G-коды и M-коды: объяснение языка станков с ЧПУ, включая G90, G28 и G91.

G-коды и M-коды — это язык, который понимают станки с ЧПУ.

В предыдущей статье мы объяснили пять основных систем станка с ЧПУ и то, как они взаимодействуют. В этой статье мы погрузимся в мир программирования станков с ЧПУ, изучив два основных типа инструкций, используемых для управления станком.

В данной статье в качестве основного примера используется формат кода ЧПУ FANUC .

Когда я только начал работать на заводе, эта программа мне была совершенно непонятна.

Я до сих пор помню, как впервые начал работать на заводе.

Мой преподаватель вручил мне лист бумаги, покрытый вот такими линиями:

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

Он сказал:

Для начала научитесь это читать.

Я долго смотрел на программу. Несколько букв я узнал, но почти всё остальное казалось непонятным.

Позже я обнаружил, что эти коды подчиняются четким правилам и не так сложны, как кажется на первый взгляд.

Программа для станка с ЧПУ содержит в основном два типа инструкций:

1. Инструкции, указывающие режущему инструменту как двигаться
2. Инструкции, которые передают информацию машине. Какую вспомогательную функцию активировать

Первый тип называется G-кодом.

Второй тип называется M-кодом.

Что G-коды и M-коды?

G-коды указывают режущему инструменту, как двигаться.

G-коды также известны как коды подготовительных функций.

Их основная функция заключается в определении направления движения режущего инструмента, включая:

• Быстрое позиционирование
• Линейная резка
• Круговая интерполяция
• абсолютное координатное движение
• Пошаговое перемещение координат
• Выбор системы координат для работы
• Возврат машинной ссылки

Код AG начинается с буквы G, за которым следуют две цифры.

Например:

G00
G01
G54
G90

Прежде чем изучать отдельные команды, важно понимать разницу между модальными и немодальными G-кодами.

Модальные G-коды

Модальный код остается активным после того, как он был запрограммирован.

Это продолжает влиять на последующие блоки программы до тех пор, пока другой G-код из той же группы не заменит его.

Например, после программирования:

G01

Станок с ЧПУ продолжит использовать линейную интерполяцию в последующих блоках, даже если G01 не будет написано снова.

Этот режим остается активным до получения другой команды управления движением, например. G00, G02 или G03, заменяет его.

Немодальные G-коды

Немодальный код действует только в том блоке программы, где он появляется.

Она выполняется один раз и не остается активной в последующих блоках.

Например:

G04

Это команда задержки. Она влияет только на текущий блок программы.

Основные G-коды и M-коды для начинающих пользователей станков с ЧПУ

Приведенные ниже команды относятся к числу наиболее важных для всех, кто начинает изучать программирование ЧПУ. Приведенные ниже пояснения следуют структуре и примерам, представленным в оригинальной статье.

G00 — Быстрое позиционирование

G00 перемещает режущий инструмент в заданное положение со скоростью быстрого перемещения станка.

Обычно его используют для позиционирования, а не для резки.

Пример:

G00 X100. Y50. Z200.

Эта команда быстро перемещает инструмент в следующее положение:

• X = 100 мм
• Y = 50 мм
• Z = 200 мм

Важное предупреждение о безопасности

G00 не обязательно движется по одной контролируемой прямолинейной траектории.

Несколько осей могут перемещаться одновременно с максимальной скоростью. В зависимости от системы управления станком и расстояний между осями, фактическая траектория движения инструмента может быть диагональной или изогнутой.

По этой причине никогда не используйте G00 неосторожно, когда режущий инструмент находится близко к заготовке, приспособлению, зажимам или столу станка.

При приближении к заготовке используйте контролируемое движение подачи, например: G01.

G01 — Линейная резка

G01 перемещает режущий инструмент вдоль прямой линии с заданной скоростью подачи.

Это одна из наиболее часто используемых команд резки в станках с ЧПУ.

Пример:

G01 X50. Y50. F300.

Эта команда перемещает инструмент по прямой линии в направлении:

• X = 50 мм
• Y = 50 мм

Скорость подачи составляет:

F300

Единица измерения значения F зависит от активного режима подачи.

