Какво е G-код: Определение, функция, Видове & Употреби

В съвременното производство, Прецизността и автоматизацията са всичко. От аерокосмически части до медицински изделия, Необходима е точност до микрони, и тук е CNC (Компютърно цифрово управление) машините играят жизненоважна роля. В основата на всяка CNC машина лежи език за програмиране, който й казва точно какво да прави - G-код.

Това ръководство обяснява какво е G-код, как работи, различните видове, и обичайните му употреби в индустриите.

Какво е G-код?

G-код, съкратено от „Геометричен код,” е най-широко използваният програмен език за CNC машини. Това е набор от инструкции, които казват на машината как да се движи, изрежете, бормашина, или мелница. Всеки ред от G-код отговаря на конкретно действие, като например преместване на режещия инструмент на позиция, промяна на скоростта, или активиране на охлаждащата течност.

С по-прости думи:

G-код = Инструкциите

CNC машина = Работникът

Финална част = Продуктът

Без G-код, CNC машина не би знаела как да работи.

Функция на G-код

G-кодът е основно „език“, който CNC машините разбират, и основната му функция е да каже на машината какво точно да прави. Мислете за това като да давате указания стъпка по стъпка на робот. Всеки ред от G-код е команда, която контролира едно малко действие, но когато ги съберете всички заедно, те ръководят целия процес на обработка.

Контролира движението – Той казва на машината колко далеч и в каква посока трябва да се движи инструментът, дали е останало, точно, нагоре, надолу, или дори в завои.

Задава скорост и подаване – G-кодът казва на машината колко бързо трябва да се върти режещият инструмент (скорост на шпиндела) и колко бързо трябва да прореже материала (скорост на подаване).

Обработва промените на инструментите – Ако частта се нуждае от различни инструменти, G-кодът дава инструкции за превключването им в точното време.

Управлява пътеките на рязане – Определя точния маршрут, който инструментът трябва да следва, за да изреже или оформи материала.

Прецизност на координатите – G-кодът гарантира, че всяко движение е точно до малки части от милиметър, така че финалната част отговаря на дизайна.

Каква е структурата на G-код?

Буквените кодове
Всеки ред обикновено започва с буква, като G, М, X, Y, или З.

G означава вида на движението (като движение по права линия, изрежете кръг, или да се прибера вкъщи).

М обикновено контролира допълнителни функции (като включване/изключване на шпиндела или стартиране на охлаждащата течност).

X, Y, З кажете на машината къде да се движи в пространството.

Числата
Веднага след буквите, ще видите числа. Това са точните инструкции. например, X10 Y5 означава „преместване на позиция X=10 и Y=5.“

Един ред = една стъпка
Всеки ред от G-код (понякога се нарича а блок) е една единствена инструкция. Машината чете програмата ред по ред, отгоре надолу, като по рецепта.

Редът има значение
Точно като печене на торта, трябва да дадете стъпки в правилния ред. Ако кажете на машината да реже, преди да сте включили шпиндела, нищо добро няма да се случи.

Прост, но мощен
Въпреки че кодът изглежда прост, събирането на много линии заедно създава сложни форми и части. Това е като блокчетата Lego - едно блокче е просто, но заедно те могат да изградят почти всичко.

Как да четем команди на G-код?

Гледането на G-код за първи път може да се почувства като взиране в таен код - букви, числа, и символи, всички смесени заедно. Но след като знаете „азбуката“ на G-кода, много по-лесно е, отколкото изглежда. Мислете за това като да се научите да четете кратки текстови съобщения, където всеки ред казва на машината какво да прави.

Започнете с буквата
Всяка команда започва с буква, която ви казва какъв вид на инструкция е така.

G = „Върви“ (движение или движение, като прави линии или кръгове).

М = „Разни“ (неща като включване/изключване на шпиндела или охлаждащата течност).

X, Y, З = координати, или точното място в пространството, към което инструментът трябва да се придвижи.

Е = скорост на подаване (колко бързо трябва да реже инструментът).

