G-codes en M-codes: uitleg van de CNC-machinetaal, inclusief G90 G28 versus G91 G28

G-codes en M-codes zijn de taal die CNC-machines begrijpen.

In het vorige artikel hebben we de vijf kernsystemen van een CNC-machine uitgelegd en hoe ze samenwerken. In dit artikel duiken we in de wereld van CNC-programmering door de twee belangrijkste soorten instructies te leren kennen die worden gebruikt om een ​​werktuigmachine te besturen.

In dit artikel wordt het FANUC CNC-codeformaat als hoofdvoorbeeld gebruikt.

Toen ik voor het eerst in een fabriek ging werken, begreep ik het programma totaal niet.

Ik kan me nog goed herinneren hoe het was toen ik voor het eerst in een fabriek ging werken.

Mijn instructeur gaf me een vel papier vol met lijnen zoals deze:

O0001
G94 G40 G49 G80
T01 M06
G90 G00 G54 X0. Y0.
S3000 M03
G43 H01 Z100.
G01 Z-5. F200
...
G00 Z50.
M09
G49
G91 G28 Z0.
M30

Hij zei:

Leer eerst hoe je dit moet lezen.

Ik staarde lange tijd naar het programma. Ik herkende een paar letters, maar bijna al het andere leek me verwarrend.

Later ontdekte ik dat deze codes duidelijke regels volgen en niet zo ingewikkeld zijn als ze aanvankelijk lijken.

Een CNC-programma bevat hoofdzakelijk twee soorten instructies:

1. Instructies die het snijgereedschap aansturen hoe te bewegen
2. Instructies die de machine vertellen wat hij moet doen. welke hulpfunctie te activeren

Het eerste type wordt G-code genoemd.

Het tweede type wordt M-code genoemd.

Wat zijn G-codes en M-codes?

G-codes geven het snijgereedschap instructies over hoe het moet bewegen.

G-codes worden ook wel voorbereidende functiecodes genoemd.

Hun belangrijkste functie is het definiëren van de beweging van het snijgereedschap, waaronder:

• Snelle positionering
• Lineair snijden
• Circulaire interpolatie
• Absolute coördinatenbeweging
• Incrementele coördinatenbeweging
• Selectie van een werkcoördinatensysteem
• Machine referentie retour

De AG-code begint met de letter G, gevolgd door twee cijfers.

Bijvoorbeeld:

G00
G01
G54
G90

Voordat je de afzonderlijke commando's leert, is het belangrijk om het verschil tussen modale en niet-modale G-codes te begrijpen.

Modale G-codes

Een modale code blijft actief nadat deze is geprogrammeerd.

Het blijft de volgende programmablokken beïnvloeden totdat een andere G-code uit dezelfde groep het vervangt.

Bijvoorbeeld na het programmeren:

G01

De CNC-machine zal in de volgende blokken lineaire interpolatie blijven gebruiken, zelfs wanneer G01 wordt niet opnieuw geschreven.

De modus blijft actief tot een ander bewegingscommando, zoals G00, G02of G03, vervangt het.

Niet-modale G-codes

Niet-modale code is alleen effectief in het programmablok waarin deze voorkomt.

Het wordt eenmalig uitgevoerd en blijft niet actief in latere blokken.

Bijvoorbeeld:

G04

Dit is een verblijfsopdracht. Deze heeft alleen invloed op het huidige programmablok.

Essentiële G- en M-codes voor CNC-beginners

De volgende commando's behoren tot de belangrijkste codes voor iedereen die begint met CNC-programmering. De onderstaande uitleg volgt de structuur en voorbeelden uit het oorspronkelijke artikel.

G00 — Snelle positionering

G00 verplaatst het snijgereedschap naar een specifieke positie met de hoge verplaatsingssnelheid van de machine.

Het wordt normaal gesproken gebruikt om te positioneren, niet om te snijden.

Voorbeeld:

G00 X100. Y50. Z200.

Met dit commando wordt het gereedschap snel verplaatst naar:

• X = 100mm
• Y = 50mm
• Z=200mm

Belangrijke veiligheidswaarschuwing

G00 beweegt zich niet noodzakelijkerwijs langs één gecontroleerd, rechtlijnig pad.