Под G94

Скорость подачи измеряется в минуту:

mm/min

Под G95

Скорость подачи измеряется за один оборот шпинделя:

mm/rev

Фрезерные станки с ЧПУ обычно используют G94.

G02 и G03 — Круговая интерполяция

G02 и G03 используются для обработки круглых или дугообразных траекторий движения инструмента.

G02

Круговая интерполяция по часовой стрелке.

G03

Круговая интерполяция против часовой стрелки.

Направление обычно определяется при взгляде от положительного направления выбранной оси в отрицательном направлении.

Для дуги в плоскости XY это обычно означает взгляд от положительной оси Z в сторону заготовки.

Пример с использованием значения R:

G02 X50. Y0. R25. F200.

Эта команда перемещает инструмент по часовой стрелке в следующее положение:

• X = 50 мм
• Y = 0 мм
• Радиус = 25 мм
• Скорость подачи = 200 мм/мин

Пример использования центральных смещений:

G03 X0. Y50. I0. J25. F200.

Эта команда перемещает инструмент против часовой стрелки. I и J для определения смещения центра дуги.

Простой способ запомнить

G02 = Clockwise
G03 = Counterclockwise

При работе в плоскости XY направление следует рассматривать от положительной оси Z к отрицательной оси Z.

G90 и G91 — абсолютные и инкрементальные координаты

G90 и G91 Это две команды, которые новички в работе с ЧПУ часто путают.

G90 — Программирование абсолютных координат

Под G90Все запрограммированные координаты относятся к началу текущей активной системы координат.

Например:

G90 G00 X50.

Это означает:

Переместитесь в точку с абсолютной координатой X = 50 мм.

Это не означает перемещение еще на 50 мм от текущего положения.

Простым примером может служить ввод конкретного пункта назначения в навигационную систему.

G91 — Поэтапное координатное программирование

Под G91Каждое значение координаты представляет собой расстояние перемещения относительно текущего положения инструмента.

Например:

G91 G00 X50.

Это означает:

Переместитесь еще на 50 мм в положительном направлении оси X от текущего положения.

Это не означает переход к абсолютной координате X = 50 мм.

Простое сравнение означает:

Пройдите еще 500 метров вперед, а затем поверните направо.

Сравнение G90 и G91

Command	Тип координат	Значение X50
G90	Абсолютные координаты	Переместитесь в точку X = 50 мм
G91	Инкрементальные координаты	Переместите еще на 50 мм от текущего положения.

G28 — Возврат к контрольной точке машины

G28 команды направляют ось станка обратно в заданную точку отсчета.

Базовый формат:

G28 X_ Y_ Z_

Значения X, Y и Z определяют промежуточную точку.

Под G90Промежуточная точка интерпретируется как абсолютная координата.

Под G91Промежуточная точка интерпретируется как постепенное движение.

Концепция промежуточной точки является ключом к пониманию того, почему G91 G28 Z0. обычно используется вместо G90 G28 Z0..

Что такое промежуточная точка?

Когда машина выполняет G28 При выполнении команды ось не перемещается напрямую к опорной точке станка за один шаг.

Движение обычно состоит из двух этапов:

1. Перейти к запрограммированной промежуточной точке
2. Перемещение от промежуточной точки к опорной точке станка.

Запрограммированный режим координат определяет местоположение этой промежуточной точки.

Как перемещается G90 G28 Z0?

Предположим, что режущий инструмент в данный момент находится в следующем месте:

Z50.

Теперь рассмотрим следующую команду:

G90 G28 Z0.

Под G90, Значение Z0. является абсолютной координатой в текущей активной системе координат.

Таким образом, движение происходит в два этапа:

1. Ось Z сначала перемещается из своего текущего положения в абсолютное положение. Z0.
2. Затем оно переходит от Z0. к опорной точке машины

Перед выполнением команды возврата G28 компенсация длины инструмента часто отменяется.

В этой ситуации сначала перемещаемся в рабочую координатную позицию. Z0. может привести к тому, что инструмент будет смещаться вниз, к заготовке.

Если нулевая точка заготовки расположена на верхней поверхности детали, режущий инструмент может двигаться непосредственно в заготовку.

