? Odpoveď spočíva v kódoch G a M. Tieto kódy sú programovacie jazyky, ktoré riadia každý pohyb a funkciu stroja CNC. V tomto príspevku sa dozviete, ako kódy G a M spolupracujú na dosiahnutí presného obrábania, zabezpečenia efektívnosti a presnosti vo výrobných procesoch.
Čo sú kódy G a M?
Kódy G a M sú chrbtovou kosťou programovania CNC. Inštruujú stroj o tom, ako sa pohybovať a vykonávať rôzne funkcie. Poďme sa ponoriť do toho, čo tieto kódy znamenajú a ako sa líšia.
Definícia G kódov
G kódy, skratky pre kódy „Geometry “, sú srdcom programovania CNC. Ovládajú pohyb a umiestnenie obrábacích strojov. Ak chcete, aby sa váš nástroj pohyboval v priamke alebo oblúku, použijete G kódy.
G kódy hovoria strojom, kam má ísť a ako sa tam dostať. Určujú súradnice a typ pohybu, ako je rýchle polohovanie alebo lineárna interpolácia.
Definícia M kódov
M kódy, ktoré znamenajú kódy „Rôzne “ alebo 'Machine ', spracovávajte pomocné funkcie CNC stroja. Ovládajú akcie, ako je zapnutie alebo vypnutie vretena, meniace nástroje a aktivácia chladiacej kvapaliny.
Zatiaľ čo G kódy sa zameriavajú na pohyb nástroja, kódy M spravujú celkový proces obrábania. Zaisťujú, že stroj pracuje bezpečne a efektívne.
Rozdiely medzi kódmi G a M
Aj keď kódy G a M spolupracujú, slúžia odlišným účelom:
Premýšľajte o tom týmto spôsobom:
G kódy hovoria nástrojom, kam ísť a ako sa pohybovať.
M kódy zvládajú celkovú prevádzku a stav stroja.
| aspekt | g kódov | m kódov |
| Funkcia | Ovláda pohyby a polohovanie | Ovláda funkcie pomocného stroja |
| Zameranie | Cesty a geometria nástrojov | Operácie, ako sú zmeny nástrojov a chladivo |
| Príklad | G00 (rýchle umiestnenie) | M03 (začnite vreteno, v smere hodinových ručičiek) |
História kódov G a M v programovaní CNC
Vývoj obrábania CNC v 50. rokoch 20. storočia
Príbeh kódov G a M sa začína narodením obrábania CNC. V roku 1952 John T. Parsons spolupracoval s IBM pri vývoji prvého číselne riadeného strojového stroja. Tento priekopnícky vynález položil základ pre moderné obrábanie CNC.
Parsonsov stroj použil dierovanú pásku na ukladanie a vykonávanie pokynov na obrábanie. Bol to revolučný krok k automatizácii výrobného procesu. Programovanie týchto skorých strojov však bolo zložitou a časovo náročnou úlohou.
Vývoj z dierovanej pásky do moderného programovania kódu G a M
Ako CNC technológia pokročila, aj metódy programovania. V 50. rokoch 20. storočia programátori použili na vstup na vstupnú pásku. Každý otvor na páske predstavoval konkrétny príkaz.
Koncom 50. rokov 20. storočia sa objavil nový programovací jazyk: APT (automaticky naprogramované nástroje). APT umožnilo programátorom používať anglické vyhlásenia na opis operácií obrábania. Vďaka tomu bolo programovanie intuitívnejšie a efektívne.
Apt jazyk položil základy pre kódy G a M. V 60. rokoch sa tieto kódy stali štandardom programovania CNC. Poskytli výstižnejší a štandardizovaný spôsob ovládania obrábacích strojov.
Dôležitosť kódov G a M pri umožňovaní presného a automatizovaného obrábania
Kódy G a M zohrávali rozhodujúcu úlohu pri vývoji obrábania CNC. Umožňujú strojom sledovať presné cesty, automatizovať komplexné procesy a zabezpečiť opakovateľnosť. Bez nich by nebolo možné dosiahnuť úroveň presnosti a efektívnosti pozorovanej v modernej výrobe. Tieto kódy sú jazykom, ktorý prekladá digitálne vzory do fyzických častí, čo ich robí nevyhnutnými pre automatizované obrábanie.
