Содержание статьи:
Обработка с числовым программным управлением (ЧПУ), будь то фрезерный, токарный или другой станок с ЧПУ, стала основным производственным процессом в современных цехах. Эти чудеса технологии способны превратить прямоугольную заготовку в сложное и изысканное готовое изделие, словно по волшебству.
Однако это не волшебство, потому что эти прекрасные машины бесполезно сидят, пока кто-то (или что-то) не скажет им, что делать. Программисты и машинисты ЧПУ дают машинам инструкции с помощью языка программирования, который оживляет их и направляет на выполнение определенных операций.
Таким образом, все эти сложные процессы не могут происходить без фрезерных и токарных станков с ЧПУ. И эти станки не могут функционировать до тех пор, пока компьютер и программирование ЧПУ не скажут им, что делать на понятном им языке. И мы называем этот язык G-кодом.
Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) революционизировали производство, обеспечив высокую точность и эффективность обработки материалов. Основой работы таких станков являются специальные команды, записанные в формате G-кодов и M-кодов. В данной статье мы подробно разберём, что такое G-коды и M-коды, их назначение и применение в программировании станков с ЧПУ.
Что такое G-коды
G-коды — это команды, которые определяют траекторию и параметры движения инструмента станка. Они регулируют такие аспекты, как перемещение, скорость подачи и выбор плоскостей обработки. G-коды представляют собой стандартизированные инструкции, которые используются в большинстве современных ЧПУ-станков.
Что означает G-код в обработке на станках с ЧПУ?
Буква G в G-коде означает геометрию, давая станку с ЧПУ указания, как и куда двигаться. Хотя система называется G-Code, другие буквы и цифры обозначают различные функции в программе. Однако каждый G-код содержит указания, информирующие станок о том, как создавать вариации его основных функций. Как правило, станки с ЧПУ имеют три основные операции, которые система адаптирует для создания желаемых форм:
- Быстро перемещаться по прямой линии
- Перемещение по прямой линии с определенной скоростью подачи
- Перемещение по кругу с определенной скоростью подачи
Основные G-коды
Вот четыре наиболее распространенных G-кода и то, как они выглядят в программе G-кодов:
- G00 — Быстрое перемещение инструмента:
- Используется для быстрого позиционирования инструмента между операциями.
- Не выполняет резку.
- G01 — Линейное перемещение с заданной скоростью:
- Применяется для прямолинейной резки или перемещения с заданной подачей.
- G02 и G03 — Круговая интерполяция:
- G02 — круговое движение по часовой стрелке.
- G03 — круговое движение против часовой стрелки.
- G17, G18, G19 — Выбор плоскости обработки:
- G17 — плоскость XY.
- G18 — плоскость XZ.
- G19 — плоскость YZ.
- G90 и G91 — Режимы программирования:
- G90 — абсолютные координаты.
- G91 — относительные координаты.
- G28 — Возврат инструмента в исходную позицию:
- Упрощает настройку станка и переход между операциями.
- G54-G59 — Системы координат:
- Позволяют устанавливать и переключаться между различными рабочими координатами.
Как вы можете видеть, строки кода организованы в блоки, причем каждый блок управляет одной операцией, например, фрезерованием с определенным режущим инструментом. Каждая строка блока маркируется номером строки, обычно буквой N и четным числом (N2, N4, N6 и т.д.).
Если вы пишете программу G-кода вручную, вы должны делать это правильно. В противном случае один неправильно написанный G-код может привести к поломке вашей заготовки и оснастки. К счастью, существует программное обеспечение для автоматизированного производства, позволяющее оптимизировать траектории движения оснастки и генерировать G-код, предлагающий инструкции для станка с ЧПУ. Программное обеспечение CAM может создавать тысячи строк кода, поэтому вам не придется делать это вручную.
Виды G-кодов
Хотя мы имеем доступ к примерно сотне команд G-кода для управления станками с ЧПУ, есть несколько команд, которые мы называем «основной группой», и они знакомы практически каждому станку.
G00 Быстрое перемещение
Используйте эту команду для быстрого перемещения, когда инструмент не касается детали. Используйте ее только тогда, когда фреза или инструмент не снимает материал, например, при смене инструмента. При использовании быстрого перемещения убедитесь, что на пути инструмента нет зажимов, деталей или тисков. Можно избежать сбоя, если сначала выполнить быстрое перемещение к выбранной плоскости XY, а затем вниз по оси Z.
Линейная интерполяция G01
Используйте команду G01 для резки по прямой линии, хотя для ее перемещения требуется команда скорости подачи (F). Например, программист может задать начальную точку и перемещать режущий инструмент по прямой линии вдоль оси X или Y до конечной точки.
Круговая интерполяция G02 и G03
G02 используется для обработки дуги или радиуса по часовой стрелке, а G03 — против часовой стрелки. Помните, что при использовании G02 с G01 и G03 вы можете обрабатывать любую форму, что делает эти три G-кода основой программирования с использованием G-кодов.
G04 — Приостановка
Иногда нам необходимо приостановить работу режущего инструмента, вставив в код G04 на короткое время. Например, можно добавить паузу, когда плоскодонное сверло достигает дна отверстия, кратковременно приостанавливая движение по оси Z при работающем сверле для устранения дребезга.