С = скорост на шпиндела (колко бързо трябва да се върти вретеното).

След това погледнете номера
Номерът точно след буквата дава подробности. например:

G01 = движение по права линия.

M03 = включете шпиндела (по часовниковата стрелка).

X10 Y5 = преместване на позиция 10 в посока X и 5 в посока Y.

Прочетете го като изречение
Ако го съберете, G01 X10 Y5 F100 просто означава:
„Движете се по права линия до X=10 и Y=5 при скорост на подаване 100.“
Това е просто кратко изречение, написано на машинен език.

Един ред наведнъж
Всеки ред е една стъпка, като танцово движение. Машината го чете отгоре надолу и изпълнява всяка стъпка по ред.

Не се паникьосвайте от дългите кодове
Дори ако една програма изглежда огромна, това са просто много малки стъпки, нанизани заедно. След като разберете няколко общи команди, можете да четете повечето програми с G-код без много проблеми.

Видове G-код

Не всички G-кодове са еднакви - те са групирани в различни типове в зависимост от вида работа, която казват на CNC машината да извърши. Мислете за тях като за различни категории инструкции в книга-игра. Някои се фокусират върху движението, други при настройка, и някои на специални действия.

G-кодове за движение
Това са най-често срещаните. Казват на машината как да се движа. например:

G00 = бързо се придвижвайте от едно място на друго (без рязане, просто пътувайте).

G01 = движение по права линия по време на рязане.

G02 / G03 = движение в кръг (по часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка).
Основно, G-кодовете за движение контролират пътя на инструмента.

Настройте G-кодове
Тези команди са като „подготвителна работа“ преди обработка. Те настройват как машината ще разбира координатите или кои единици трябва да използва. например:

G20 = използвайте инчове.

G21 = използвайте милиметри.

G54–G59 = задаване на работни координатни системи (различни „нулеви точки“ за работата).

Консервирани циклични G-кодове
Това са преки пътища за повтарящи се задачи. Вместо да пишете дълъг списък от стъпки, един G-код може да се справи с пълен цикъл. например:

G81 = прост цикъл на пробиване.

G83 = кълване пробиване (пробивам, издърпайте, повторете, за да изчистите чипове).
Те спестяват много време за програмиране.

Разни G-кодове
Те не преместват инструмента, но те контролират нещата около него. например:

G04 = пребивавам (пауза за момент).

G28 = върнете машината в начална позиция.

Така, накратко:

Кодове за движение = кажете на инструмента къде да отида.

Кодове за настройка = кажете на машината как да мисля.

Консервирани цикли = преки пътища за обичайни задачи.

Разни кодове = допълнителни действия като пауза или нулиране.

Използване на G-код при обработка с ЦПУ

Така, за какво всъщност използваме G-код при CNC обработка? С прости думи, G-кодът е като „езика“, който казва на машината точно какво да прави стъпка по стъпка. Без него, CNC машината е просто фантастично парче метал с двигатели.

Преместване на инструмента или детайла
Най-очевидната работа на G-code е да каже на инструмента къде да отиде. Независимо дали се движи по права линия, кръг, или бързо подскачане от едно място на друго, G-кодът го прави.

Нарязване, пробиване, и оформящи части
Всеки разрез, дупка, или бразда в част се контролира от G-код. например, когато искате да пробиете дупка, G-кодът казва на инструмента колко дълбоко да влезе, колко бързо, и дали да се отдръпне на стъпки.

Настройка на работата
Преди да започне рязане, G-кодът се използва за поставяне на сцената. Може да каже на машината къде е „нулевата точка“. (началната справка), дали да използвате инчове или милиметри, и дори върху коя страна на детайла да се фокусира.

Контрол на скоростта и подаването
G-кодът също задава скоростта на шпиндела (колко бързо се върти инструментът) и скоростта на подаване (колко бързо инструментът се движи през материала). Тези детайли са от голямо значение, защото грешните настройки могат да счупят инструмента или да съсипят детайла.