Bežné G kódy a ich funkcie
| g kódu | Funkcia | Popis |
| G00 | Rýchle umiestnenie | Presunie nástroj na špecifikované súradnice pri maximálnej rýchlosti (nerezanie). |
| G01 | Lineárna interpolácia | Pohybuje nástroj v priamej čiare medzi bodmi pri riadenej rýchlosti posuvu. |
| G02 | Kruhová interpolácia (CW) | Presunie nástroj v kruhovej dráhe v smere hodinových ručičiek k zadanému bodu. |
| G03 | Kruhová interpolácia (CCW) | Presunie nástroj v kruhovej dráhe proti smeru hodinových ručičiek k špecifikovanému bodu. |
| G04 | Bývať | Zastaví stroj na určený čas v aktuálnej polohe. |
| G17 | Výber lietadla XY | Vyberie lietadlo XY na obrábanie operácií. |
| G18 | Výber roviny XZ | Vyberie lietadlo XZ na obrábanie operácií. |
| G19 | Výber lietadla YZ | Vyberie rovinu YZ na obrábanie operácií. |
| G20 | Systém | Určuje, že program bude používať palce ako jednotky. |
| G21 | Metrický systém | Určuje, že program bude používať milimetre ako jednotky. |
| G40 | Zrušiť kompenzáciu rezačky | Ruší akýkoľvek priemer alebo kompenzáciu polomeru. |
| G41 | Kompenzácia rezača, vľavo | Aktivuje kompenzáciu polomeru nástroja pre ľavú stranu. |
| G42 | Kompenzácia rezača, vpravo | Aktivuje kompenzáciu polomeru nástroja za pravú stranu. |
| G43 | Kompenzácia kompenzácie výšky nástroja | Aplikuje posun dĺžky nástroja počas obrábania. |
| G49 | Zrušiť kompenzáciu výšky nástroja | Zruší kompenzáciu kompenzácie dĺžky nástroja. |
| G54 | Pracovný koordinovaný systém 1 | Vyberie prvý pracovný súradnicový systém. |
| G55 | Pracovný koordinovaný systém 2 | Vyberie druhý pracovný súradnicový systém. |
| G56 | Pracovný koordinovaný systém 3 | Vyberie tretí pracovný súradnicový systém. |
| G57 | Pracovný koordinovaný systém 4 | Vyberie štvrtý pracovný súradnicový systém. |
| G58 | Pracovný koordinovaný systém 5 | Vyberie piaty pracovný súradnicový systém. |
| G59 | Pracovný koordinovaný systém 6 | Vyberie šiesty pracovný súradnicový systém. |
| G90 | Absolútne programovanie | Súradnice sa interpretujú ako absolútne pozície v porovnaní s pevným pôvodom. |
| G91 | Prírastkové programovanie | Súradnice sa interpretujú vzhľadom na súčasnú polohu nástroja. |
Bežné M kódy a ich funkcie
| M | funkcia kódu | Popis |
| M00 | Zastavenie programu | Dočasne zastaví program CNC. Vyžaduje, aby intervencia operátora pokračovala. |
| M01 | Voliteľná zastávka programu | Zastaví program CNC, ak je aktivovaná voliteľná zastávka. |
| M02 | Koniec programu | Končí program CNC. |
| M03 | Vretená (v smere hodinových ručičiek) | Začína vreteno otáčanie v smere hodinových ručičiek. |
| M04 | Vretená (proti smeru hodinových ručičiek) | Začína vreteno otáčajúce proti smeru hodinových ručičiek. |
| M05 | Vtekovať | Zastaví rotáciu vretena. |
| M06 | Zmena nástroja | Mení aktuálny nástroj. |
| M08 | Chladivo | Zapne systém chladiacej kvapaliny. |
| M09 | Chladivo | Vypnite systém chladiacej kvapaliny. |
| M30 | Program ukončiť a resetovať | Ukončí program a vynuluje kontrolu na začiatok. |
| M19 | Orientácia vretena | Orienty vreteno na špecifikovanú pozíciu na zmenu nástroja alebo iné operácie. |
| M42 | Výber vysokej prevodového stupňa | Vyberie režim vysokého prevodu pre vreteno. |
| M09 | Chladivo | Vypne systém chladiacej kvapaliny. |
Pomocné funkcie v programovaní kódu G a M
Súradnice polohy (x, y, z)
Funkcie X, Y a Z riadia pohyb nástroja v 3D priestore. Určujú cieľovú polohu pre nástroj, do ktorého sa má presťahovať.