Meerdere assen kunnen gelijktijdig met hun maximale snelheid bewegen. Afhankelijk van de machinebesturing en de afstanden tussen de assen kan het daadwerkelijke gereedschapspad diagonaal of knikvormig zijn.

Gebruik daarom nooit G00 onzorgvuldig handelen wanneer het snijgereedschap zich dicht bij het werkstuk, de opspaninrichting, de klemmen of de machinetafel bevindt.

Gebruik bij het naderen van het werkstuk een gecontroleerde aanvoerbeweging, zoals bijvoorbeeld: G01.

G01 — Lineair snijden

G01 beweegt het snijgereedschap langs een rechte lijn met een bepaalde aanvoersnelheid.

Het is een van de meest gebruikte snijcommando's bij CNC-bewerking.

Voorbeeld:

G01 X50. Y50. F300.

Met dit commando beweegt het gereedschap in een rechte lijn naar:

• X = 50mm
• Y = 50mm

De toevoersnelheid is:

F300

De eenheid van de F-waarde is afhankelijk van de actieve voedingsmodus.

Onder G94

De toevoersnelheid wordt per minuut gemeten:

mm/min

Onder G95

De voedingssnelheid wordt per spindelomwenteling gemeten:

mm/rev

CNC-freesmachines worden vaak gebruikt G94.

G02 en G03 — Cirkelvormige interpolatie

G02 en G03 worden gebruikt voor het frezen van cirkelvormige of boogvormige gereedschapspaden.

G02

Met de klok mee circulaire interpolatie.

G03

Circulaire interpolatie tegen de klok in.

De richting wordt normaal gesproken bepaald door vanuit de positieve richting van de gekozen as naar de negatieve richting te kijken.

Bij een boog in het XY-vlak betekent dit normaal gesproken dat je vanuit de positieve Z-as naar het werkstuk kijkt.

Voorbeeld met een R-waarde:

G02 X50. Y0. R25. F200.

Met dit commando wordt het gereedschap met de klok mee verplaatst naar:

• X = 50mm
• Y = 0mm
• Straal = 25 mm
• Voedingssnelheid = 200 mm/min

Voorbeeld met behulp van center offsets:

G03 X0. Y50. I0. J25. F200.

Met dit commando wordt het gereedschap tegen de klok in verplaatst. I en J om de boogmiddelpuntverschuiving te definiëren.

Eenvoudige manier om te onthouden

G02 = Clockwise
G03 = Counterclockwise

Bij het werken in het XY-vlak moet de richting worden bekeken vanuit de positieve Z-richting naar de negatieve Z-richting.

G90 en G91 — Absolute en incrementele coördinaten

G90 en G91 Dit zijn twee commando's die CNC-beginners vaak door elkaar halen.

G90 — Absolute Coördinatenprogrammering

Onder G90Alle geprogrammeerde coördinaten hebben betrekking op de oorsprong van het momenteel actieve coördinatensysteem.

Bijvoorbeeld:

G90 G00 X50.

Dit betekent:

Ga naar de absolute coördinaatpositie X = 50 mm.

Dit betekent niet dat je nog eens 50 mm van je huidige positie moet afbuigen.

Een eenvoudige vergelijking is het invoeren van een specifieke bestemming in een navigatiesysteem.

G91 — Incrementele coördinatenprogrammering

Onder G91Elke coördinaatwaarde vertegenwoordigt een bewegingsafstand ten opzichte van de huidige positie van het gereedschap.

Bijvoorbeeld:

G91 G00 X50.

Dit betekent:

Beweeg nog 50 mm in de positieve X-richting vanaf de huidige positie.

Dit betekent niet dat we naar de absolute coördinaat X = 50 mm moeten gaan.

Een eenvoudige vergelijking is als volgt:

Rijd nog 500 meter verder en sla dan rechtsaf.

Vergelijking tussen G90 en G91

commando	Coördinaattype	Betekenis van X50
G90	Absolute coördinaten	Verplaats naar X = 50 mm
G91	Incrementele coördinaten	Beweeg nog 50 mm vanaf de huidige positie.

G28 — Terug naar het machine-referentiepunt

G28 Geeft de machine-as de opdracht om terug te keren naar het vooraf ingestelde referentiepunt.