Компенсация фрезы G40, G41 и G42
Компенсация фрезы учитывает диаметр инструмента, когда программист создает траекторию резания, смещая радиус инструмента в зависимости от направления резания. Вот три G-кода, управляющие этим процессом:
- G40 Отменяет компенсацию фрезы
- G41 Компенсация левого резца
- G42 Компенсация правой фрезы
G43 Компенсация длины инструмента
Компенсация длины инструмента позволяет станку с ЧПУ учитывать длину каждого из введенных и сохраненных в станке инструментов. Станок рассчитывает изменения на основе местоположения программы и длины инструмента. Если код G43 неактивен, станок будет перемещать конец шпинделя вместо конца режущего инструмента.
Консервированные циклы
Консервированные циклы позволяют программисту написать G-код для сверления и расточки нескольких отверстий с меньшим количеством строк G-кода. Вся информация находится в одной строке, а следующие строки являются позиционными. Вот эти циклы:
- G80 Цикл
- G81 Цикл сверления
- G82 Цикл встречного бурения
- G83 Цикл сверления по методу Пека
- G84 Цикл жесткого нарезания резьбы
- G85 Цикл растачивания (заход, выход)
- G86 Цикл растачивания (заход, быстрый выход)
Что такое М-коды
М-код — это еще один язык управления станком для обработки с ЧПУ, используемый вместе с G-кодом для выключения и включения различных функций станка.
Буква «М» в командах М-кода сообщает станку, что за ней следует другая функция. В то время как команды G-кода указывают позиции с помощью декартовой системы координат, M-код направляет действия станка.
Хотя М-код представляет различные функции, некоторые говорят, что он означает «машинный» код, поскольку он управляет работой станка.
Коды G и M имеют специфическое применение в программировании. Например, вы можете направить режущий инструмент станка с ЧПУ в определенное место без кодов M. Тем не менее, вы не можете давать ему прямые команды, такие как остановка программы, смена режущего инструмента, включение охлаждающей жидкости или другие действия, выходящие за рамки трех основных движений, которые контролируют G-коды.
Какие бывают М-коды
M03 — это команда включения шпинделя, которой обычно предшествует код S для установки скорости вращения шпинделя. Список М-кодов начинается с М00 (остановка программы) и продолжается до М99 (конец подпрограммы), хотя каждому номеру не присвоен.
Основные M-коды
- M03 — Включение вращения шпинделя по часовой стрелке:
- Используется для запуска инструмента.
- M04 — Вращение шпинделя против часовой стрелки:
- Применяется для выполнения специфических операций резания.
- M05 — Остановка шпинделя:
- Завершает текущую операцию.
- M06 — Замена инструмента:
- Команда для автоматической смены фрезы, сверла или другого режущего элемента.
- M08 и M09 — Управление охлаждающей жидкостью:
- M08 — включение подачи жидкости.
- M09 — отключение подачи жидкости.
- M30 — Завершение программы и сброс:
- Возвращает станок в исходное состояние.
В чем разница между G и M кодами
Три основных способа отличают G- и M-коды друг от друга.
- G-код управляет движением и функционированием станка с ЧПУ, в то время как M-код управляет операциями, не связанными с движением.
- G-код активирует станок с ЧПУ, а M-код активирует программируемый логический контроллер станка.
- Команды G-кода часто отличаются в станках с ЧПУ, в то время как большинство команд M-кода остаются неизменными.
Пример программы для ЧПУ-станка
Программа для обработки простой детали может выглядеть следующим образом:
G21 ; Установка миллиметров в качестве единиц измерения
G90 ; Абсолютная система координат
G17 ; Выбор плоскости XY
M06 T1 ; Установка инструмента T1
M03 S1200 ; Включение шпинделя, 1200 об/мин
G00 X0 Y0 ; Быстрое перемещение в начальную точку
G01 Z-5 F100; Линейное перемещение вниз с подачей 100 мм/мин
G02 X50 Y50 I25 J0; Круговая интерполяция по часовой стрелке
G01 Z5 F100 ; Подъём инструмента
M05 ; Остановка шпинделя
M30 ; Завершение программыСоветы специалистов Артель по работе с G-кодами и M-кодами
- Изучите документацию станка.
- Разные производители оборудования могут иметь уникальные коды и функции.
- Используйте симуляцию.
- Перед запуском программы выполните её симуляцию, чтобы избежать ошибок и повреждения оборудования.
- Организуйте программу.
- Комментируйте ключевые строки кода для облегчения чтения и редактирования.
- Регулярно проверяйте настройки.
- Убедитесь, что параметры инструмента, скорости и подачи соответствуют требованиям обрабатываемого материала.
Заключение
Станки с ЧПУ изменили производственную индустрию и упростили процесс производства точных и стабильных деталей. Однако эти станки не знали бы, что делать, если бы не было G-кода и M-кода.
По сути, G-код указывает станку, как выполнять его операции, а M-код выполняет негеометрические действия станка. G-код и M-код должны работать вместе, чтобы станок с ЧПУ функционировал правильно.
G-коды и M-коды являются основой программирования станков с ЧПУ, позволяя автоматизировать процессы и обеспечивать высокую точность обработки. Знание основных команд и их применения поможет эффективно управлять станком, минимизировать риски ошибок и повысить производительность. Изучайте коды, экспериментируйте и добивайтесь максимальной эффективности в производственных задачах.
