Программирование ЧПУ: разбираем G-код и M-код

Большая часть современной многофункциональной и многоосевой обработки не работала бы без программирования станков. Вот основы языков программирования станков: G-код, M-код и САПР — с взглядом в будущее за пределами G-кода.

Для понимания роли программирования станков в ЧПУ-производстве сегодня требуется базовое понимание G-кода и M-кода.

«ЧПУ-обработка существует 40 или 50 лет, так что это не новый процесс в нашей отрасли», — говорит Кевин Финан, инструктор в Атлантическом техническом колледже и технической старшей школе. Когда Финан преподает производство и обработку, он начинает с того, чтобы убедиться, что студенты понимают чертеж детали. После этого они изучают некоторую ручную обработку, затем ЧПУ-обработку с использованием G-кода и M-кода, и после этого, САПР (компьютерное производство) программное обеспечение.

Команды G-кода vs M-коды: в чем разница?

Команды G-кода — это набор специфических комбинаций букв и цифр, которые диктуют станку, какую деталь двигать, как двигать и куда идти. Общие команды G-кода обычно одинаковы для любого станка, например:

• G0 — быстрый переход в другое местоположение
• G1 — прямолинейный рез
• G2 — по часовой стрелке дуга
• G3 — против часовой стрелки дуга

«Эти коды комбинируются с координатами XYZ, так, например, команда G0 переместит станок быстро в указанное местоположение», — говорит Финан.

«Года назад они просили студентов и стажеров запоминать коды, но я не обязательно это делаю, потому что вы в конечном счете запомните их просто используя их, и их можно найти в интернете и в справочнике наладчика», — говорит он.

G-коды могут быть прочитаны и обработаны контроллером станка для перемещения либо головки, либо стола для выполнения режущих операций в режущей плоскости. Они работают вместе с M-кодами в той же программе (M означает miscellaneous — разное).

M-коды управляют вспомогательными (не режущими) функциями станка, такими как поток СОЖ или воздушный компрессор для продувания стружки. На более сложных токарно-фрезерных станках M-код может приказать тылсточнику захватить деталь от переднего штампа, чтобы можно было обработать заднюю часть детали.

От команд G-кода к системам САПР

«Раньше вы писали эти G-коды вручную», — говорит Крис МакБейн, технический менеджер по маркетингу в 3D Systems. «Программист представлял, что должен сделать инструмент, чтобы создать деталь — как двигаться, где резать, как быстро резать, а затем конвертировал эти движения в текстовый файл, состоящий из G-кодов и M-кодов».

По словам МакБейна, ЧПУ-обработка исторически начиналась с команд движения, введенных на перфокартах или перфоленте, которая подавалась в станок.

«Контроллер, который является мозгом ЧПУ-станка, считывал отверстия в картах или на ленте, а затем выполнял соответствующее движение», — говорит он.

Но бумажные карты и лента в оживленной среде цеха имели тенденцию рваться, пачкаться, теряться или подаваться в станок не в порядке, вызывая бракованные детали и аварии станков. В конечном итоге были созданы электронные контроллеры, где оператор мог вбивать коды прямо стоя у станка.

«Затем, по мере того как производство становилось более продвинутым, 3-осевая и 5-осевая обработка сделала написание G-кода вручную практически невозможным — именно тогда родились системы компьютерного производства, или САПР», — говорит МакБейн.

Создание команд G-кода с программированием системы САПР

«Системы САПР позволяют вам взять САПР-модель детали и диктовать, где вы хотите, чтобы резак резал, какой инструмент вы хотите использовать, как быстро вы хотите, чтобы он двигался, где вы хотите, чтобы он начинал, где вы хотите, чтобы он останавливал, сколько материала снимать и насколько близко вы хотите, чтобы инструмент подходил к детали перед началом резания», — говорит МакБейн. «Это действительно ускоряет процесс создания G-кода».

Но прежде чем система САПР создаст G-код, она позволяет программисту построить симуляцию траектории инструмента того, как станок будет работать, чтобы создать деталь.

«Как в старой поговорке: "мусор на входе, мусор на выходе", и эти станки будут делать именно то, что вы просите их сделать, что бы ни было», — говорит МакБейн. «Если вы скажете инструменту двигаться вниз на 8 дюймов, код не распознает, что на пути может быть что-то, например, оснастка или кусок детали, но система САПР позволяет вам предварительно просмотреть, что инструмент собирается сделать, прежде чем вы нажмете кнопку».

МакБейн сравнивает САПР-софт с конкретным драйвером принтера, который компьютеру нужен, чтобы напечатать изображение. Драйвер называется постпроцессором, который создает G-код, двигающий ЧПУ-станок.

«Все контроллеры используют те же общие G и M команды, но порядок, в котором они находятся, способ их интервалов, способ представления чисел с или без ведущих нулей, специфичны для станка», — говорит МакБейн. «Так что точно так же, как каждый принтер нуждается в конкретном драйвере, каждый ЧПУ-станок нуждается в другом постпроцессоре, который создает G-код специально для того станка».

Действие постпроцессинга в системе САПР — это то, что создает G-код, который затем передается контроллеру станка, либо по сети, либо с флеш-накопителя. Файл передается на станок, а затем оператор вызывает программу на мониторе контроллера и смотрит на G-код, чтобы убедиться, что он запускает правильную деталь с правильными инструментами при правильном смещении.

«В этот момент оператор может вносить изменения в код, если нужно, и как только станок готов запустить программу, они нажмут зеленую кнопку и выполнят программу, чтобы сделать деталь», — говорит МакБейн.

Нужен совет от других опытных наладчиков и специалистов по металлообработке? Присоединяйтесь к разговорам на форуме металлообработки. [требуется регистрация]

Примите участие в нашем опросе

Какие области программирования станков доставляют вам больше всего хлопот ежедневно?