Вот почему мы используем:

G90 G28 Z0.

Без полного понимания промежуточного положения может возникнуть серьезный риск столкновения.

В оригинальной статье подчеркивается, что инструмент может сначала переместиться к нулевой координате заготовки, прежде чем вернуться в исходное положение станка.

Как перемещается G91 G28 Z0?

Теперь рассмотрим:

G91 G28 Z0.

Под G91, Z0. представляет собой постепенный прирост, равный нулю.

Иными словами, текущее положение инструмента используется в качестве промежуточной точки.

Движение происходит следующим образом:

1. Ось Z перемещается на расстояние, равное нулю.
2. Текущее положение становится промежуточной точкой.
3. Затем ось Z возвращается в заданную точку отсчета станка.

Поскольку запрограммированное промежуточное перемещение равно нулю, инструмент сначала не перемещается в рабочее положение. Z0..

Вместо этого он начинает возвращаться из своего текущего положения к опорной точке по оси Z станка.

Вот почему в программах для станков с ЧПУ обычно используется:

G91 G28 Z0.

Смысл таков:

Используйте текущее положение по оси Z в качестве промежуточной точки, а затем верните ось Z в исходное положение станка.

Именно такая логика движения является основной причиной, по которой это рекомендуется в оригинальной статье. G91 G28 Z0. , а не G90 G28 Z0. для этой ситуации.

Сравнение G90 G28 и G91 G28

Command	Промежуточная точка	Основной риск или последствие
G90 G28 Z0.	Абсолютная точка Z0 в активной системе координат.	Инструмент может сначала переместиться в направлении нулевой точки заготовки.
G91 G28 Z0.	Отсутствие каких-либо изменений по сравнению с текущим положением.	Текущая позиция становится промежуточной точкой перед возвратом к исходному значению.

Стандартный формат программирования FANUC

G91 G28 Z0.

Комментарий:

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

G54–G59 — Выбор системы рабочих координат

G54 является одной из наиболее часто используемых команд системы координат.

После установки начала координат заготовки во время поиска кромки, измерения или установки инструмента, значения координат вводятся в G54 компенсация трудозатрат.

Когда программа содержит:

G54

Машина интерпретирует это следующим образом:

Используйте начало координат заготовки, сохраненное в команде G54.

К дополнительным системам координации работы относятся:

G55
G56
G57
G58
G59

Это вторая, вторая, третья и шестая стандартные системы координат для работы.

Они полезны для:

• Обработка нескольких деталей
• Использование нескольких светильников
• Программирование различных положений заготовки
• Запуск нескольких рабочих смещений в одной настройке

M-коды указывают машине, какую функцию следует активировать.

M-коды также известны как коды вспомогательных функций или коды дополнительных функций.

В отличие от большинства G-кодов, M-коды обычно не определяют положение режущего инструмента.

Вместо этого они контролируют вспомогательные функции машин, такие как:

• Запуск и остановка шпинделя
• Смена инструментов
• Включение и выключение подачи охлаждающей жидкости.
• Приостановка программы
• Завершение программы
• Вызов подпрограммы

В оригинальной статье перечислены следующие часто используемые M-коды.

Общие M-коды для станков с ЧПУ

М-код	Функция	Пример или пояснение
M03	Вращение шпинделя вперед	Используется со значением S, например: S3000 M03
M04	Обратное вращение шпинделя	Используется для специальных инструментов или некоторых операций нарезания резьбы.
M05	Остановка шпинделя	Обычно шпиндель должен остановиться перед сменой инструмента.
M06	Автоматическая смена инструмента	Используется с командой T, например: T02 M06
M08	Охлаждающая жидкость включена	Включает подачу охлаждающей жидкости во время резки.
M09	Охлаждающая жидкость выключена	Перед заменой инструмента или завершением программы система охлаждения отключает подачу охлаждающей жидкости.
M00	Остановка программы	Ожидает нажатия оператором кнопки CYCLE START.
M01	Дополнительная остановка	Остановка происходит только при включении дополнительного переключателя «СТОП».
M30	Конец программы и сброс	Обычно используется в конце завершенной программы.
M98	Вызов подпрограммы	Вызывает указанную подпрограмму, иногда с указанием количества повторений.