Включване или изключване на функциите на машината
Не става въпрос само за движение. G-кодът може да включва неща като охлаждаща течност (за да поддържате инструментите хладни), завъртете шпиндела по или обратно на часовниковата стрелка, или спрете машината за проверка.

Автоматизиране на повтарящи се задачи
Някои G-кодове са предназначени да улеснят живота чрез автоматично повтаряне на действията — като пробиване на множество дупки наведнъж, без да пишете дълга програма.

Индустриални приложения на G-код

Почти всяка индустрия, която се нуждае от прецизност, Повтарящ се, и ефективното производство разчита на G-код по един или друг начин.

Автомобилна индустрия (автомобили и камиони)
Помислете за всички метални и пластмасови части в една кола — двигателни блокове, предавки, табла за управление, или дори персонализирани джанти. Повечето от тези части са изрязани, пробит, или оформени с CNC машини, работещи на G-код. Той гарантира, че всяка част пасва перфектно, така че колата да работи гладко и безопасно.

Аерокосмическа индустрия (самолети и ракети)
В космонавтиката, Прецизността е всичко. Дори и най-малката грешка може да причини сериозни проблеми. G-кодът се използва за производство на изключително точни части като турбинни перки, крилни конструкции, или компоненти на колесника. Помага да се гарантира, че самолетите и ракетите са здрави, надежден, и безопасно.

Медицинска индустрия
От хирургически инструменти до изкуствени стави (като протези на тазобедрена или коленна става), G-кодът управлява машини, които създават медицински части с невероятна точност. Гладкото покритие и точните размери са важни, защото тези части често влизат в човешкото тяло.

Електронна индустрия
Малките метални корпуси, конектори, и дори някои характеристики на печатни платки са направени с машини с ЦПУ. G-кодът ни позволява да обработваме малки детайли, които нашите ръце просто не могат да направят.

Мебели и дървообработване
Не става въпрос само за метал. CNC рутери, ръководени от G-код, се използват за рязане на дърво в прецизни форми за мебели, шкафове, и дори декоративни дизайни. Това означава, че по-сложните стилове могат да бъдат направени бързо и последователно.

Енергийно и тежко оборудване
Големи машини, вятърни турбини, и дори частите за електроцентрали често разчитат на обработка с ЦПУ. G-кодът помага при оформянето на силни, големи, и издръжливи компоненти, които поддържат функционирането на индустриите.

Предимства на G-код

И така, защо G-кодът е толкова голям проблем в машинната обработка с ЦПУ? Отговорът е лесен: прави целия процес по-бърз, по -точно, и по-лесно за повторение.

Супер прецизен
G-кодът казва на машината къде точно да се движи, колко бързо се реже, и колко дълбоко да отидете. Това означава, че частите излизат еднакви всеки път, до най-малкия детайл.

Последователност
След като имате готова програма за G-код, можете да го използвате отново и отново. Независимо дали правите една част или хиляда, резултатът ще е идентичен. Ето защо е идеален за масово производство.

Спестява време и пари
Ръчната обработка изисква много умения и търпение. С G-код, машините работят автоматично, много по-бързо, И с по -малко грешки. Това означава по-малко похабен материал и по-ниски разходи като цяло.

Гъвкавост
Можете да използвате G-код, за да направите много прости части или супер сложни дизайни. Нуждаете се от прави кройки? Няма проблем. Имате нужда от извивки, дупки, или 3D форми? G-кодът може да се справи с всичко.

По-лесно за редактиране и подобряване
Ако нещо трябва да се промени, като да направите дупка малко по-голяма или да изрежете по-дълбоко, просто настройвате програмата. Няма нужда да започвате всичко отначало.

Работи с много машини
G-кодът е като „общ език“ за CNC машини. Независимо дали е мелница, струг, рутер, или 3D принтер, повечето машини могат да разбират и изпълняват G-код команди.