Het basisformaat is:

G28 X_ Y_ Z_

De X-, Y- en Z-waarden definiëren een tussenliggend punt.

Onder G90Het tussenliggende punt wordt geïnterpreteerd als een absolute coördinaat.

Onder G91Het tussenliggende punt wordt geïnterpreteerd als een incrementele beweging.

Dit concept van een tussenpunt is de sleutel tot het begrijpen waarom G91 G28 Z0. wordt vaak gebruikt in plaats van G90 G28 Z0..

Wat is het tussenpunt?

Wanneer de machine een G28 Bij een commando beweegt de as niet zomaar in één stap rechtstreeks naar het referentiepunt van de machine.

De beweging bestaat normaal gesproken uit twee fasen:

1. Ga naar het geprogrammeerde tussenpunt.
2. Ga van het tussenliggende punt naar het referentiepunt van de machine.

De geprogrammeerde coördinatenmodus bepaalt waar dat tussenliggende punt zich bevindt.

Hoe beweegt de G90 G28 Z0?

Neem aan dat het snijgereedschap zich momenteel bevindt op:

Z50.

Laten we nu het volgende commando bekijken:

G90 G28 Z0.

Onder G90, de waarde Z0. is een absolute coördinaat in het momenteel actieve coördinatensysteem.

De beweging vindt dus in twee fasen plaats:

1. De Z-as beweegt eerst van zijn huidige positie naar de absolute positie. Z0.
2. Vervolgens gaat het verder van Z0. naar het referentiepunt van de machine

Voordat een G28-retourcommando wordt uitgevoerd, wordt de gereedschapslengtecompensatie vaak geannuleerd.

In deze situatie moet je eerst naar de werkcoördinatiepositie gaan. Z0. Dit kan ertoe leiden dat het gereedschap naar beneden, richting het werkstuk, beweegt.

Als het nulpunt van het werkstuk zich op het bovenvlak van het onderdeel bevindt, kan het snijgereedschap rechtstreeks in het werkstuk doordringen.

Daarom gebruiken we:

G90 G28 Z0.

Zonder een volledig begrip van de tussenliggende positie kan een ernstig botsingsrisico ontstaan.

Het oorspronkelijke artikel benadrukt dat het gereedschap eerst naar het nulpunt van het werkstuk kan bewegen voordat het terugkeert naar de referentiepositie van de machine.

Hoe beweegt de G91 G28 Z0?

Denk nu eens aan:

G91 G28 Z0.

Onder G91, Z0. vertegenwoordigt een incrementele beweging van nul.

Met andere woorden, de huidige gereedschapspositie wordt als tussenliggend punt gebruikt.

De beweging verloopt als volgt:

1. De Z-as beweegt met een incrementele afstand van nul.
2. De huidige positie wordt het tussenpunt.
3. De Z-as keert vervolgens terug naar het vooraf ingestelde referentiepunt van de machine.

Omdat de geprogrammeerde tussenliggende beweging nul is, beweegt het gereedschap niet eerst naar de werkcoördinaatpositie. Z0..

In plaats daarvan begint het terug te keren vanuit zijn huidige positie naar het referentiepunt van de Z-as van de machine.

Daarom maken CNC-programma's doorgaans gebruik van:

G91 G28 Z0.

De betekenis is:

Gebruik de huidige Z-positie als tussenpunt en breng de Z-as vervolgens terug naar het referentiepunt van de machine.

Deze bewegingslogica is de belangrijkste reden waarom het oorspronkelijke artikel dit aanbeveelt. G91 G28 Z0. dan G90 G28 Z0. voor deze situatie.

Vergelijking tussen G90 G28 en G91 G28

commando	Tussenliggend punt	Belangrijkste risico of effect
G90 G28 Z0.	Absolute Z0 in het actieve coördinatensysteem	Het gereedschap kan eerst naar het nulpunt van het werkstuk bewegen.
G91 G28 Z0.	Geen incrementele beweging ten opzichte van de huidige positie.	De huidige positie wordt het tussenpunt vóór de referentie-terugkeer.

Algemeen FANUC-programmeerformaat

G91 G28 Z0.