X predstavuje horizontálnu os (zľava doprava)
Y predstavuje vertikálnu os (predná dozadu)
Z predstavuje os hĺbky (hore a dole)
Tu je príklad toho, ako sa tieto funkcie používajú v programe G Code:
G00 x10 Y20 Z5 (rýchly presun do x = 10, y = 20, z = 5) G01 x30 Y40 Z-2 F100 (lineárny presun do x = 30, y = 40, z = -2 pri rýchlosti posuvu 100)
Súradnice Arc Center (I, J, K)
I, J a K špecifikujú stredový bod oblúka vzhľadom na východiskový bod. Používajú sa s príkazmi G02 (v smere hodinových ručičiek) a príkazmi G03 (proti smeru hodinových ručičiek).
Predstavujem vzdialenosť osi x od počiatočného bodu do stredu
J predstavuje vzdialenosť osi y od počiatočného bodu do stredu
K predstavuje vzdialenosť osi Z od počiatočného bodu do stredu
Pozrite sa na tento príklad vytvorenia oblúka pomocou I a J:
G02 X50 Y50 I25 J25 F100 (oblúk v smere hodinových ručičiek až x = 50, y = 50 so stredom I = 25, J = 25)
Rýchlosť posuvu (F)
Funkcia F určuje rýchlosť, akou sa nástroj pohybuje počas rezných operácií. Je vyjadrený v jednotkách za minútu (napr. Indec za minútu alebo milimetre za minútu).
Tu je príklad nastavenia rýchlosti posuvu:
G01 x100 Y200 F500 (lineárny presun do x = 100, y = 200 pri rýchlosti posuvu 500 jednotiek/min)
Rýchlosť vretena
Funkcia S nastavuje rotačnú rýchlosť vretena. Zvyčajne sa vyjadruje v revolúciách za minútu (RPM).
Pozrite sa na tento príklad nastavenia rýchlosti vretena:
M03 S1000 (začnite vreteno v smere hodinových ručičiek pri 1000 ot./min)
Výber nástroja (T)
Funkcia T vyberie nástroj, ktorý sa má použiť na obrábanie. Každý nástroj v knižnici nástroja stroja má priradené jedinečné číslo.
Tu je príklad výberu nástroja:
T01 M06 (vyberte číslo 1 a vykonajte zmenu nástroja)
Kompenzácia dĺžky dĺžky nástroja (H) a kompenzácia polomeru nástroja (D)
Funkcie H a D kompenzujú zmeny dĺžky a polomeru nástroja. Zabezpečujú presné umiestnenie nástroja v porovnaní s obrobkom.
Pozrite sa na tento príklad, ktorý používa funkcie H a D:
G43 H01 (aplikujte kompenzáciu dĺžky nástroja pomocou offset 1) G41 D01 (aplikujte kompenzáciu polomeru nástroja, ktorá zostala pomocou offset 1)
Metódy programovania CNC s kódmi G a M
Manuálne programovanie
Manuálne programovanie zahŕňa písanie G a M kódy ručne. Programátor vytvára kód založený na požiadavkách na geometriu a obrábanie časti.
Takto to zvyčajne funguje:
Programátor analyzuje kreslenie dielu a určuje potrebné operácie obrábania.
Píšu riadok G a M podľa riadku, pričom určujú pohyby a funkcie nástrojov.
Program sa potom načíta do riadiacej jednotky CNC na vykonanie.
Manuálne programovanie poskytuje programátorovi úplnú kontrolu nad kódom. Je ideálny pre jednoduché diely alebo rýchle úpravy.
Môže to však byť časovo náročné a náchylné na chyby, najmä pri zložitých geometriách.