Почему каждой программе ЧПУ необходим блок инициализации безопасности

Есть одно правило, которое операторы станков с ЧПУ обычно запоминают даже после одного серьезного столкновения оборудования:

Каждая программа для станка с ЧПУ должна начинаться с блока инициализации безопасности.

Типичная линия безопасности для FANUC:

G90 G94 G40 G49 G80

Эта строка устраняет потенциально опасные состояния режима работы, оставшиеся активными после предыдущей программы.

G90 — Выбрать режим абсолютных координат

G90

Это предотвращает случайный запуск новой программы в неподходящих условиях. G91 инкрементальный режим, оставшийся активным после завершения предыдущей программы.

Без G90Координата, предназначенная для указания абсолютного положения, может быть интерпретирована как дополнительное расстояние перемещения.

G94 — Выберите скорость подачи в минуту

G94

Эта функция выбирает скорость подачи в минуту, обычно выражаемую в следующих единицах:

mm/min

Это предотвращает случайное использование программой G95 Подача за оборот, оставшийся активным в результате другой операции.

G40 — Отменить компенсацию радиуса резания

G40

Это отменяет активную компенсацию радиуса резца.

Это предотвращает предыдущее G41 or G42 Компенсационная стоимость в случае неожиданного изменения запрограммированной траектории движения инструмента.

G49 — Отменить компенсацию длины инструмента

G49

Это отменяет активную компенсацию длины инструмента.

Это предотвращает дальнейшее влияние предыдущего смещения по оси H на положение по оси Z в новой программе.

G80 — Отменить отмененные циклы

G80

Это отменяет активные процессы бурения, расточки, врезки или другие стандартные циклы.

Это предотвращает неожиданное повторение цикла бурения, оставшегося активным после предыдущей программы, в новой программе.

В исходной статье подчеркивается, что эти команды необходимы для сброса сохраненных модальных условий перед началом программы обработки.

Простое правило техники безопасности, которое стоит запомнить.

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

Простыми словами:

Сначала удалите старые настройки, а затем установите новый режим работы программы.

---

Почему этот защитный блок важен

Представьте, что предыдущая программа завершилась в тот момент, когда G43 Компенсация длины инструмента по-прежнему была активна.

Следующая программа начинается непосредственно с G54, не отменив предварительно оставшуюся компенсацию.

При перемещении оси Z вниз система управления может продолжать применять предыдущее смещение длины инструмента. В результате инструмент может переместиться на десятки миллиметров дальше, чем ожидалось, и столкнуться с заготовкой.

Короткий блок инициализации может предотвратить дорогостоящие аварии с инструментом, заготовкой, приспособлением, шпинделем или станком.

Полный пример программы для FANUC

Теперь давайте объединим G-коды и M-коды в простую программу.

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

Программа, представленная в исходном коде, использует функции смены инструмента, выбора смещения заготовки, управления шпинделем, компенсации длины инструмента, подачи резания, отключения подачи охлаждающей жидкости, отмены компенсации и возврата к исходной точке по оси Z.

Построчное объяснение

Номер программы

O0001

Определяет номер программы ЧПУ.

Инициализация безопасности

G94 G40 G49 G80

Эта строка:

• Выбирает скорость подачи в минуту
• Отменяет компенсацию радиуса резца
• Отменяет компенсацию за длину инструмента.
• Отменяет активные стандартные циклы

Для дополнительной защиты многие программы также включают в себя G90 в строке инициализации безопасности:

G90 G94 G40 G49 G80

Смена инструмента

T01 M06

При этом выбирается Инструмент 1 и выполняется автоматическая смена инструмента.

Выберите «Рабочее смещение» и «Переместиться в исходное положение».

G90 G00 G54 X0. Y0.

Эта строка:

• Выбирает программирование в абсолютных координатах
• Выбирает быстрое позиционирование
• Активирует систему координат работы G54.
• Быстро перемещается к точкам X0 и Y0.

Запустить шпиндель

S3000 M03

В результате шпиндель начинает вращаться в прямом направлении в следующей точке:

3000 rpm

Активировать компенсацию длины инструмента

G43 H01 Z100.