Commentaar:

The Z-axis makes a zero incremental move and then returns to the machine Z reference point.

G54 tot G59 — Selectie van werkcoördinatensysteem

G54 is een van de meest gebruikte commando's voor werkcoördinatensystemen.

Nadat het werkstukoorsprongpunt is ingesteld tijdens het kanten zoeken, aftasten of gereedschapsinstellen, worden de coördinaatwaarden ingevoerd in de G54 werkcompensatie.

Wanneer het programma het volgende bevat:

G54

De machine interpreteert het als volgt:

Gebruik het werkstukoorsprongspunt dat is opgeslagen in G54.

Aanvullende systemen voor werkcoördinatie zijn onder andere:

G55
G56
G57
G58
G59

Deze vertegenwoordigen de tweede tot en met de zesde standaardwerkcoördinatensystemen.

Ze zijn nuttig voor:

• Bewerking van meerdere onderdelen
• Gebruik van meerdere armaturen
• Programmeren van verschillende werkstukposities
• Meerdere werkcompensaties uitvoeren in één configuratie

M-codes vertellen de machine welke functie geactiveerd moet worden.

M-codes worden ook wel diverse functiecodes of hulpfunctiecodes genoemd.

In tegenstelling tot de meeste G-codes, definiëren M-codes normaal gesproken niet de positie van het snijgereedschap.

In plaats daarvan besturen ze ondersteunende machinefuncties zoals:

• Het starten en stoppen van de spindel
• Gereedschap wisselen
• Koelvloeistof aan- en uitzetten
• Het programma pauzeren
• Het programma beëindigen
• Een subprogramma aanroepen

Het oorspronkelijke artikel vermeldt de volgende veelgebruikte M-codes.

Veelgebruikte CNC M-codes

M-code	Functie	Voorbeeld of uitleg
M03	Spindel voorwaartse rotatie	Gebruikt in combinatie met een S-waarde, zoals S3000 M03
M04	Spindel in omgekeerde richting draaien	Gebruikt voor speciaal gereedschap of bepaalde tapwerkzaamheden.
M05	Spindelstop	Normaal gesproken moet de spindel stoppen vóór een gereedschapswissel.
M06	Automatische gereedschapswissel	Gebruikt in combinatie met een T-commando, zoals T02 M06
M08	Koelvloeistof op	Schakelt de koelvloeistof in tijdens het snijden.
M09	Koelvloeistof uit	Schakelt de koelvloeistof uit vóór het wisselen van gereedschap of het voltooien van het programma.
M00	Programma stop	Wacht tot de operator op CYCLE START drukt.
M01	Optionele tussenstop	Stopt alleen wanneer de OPTIONELE STOP-schakelaar is ingeschakeld.
M30	Programma beëindigen en resetten	Normaal gesproken gebruikt aan het einde van een compleet programma.
M98	Subprogramma oproep	Roept een specifiek subprogramma aan, soms met een herhalingsaantal.

Waarom elk CNC-programma een veiligheidsinitialisatieblok nodig heeft

Er is één regel die CNC-operators zich meestal herinneren na zelfs maar één ernstig machineongeluk te hebben meegemaakt:

Elk CNC-programma moet beginnen met een veiligheidsinitialisatieblok.

Een veelvoorkomende veiligheidsregel in FANUC-formaat is:

G90 G94 G40 G49 G80

Deze lijn verwijdert mogelijk gevaarlijke modale omstandigheden die door een vorig programma actief zijn gebleven.

G90 — Selecteer de modus 'Absolute coördinaten'

G90

Dit voorkomt dat het nieuwe programma per ongeluk onder de normale omstandigheden wordt uitgevoerd. G91 De incrementele modus is door het vorige programma actief gelaten.

zonder G90Een coördinaat die bedoeld is als absolute positie, kan worden geïnterpreteerd als een extra bewegingsafstand.

G94 — Selecteer Voeding per minuut

G94

Hiermee wordt het aantal voedingen per minuut geselecteerd, normaal gesproken uitgedrukt in:

mm/min

Het voorkomt dat het programma per ongeluk gebruikmaakt van G95 Voeding per omwenteling, actief gebleven door een andere bewerking.

G40 — Compensatie voor snijradius annuleren

G40

Hierdoor wordt de actieve compensatie van de snijradius uitgeschakeld.