Konverzačné programovanie (programovanie na stroji)
Konverzačné programovanie, známe tiež ako programovanie podlahy v obchode, sa uskutočňuje priamo na riadiacej jednotke stroja CNC.
Namiesto ručného písania kódov G a M, operátor používa interaktívne ponuky a grafické rozhrania na zadávanie parametrov obrábania. Riadiaca jednotka potom automaticky vygeneruje potrebné kódy G a M.
Tu je niekoľko výhod konverzačného programovania:
Je to užívateľsky prívetivé a vyžaduje menej programovacích znalostí
Umožňuje rýchle a ľahké vytváranie a úpravu programu
Je vhodný pre jednoduché diely a krátke výrobné behy
Konverzačné programovanie však nemusí byť také flexibilné ako manuálne programovanie pre zložité diely.
Programovanie CAD/CAM
Táto časť je navrhnutá pomocou softvéru CAD a vytvára 3D digitálny model.
Model CAD sa importuje do softvéru CAM.
Programátor vyberie v softvéri CAM operácie, nástroje a parametre rezania.
Softvér CAM generuje kódy G a M na základe vybratých parametrov.
Generovaný kód je následne spracovaný tak, aby zodpovedal špecifickým požiadavkám CNC stroja.
Kód po spracovaní sa prenesie do počítača CNC na vykonanie.
Výhody programovania CAD/CAM:
Automatizuje proces generovania kódu, ukladá čas a znižuje chyby
Umožňuje ľahké programovanie zložitých geometrií a 3D obrysov
Poskytuje vizualizačné a simulačné nástroje na optimalizáciu procesu obrábania
Umožňuje rýchlejšie zmeny a aktualizácie dizajnu
Obmedzenia programovania CAD/CAM:
Vyžaduje investície do softvéru a školenia
Nemusí to byť nákladovo efektívne pre jednoduché diely alebo krátke výroby
Generovaný kód môže vyžadovať manuálnu optimalizáciu pre konkrétne stroje alebo aplikácie
Pri používaní softvéru CAD/CAM, ako je UG alebo MasterCam, zvážte nasledujúce:
Zaistite kompatibilitu medzi modelom CAD a softvérom CAM
Vyberte vhodných post-procesorov pre váš konkrétny CNC stroj a riadiacu jednotku
Prispôsobte parametre obrábania a knižnice nástrojov na optimalizáciu výkonu
Overte generovaný kód prostredníctvom simulácie a skúšok stroja
G a M kódy pre rôzne typy CNC strojov
Frézka
Frézovacie stroje používajú kódy G a M na riadenie pohybu rezacieho nástroja v troch lineárnych osiach (x, y a z). Používajú sa na vytváranie plochých alebo tvarovaných povrchov, slotov, vreciek a otvorov.
Niektoré bežné kódy G používané v frézovacích strojoch zahŕňajú:
G00: Rýchle umiestnenie
G01: lineárna interpolácia
G02/G03: kruhová interpolácia (v smere hodinových ručičiek/proti smeru hodinových ručičiek)
G17/G18/G19: výber roviny (XY, ZX, YZ)
M kódy riadia funkcie, ako je rotácia vretena, zmeny chladiacej kvapaliny a zmeny nástroja. Napríklad:
Otáčky strojov (sústruhy)
Otáčanie strojov alebo sústruhov používajú kódy G a M na riadenie pohybu nástroja na rezanie v porovnaní s rotujúcou obrobkom. Používajú sa na vytváranie valcových častí, ako sú hriadele, puzdrá a vlákna.
Okrem bežných kódov G používaných v frézovacích strojoch, sústruhy používajú špecifické kódy na otáčanie operácií:
M kódy v sústruhoch riadiacich funkcií, ako je rotácia vretena, chladiva a indexovanie veže:
Obrábkové centrá
Ovrovkové centrá kombinujú schopnosti frézovacích strojov a sústruhov. Môžu vykonávať viac obrábaných operácií na jednom počítači pomocou viacerých osí a zmien nástroja.
Ovrovkové centrá používajú kombináciu kódov G a M používaných v frézovacích strojoch a sústruhoch v závislosti od vykonanej špecifickej operácie.