Съвети за безопасност: За какво да внимавате, когато програмирате G-код

Програмирането на G-код е мощно, но не е нещо, което трябва да се приема леко. Една малка грешка може да повреди машината, съсипвам част, или дори да причини нараняване. Мислете за това като за шофиране на кола – познаването на правилата и внимаването предпазват всички.

Проверете инструкциите си, преди да ги стартирате
Винаги преглеждайте кода си ред по ред. Грешна координата или скорост на подаване може да накара инструмента да се разбие в детайла или в самата машина.

Имайте предвид ограниченията на машината
Всяка CNC машина има ограничения за скоростта, пътуване, и натоварване. Уверете се, че вашият G-код остава в тези граници, за да избегнете напрежението върху двигателите и частите.

Включете офсети и компенсации на инструмента
Инструментите имат различни дължини и диаметри. Ако кодът не отчита тези, може да пореже твърде дълбоко или да удари приспособлението. Винаги проверявайте отново компенсациите.

Използвайте безопасни начални позиции
Започнете програми с инструмента на безопасна височина над детайла. Това предотвратява случайно издълбаване, когато машината започне да се движи.

Обърнете внимание на охлаждащата течност и смазката
Топлината може да съсипе както инструмента, така и материала. Уверете се, че охлаждащата течност или флуидите за рязане са програмирани правилно и работят по време на обработката.

Носете защитна екипировка
Въпреки че CNC машините са автоматизирани, винаги носете предпазни очила и ръкавици, когато зареждате материали или проверявате машината.

Симулирайте или стартирайте програмата на сухо
Повечето CNC машини ви позволяват да правите тест на сухо. Това е като тренировка, при която машината се движи, без да реже. Помага за улавяне на грешки, преди да започне истинската работа.

Пазете зоната чиста
Отстранете разхлабените елементи, чипове, или инструменти около машината. Нищо не трябва да пречи на движещите се части.

Бъдете нащрек и съсредоточени
Избягвайте разсейването. Винаги следете машината, докато работи - автоматизацията не замества човешкия надзор.

G-код срещу M-код: Каква е разликата и защо има значение

Те звучат подобно, но те вършат много различни задачи - нещо като разликата между шофьора и светофара.

G-код ("шефът на движението")
G-кодът казва на машината как да се движа. Той контролира X, Y, и Z оси, определя скоростта на инструмента, и задава пътя за рязане. например, G01 движи инструмента по права линия, и G02/G03 прави кръгови или дъгови движения. Основно, ако става дума за това къде и как отива инструментът, това е работата на G-code.

М-код ("помощник на машината")
M-code обработва всички други функции на машината, които не са свързани с движение. Помислете за неща като включване или изключване на шпиндела, стартиране или спиране на охлаждащата течност, или прекратяване на програма. например, M03 завърта шпиндела по посока на часовниковата стрелка, и M30 завършва програмата.

Как работят заедно
G-code и M-code са като танцов екип. G-кодът премества инструмента по детайла, докато M-code управлява другите действия на машината, за да гарантира, че операцията протича гладко. Рядко използвате едно без друго в пълна CNC програма.

Защо има значение
Разбирането на разликата ви помага пишете по-добри програми, избягвайте грешки, и отстраняване на проблеми. Ако вашият инструмент се движи неправилно, обикновено това е проблем с G-код. Ако вашата машина не включва охлаждаща течност или шпинделът се държи неочаквано, това вероятно е проблем с M-код.

Заключение

G-кодът е гръбнакът на CNC обработка. Той трансформира дигиталните дизайни в части от реалния свят, като предоставя точни инструкции на CNC машини. От фрезоване и струговане до 3D принтиране и лазерно рязане, G-кодът позволява на индустриите да постигнат висока точност, повторяемост, и ефективност.

За инженери, машинисти, и производители, разбирането на G-код е от съществено значение - това е езикът, който свързва дизайна и производството.

Може да искате да прочетете повече:

Разбиране на CNC програмните езици с помощта на G и M кодове

12 Видове машини с ЦПУ и техните приложения в съвременното производство

Магазинът за машини CNC: Пълно ръководство