Het voorkomt een eerdere G41 or G42 Compensatiewaarde voor het onverwacht wijzigen van het geprogrammeerde gereedschapspad.

G49 — Compensatie voor gereedschapslengte annuleren

G49

Hierdoor wordt de actieve gereedschapslengtecompensatie opgeheven.

Dit voorkomt dat een eerdere H-offset de Z-aspositie in het nieuwe programma blijft beïnvloeden.

G80 — Voorgeprogrammeerde cycli annuleren

G80

Dit annuleert actieve boor-, kotter-, tap- of andere voorgeprogrammeerde processen.

Dit voorkomt dat een boorcyclus die door het vorige programma actief is gebleven, onverwacht in het nieuwe programma wordt herhaald.

Het bronartikel benadrukt dat deze commando's essentieel zijn voor het verwijderen van achtergebleven modale omstandigheden voordat het bewerkingsprogramma begint.

Eenvoudige veiligheidsregel om te onthouden

G40 G49 G80 clear the previous compensation and cycles.
G90 G94 establish the correct coordinate and feed modes.

In eenvoudige woorden:

Wis eerst de oude instellingen en stel vervolgens de nieuwe programmamodus in.

---

Waarom dit veiligheidsblok belangrijk is

Stel je voor dat het vorige programma eindigde terwijl G43 De compensatie voor de gereedschapslengte was nog steeds actief.

Het volgende programma begint direct met G54, zonder eerst de resterende vergoeding te annuleren.

Wanneer de Z-as naar beneden beweegt, kan de besturing nog steeds de vorige gereedschapslengte-offset toepassen. Hierdoor kan het gereedschap tientallen millimeters verder bewegen dan verwacht en tegen het werkstuk botsen.

Een kort initialisatieblok kan een kostbaar ongeval met gereedschap, werkstuk, opspaninrichting, spindel of machine voorkomen.

Compleet FANUC-programmavoorbeeld

Laten we nu de G-codes en M-codes combineren tot een eenvoudig programma.

O0001
G94 G40 G49 G80
T01 M06
G90 G00 G54 X0. Y0.
S3000 M03
G43 H01 Z100.
G01 Z-5. F200
...
G00 Z50.
M09
G49
G91 G28 Z0.
M30

Het programma dat in de broncode wordt getoond, maakt gebruik van gereedschapswisseling, werkverplaatsingsselectie, spindelbesturing, gereedschapslengtecompensatie, snijvoeding, koelvloeistofafsluiting, compensatie-annulering en Z-asreferentieterugkeer.

Regel-voor-regel uitleg

Programmanummer

O0001

Definieert het CNC-programmanummer.

Veiligheidsinitialisatie

G94 G40 G49 G80

Deze regel:

• Selecteert voeding per minuut
• Annuleert compensatie voor de snijradius
• Annuleert de compensatie voor de gereedschapslengte
• Annuleert actieve, vooraf ingestelde programma's.

Voor extra bescherming omvatten veel programma's ook het volgende: G90 in de veiligheidsinitialisatieregel:

G90 G94 G40 G49 G80

Gereedschapswisseling

T01 M06

Hiermee wordt gereedschap 1 geselecteerd en wordt een automatische gereedschapswisseling uitgevoerd.

Selecteer Werkverschuiving en ga naar de startpositie.

G90 G00 G54 X0. Y0.

Deze regel:

• Selecteert absolute coördinatenprogrammering
• Selecteert snelle positionering
• Activeert het G54-werkcoördinatensysteem.
• Beweegt snel naar X0 en Y0

Start de spindel

S3000 M03

Dit zet de spindel in de voorwaartse richting in beweging op:

3000 rpm

Activeer gereedschapslengtecompensatie

G43 H01 Z100.

Deze regel:

• Activeert positieve gereedschapslengtecompensatie
• Maakt gebruik van gereedschapslengte-offset H01
• Plaats de Z-as op 100 mm

Voer het gereedschap in het werkstuk.

G01 Z-5. F200

Hierdoor beweegt het gereedschap in een rechte lijn naar:

Z = -5 mm

met een invoersnelheid van:

200 mm/min

Terugtrekken naar een veilig vlak

G00 Z50.