Používajú tiež ďalšie kódy pre pokročilé funkcie, napríklad:
Rozdiely a konkrétne vlastnosti
Frézovacie stroje používajú na výber lietadla G17/G18/G19, zatiaľ čo sústruhy nevyžadujú kódy výberu lietadiel.
Strúty používajú špecifické kódy, ako je G33, na rezanie niť a G76 pre cykly závitu, ktoré sa nepoužívajú v frézovacích strojoch.
Ovrovkové centrá používajú ďalšie kódy, ako je G43/G44 na kompenzáciu dĺžky nástroja a M06, na zmeny nástrojov, ktoré sa bežne nepoužívajú v samostatných frézovacích strojoch alebo sústruhoch.
Tipy pre efektívne programovanie kódu G a M
Osvedčené postupy na organizovanie a štruktúrovanie programov G a M kódov
Tu je niekoľko osvedčených postupov, ktoré treba dodržiavať pri organizovaní a štruktúrovaní vašich kódov kódu G a M:
Začnite s jasnou a popisnou hlavičkou programu vrátane čísla programu, názvu časti a autora.
Na vysvetlenie účelu každej sekcie alebo bloku kódu používajte komentáre.
Zorganizujte program do logických sekcií, ako sú zmeny nástrojov, obrábanie operácií a koncové sekvencie.
Na zlepšenie čitateľnosti použite konzistentné formátovanie a odsadenie.
Modularizujte program pomocou podprogramov na opakované operácie.
Dodržiavaním týchto praktík môžete vytvárať programy, ktoré sú ľahšie pochopiteľné, údržby a úpravy.
Stratégie na optimalizáciu ciest nástrojov a minimalizáciu času obrábania
Optimalizácia cesty nástrojov a minimalizácia času obrábania sú rozhodujúce pre efektívne obrábanie CNC. Tu je niekoľko stratégií, ktoré je potrebné zvážiť:
Na skrátenie času na rezanie použite čo najkratšie cesty nástrojov.
Minimalizujte zmeny nástroja účinne sekvencovaním operácií.
Na rýchlejšie odstránenie materiálu používajte vysokorýchlostné techniky obrábania, ako je trojkoidné mletie.
Upravte rýchlosti posuvu a rýchlosti vretena na základe podmienok materiálu a rezania.
Na zjednodušenie a zrýchlenie programovania použite konzervované cykly a podprogramy.
(Neoptimalizovaná cesta nástroja) G00 X0 Y0 Z1G01 Z-1 F100G01 X50 Y0G01 X50G0G01 X0 Y50G01 X0 Y0 (Optimalizovaná cesta nástroja) G00 x0 Y0 Z1G01 F100G01 X50 Y0G01 Y50G01
Implementáciou týchto stratégií môžete výrazne skrátiť čas obrábania a zlepšiť celkovú efektívnosť.
Bežné chyby, ktorým sa treba vyhnúť v programovaní kódu G a M
Aby ste zaistili presné a efektívne obrábanie, vyhnite sa týmto bežným chybám v programovaní kódu G a M:
Zabudnite na zahrnutie potrebných kódov M, ako sú príkazy vretena a chladiacej kvapaliny.
Použitie nesprávnych alebo nekonzistentných jednotiek (napr. Miešanie palcov a milimetrov).
Nezavedenie správnej roviny (G17, G18 alebo G19) pre kruhovú interpoláciu.
Vynechanie desatinných bodov v koordinátových hodnotách.
Nezohľadňuje kompenzáciu polomeru nástroja pri programovaní obrysov.
Pred spustením programu na stroji použite simulačné nástroje na zachytenie a opravu týchto chýb.
Dôležitosť overovania a simulácie programu pred obrábaním
Overenie a simulácia programu sú základnými krokmi pred spustením programu na počítači CNC. Pomáhajú vám:
Identifikujte a opravte chyby v kóde.
Vizualizujte cesty nástrojov a zabezpečte, aby zodpovedali požadovanej geometrie.
Skontrolujte potenciálne zrážky alebo limity stroja.
Odhadnite čas obrábania a optimalizovať proces.