Эта строка:

• Активирует положительную компенсацию длины инструмента.
• Используется смещение длины инструмента H01
• Располагает ось Z на расстоянии 100 мм.

Подайте инструмент в заготовку.

G01 Z-5. F200

Это перемещает инструмент по прямой линии в следующее положение:

Z = -5 mm

при скорости подачи:

200 mm/min

Отступите к безопасному положению самолета

G00 Z50.

Это позволяет быстро убрать инструмент в следующее положение:

Z = 50 mm

Перекройте подачу охлаждающей жидкости.

M09

Это отключает систему охлаждения.

Отменить компенсацию длины инструмента

G49

Это отменяет активную компенсацию длины инструмента.

Верните ось Z в опорную точку.

G91 G28 Z0.

Используется инкрементальный режим.

Сначала ось Z совершает пошаговое перемещение с нулевым шагом, то есть ее текущее положение становится промежуточной точкой. Затем она возвращается в опорную точку оси Z станка.

Завершить программу

M30

Это завершает и перезапускает программу.

Краткое содержание: Понимание G-кодов и M-кодов

G-коды и M-коды выполняют две разные, но взаимодополняющие функции в программе ЧПУ.

G-коды

G-коды в основном управляют перемещением инструмента и режимами координат.

Важные примеры включают:

• G00 — Быстрое позиционирование
• G01 — Линейная резка
• G02 — Круговая интерполяция по часовой стрелке
• G03 — Круговая интерполяция против часовой стрелки
• G90 — Программирование абсолютных координат
• G91 — Инкрементальное координатное программирование
• G28 — Вернуться к исходной точке станка
• G54 — Выберите первую рабочую систему координат

М-коды

M-коды в основном управляют вспомогательными функциями машины.

Важные примеры включают:

• M03 — Запустить шпиндель
• M05 — Остановить шпиндель
• M06 — Смените инструмент
• M08 — Включите подачу охлаждающей жидкости
• M09 — Перекройте подачу охлаждающей жидкости
• M30 — Завершить и перезапустить программу

Ключевые моменты, которые следует помнить

• Модальные коды остаются активными до тех пор, пока их не заменит другой код из той же группы.
• Немодальные коды применяются только к тому программному блоку, в котором они появляются.
• G00 Не следует использовать его неосторожно вблизи обрабатываемой детали.
• G90 использует абсолютные координаты.
• G91 использует пошаговое деление координат.
• G28 Обычно проходит через промежуточную точку, прежде чем вернуться к исходной точке станка.
• G90 G28 Z0. Сначала можно переместить инструмент в направлении абсолютной рабочей координаты Z0.
• G91 G28 Z0. использует текущее положение в качестве промежуточной точки перед возвратом к точке отсчета по оси Z.
• Каждая программа должна начинаться с блока инициализации безопасности, например: G90 G94 G40 G49 G80.

Поддержка обработки на станках с ЧПУ из литейной формы

В компании Cast Mold обработка на станках с ЧПУ является важной частью нашего комплексного производственного обслуживания.

Мы предоставляем комплексную поддержку, охватывающую:

• Конструкция литейной формы
• Производство пресс-форм
• Литье под давлением из алюминиевых и цинковых сплавов
• CNC-обработка
• Сверление и нарезание резьбы
• Обработка поверхности
• Проверка размеров
• Сборка и отгрузка

Для литых под давлением деталей часто требуются элементы, изготовленные на станках с ЧПУ, для следующих целей:

• Точные монтажные отверстия
• Threads
• Уплотнительные поверхности
• Положения подшипников
• Интерфейсы сборки
• Критические области плоскостности
• Размеры с жесткими допусками

Благодаря сочетанию оснастки, литья под давлением, обработки на станках с ЧПУ, обработки поверхности и контроля качества, мы помогаем клиентам сократить время обмена информацией между многочисленными поставщиками и повысить точность размеров при серийном производстве.

Для оценки проекта, пожалуйста, предоставьте следующую информацию:

• 2D чертежи
• Модели 3D
• Требования к материалам
• Годовое количество
• Требования к качеству поверхности
• Критические допуски
• Требования к осмотру