Hierdoor wordt het gereedschap snel teruggetrokken naar:

Z = 50 mm

Schakel de koelvloeistof uit.

M09

Hierdoor wordt het koelsysteem uitgeschakeld.

Compensatie voor gereedschapslengte annuleren

G49

Hierdoor wordt de actieve gereedschapslengtecompensatie opgeheven.

Breng de Z-as terug naar het referentiepunt.

G91 G28 Z0.

Hierbij wordt de incrementele modus gebruikt.

De Z-as voert eerst een nul-incrementele beweging uit, wat betekent dat de huidige positie het tussenpunt wordt. Vervolgens keert de as terug naar het referentiepunt van de Z-as van de machine.

Beëindig het programma

M30

Hiermee wordt het programma beëindigd en gereset.

Samenvatting: G-codes en M-codes begrijpen

G-codes en M-codes vervullen twee verschillende, maar complementaire functies in een CNC-programma.

G-codes

G-codes regelen voornamelijk de gereedschapsbeweging en de coördinaten.

Belangrijke voorbeelden zijn:

• G00 — Snelle positionering
• G01 — Lineair snijden
• G02 —Circulaire interpolatie met de klok mee
• G03 — Tegen de klok in circulaire interpolatie
• G90 — Programmeren met absolute coördinaten
• G91 — Incrementele coördinatenprogrammering
• G28 — Keer terug naar het referentiepunt van de machine
• G54 — Selecteer het eerste werkcoördinatensysteem

M-codes

M-codes regelen hoofdzakelijk de functies van hulpmachines.

Belangrijke voorbeelden zijn:

• M03 — Start de spindel
• M05 — Stop de spindel
• M06 — Verander het gereedschap
• M08 — Schakel de koelvloeistof in
• M09 — Schakel de koelvloeistof uit
• M30 — Beëindig en reset het programma

Belangrijke punten om te onthouden

• Modale codes blijven actief totdat een andere code uit dezelfde groep ze vervangt.
• Niet-modale codes zijn alleen van toepassing op het programmablok waarin ze voorkomen.
• G00 Mag niet onzorgvuldig in de buurt van het werkstuk worden gebruikt.
• G90 maakt gebruik van absolute coördinaten.
• G91 maakt gebruik van incrementele coördinaten.
• G28 Normaal gesproken doorloopt het een tussenliggend punt voordat het terugkeert naar het referentiepunt van de machine.
• G90 G28 Z0. kan het gereedschap eerst naar de absolute werkcoördinaatpositie Z0 worden bewogen.
• G91 G28 Z0. gebruikt de huidige positie als tussenpunt alvorens terug te keren naar het Z-referentiepunt.
• Elk programma moet beginnen met een veiligheidsinitialisatieblok, zoals bijvoorbeeld: G90 G94 G40 G49 G80.

CNC-bewerkingsondersteuning van Cast Mold

Bij Cast Mold is CNC-bewerking een belangrijk onderdeel van onze totaaloplossing voor de productie.

Wij bieden geïntegreerde ondersteuning op de volgende gebieden:

• Ontwerp van spuitgietmatrijzen
• Matrijzenbouw
• Spuitgieten van aluminium en zinklegering
• CNC-bewerking
• Boren en tappen
• oppervlaktebewerking
• Dimensionale inspectie
• Montage en verzending

Voor gegoten onderdelen zijn vaak CNC-gefreesde bewerkingen nodig voor:

• Precieze montagegaten
• Discussies
• Afdichtende oppervlakken
• Lagerposities
• Montage-interfaces
• Vlakheidskritische gebieden
• Nauwkeurige afmetingen

Door matrijsontwerp, spuitgieten, CNC-bewerking, oppervlaktebehandeling en inspectie te combineren, helpen we klanten de communicatietijd tussen meerdere leveranciers te verkorten en de dimensionale consistentie in serieproductie te verbeteren.

Voor een projectevaluatie verzoeken wij u het volgende aan te leveren:

• 2D tekeningen
• 3D modellen
• Materiële eisen
• Jaarlijkse hoeveelheid
• Eisen aan de oppervlakteafwerking
• Kritische toleranties
• Inspectie-eisen