Väčšina softvéru CAM obsahuje simulačné nástroje, ktoré vám umožňujú overiť program a ukázať proces obrábania. Využite výhody týchto nástrojov, aby ste zaistili plynulé beh programu a prinieslo očakávané výsledky.
Skontrolujte kód G a M, či nie je zrejmé chyby alebo nezrovnalosti.
Načítajte program do simulačného modulu softvéru CAM.
Nastavte zásobný materiál, príslušenstvo a nástroje v simulačnom prostredí.
Spustite simuláciu a sledujte cesty nástroja, odstraňovanie materiálu a pohyby stroja.
Skontrolujte akékoľvek zrážky, drážky alebo nežiaduce pohyby.
Skontrolujte, či sa konečná simulovaná časť zhoduje s zamýšľaným dizajnom.
Vykonajte potrebné úpravy programu na základe výsledkov simulácie.
Zhrnutie
V tomto článku sme skúmali základnú úlohu kódov G a M pri obrábaní CNC. Tieto programovacie jazyky riadia pohyby a funkcie CNC strojov, čo umožňuje presnú a automatizovanú výrobu.
Pokryli sme základy kódov G, ktoré zvládajú geometriu a cesty nástrojov, a M kódy, ktoré spravujú funkcie stroja, ako je rotácia vretena a riadenie chladiacej kvapaliny.
Pochopenie kódov G a M je rozhodujúce pre programátorov CNC, prevádzkovateľov a výrobných profesionálov. Umožňuje im vytvárať efektívne programy, optimalizovať procesy obrábania a efektívne riešenie problémov.
Časté otázky týkajúce sa kódov G a M v CNC obrábanie
Otázka: Aký je najlepší spôsob, ako sa naučiť programovanie kódu G a M?
Odpoveď: Cvičte s praktickými skúsenosťami. Začnite s jednoduchými programami a postupne zvyšujte zložitosť. Vyhľadajte usmernenie od skúsených programátorov alebo absolvujte kurzy.
Otázka: Dajú sa kódy G a M použiť so všetkými typmi strojov CNC?
A: Áno, ale s niektorými variáciami. Základné kódy sú podobné, ale špecifické stroje môžu mať ďalšie alebo upravené kódy.
Otázka: Sú kódy G a M štandardizované v rôznych kontrolných systémoch CNC?
A: Väčšinou, ale nie úplne. Základy sú štandardizované, ale medzi kontrolnými systémami existujú určité rozdiely. Vždy sa pozrite na programovaciu príručku stroja.
Otázka: Ako môžem riešiť problémy s programami kódov G a M?
Odpoveď: Na identifikáciu chýb použite simulačné nástroje. Kód s dvojitou kontrolou pre chyby, ako sú chýbajúce desatinné miesta alebo nesprávne jednotky. Poraďte sa s prístrojovými príručkami a online zdrojmi.
Otázka: Aké zdroje sú k dispozícii na ďalšie informácie o kódoch G a M?
Odpoveď: Príručky pre programovanie strojov, online návody, fóra a kurzy. Programovacie knihy a sprievodcov CNC. Praktické skúsenosti a mentorstvo od skúsených programátorov.
Otázka: Ako ovplyvňujú kódy G a M ovplyvňujú presnosť a účinnosť obrábania?
Odpoveď: Správne použitie kódov optimalizuje cesty nástrojov, skracuje čas obrábania a zaisťuje presné pohyby. Efektívna štruktúra kódu a organizácia zlepšuje celkový výkon obrábania.
Otázka: Ako je možné optimalizovať kódy G a M na skrátenie času obrábania a zlepšenie kvality obrábania?
Odpoveď: Minimalizujte nerezové pohyby. Používajte konzervy a podprogramy. Upravte rýchlosti posuvu a rýchlosti vretena pre optimálne podmienky rezania.
Otázka: Aké pokročilé funkcie možno dosiahnuť pomocou makier a parametrického programovania?
Odpoveď: Automatizácia opakujúcich sa úloh. Vytvorenie cyklov konzervovaných konzerv. Parametrické programovanie pre flexibilné a prispôsobivé programy. Integrácia s externými senzormi a systémami.
