Расшифровка и пояснения g кодов для чпу. Описание G и M кодов для программирования ЧПУ (CNC) станков
Для станков с программным числовым управлением существует специальный язык. Этот язык называют ISO 7 bit. Система G кодов для ЧПУ представляет собой специальные команды для работы фрезерных и токарных станков с ПУ, в командах задаются специальные параметры. Обучение ЧПУ программированию производится в технических колледжах или на курсах дополнительного образования.
Что такое G-код
Кодовая система для токарно – представляет собой особую группу команд, которые распознаются станками с функциями программного управления. Кодовая система была разработана компанией Electronic Industries Allience в 1960 году и доработана в 1980 году. С 1982 года она начала действовать в России. Кодовый язык входит в структуру основ программирования, он непрерывно совершенствуется и изменяется.
Какие бывают G-коды
Программы с G-кодом пишутся в виде текстового формата, каждую строчку называют кадром. Кадр состоит из буквенного символа – это адрес и цифра, в которой выражено числовое значение. Коды бывают основными и вспомогательными. На основе такой программы работает токарный и фрезерный станок с ЧПУ.
Команды группы G называют подготовительными. Они задают движение рабочих элементов на станке с определенной скоростью. Скорость может быть круговой или линейной. Также G-код используется для обработки отверстий и резьбы. Еще одной функцией является управление параметрами и координатными системами аппаратуры.
Основные команды программы направлены на выполнение следующих функций:
- G00 – G04 функция позиционирования;
- G17 – G19 осуществляют переключение рабочих параметров;
- G40 – G44 компенсация длины и диаметра разных элементов аппарата;
- G54 – G59 переключение координатных систем;
- G71 – функция обработки отверстий;
- G80 – G84 функция нарезания резьбы и сверления;
- G90 – G92 переключение абсолютной и относительной систем координат.
Символы бывают разными: М выполняет вспомогательные функции, такая команда необходима для смены инструмента, вызова подпрограммы и ее завершения, S – это функция основного движения, F – подача, Т, D, Н являются выражением функций инструмента.
Значение символа зависит от вида станка с ЧПУ. Программирование осуществляется на основе этих кодов.
Подготовительные функции
Подготовительные функции в кодовой системе выражены символом G. Каждому коду соответствует особенное значение. Все подготовительные команды, к примеру, выбор рабочей плоскости или выбор скорости перемещения, задаются первыми в программе. В коде зашифрована определенная функция. Числовыми значениями задаются параметры.
Расшифровка основных G кодов для ЧПУ
Перейдем к рассмотрению того, как расшифровываются основные G коды для станков с ПУ.
G00
Задает скоростное позиционирование. Ее используют, когда нужно быстро переместить режущий инструмент в готовое состояние для начала работы или поместить его в безопасную позицию. Ускоренный вариант не применяют в процессе обработки деталей, поскольку скорость, которая развивается в данном случае, очень высока. Данную команду можно отменить с помощью команды G01, G02, G03.
G01
Представляет собой линейную интерполяцию. Такая команда необходима для движения инструмента по прямой, скорость задается символом F. Отмена функции осуществляется кодами G00, G02, G03. Пример записи команды: G01 X20 Y150 F60.
G02
Задает движение по часовой стрелке, режущий инструмент начинает двигаться по дугообразной траектории, скорость задается символом F. Также задаются параметры в координатной плоскости. Символы I, J, K – определяющие координаты дуги в плоскости. Отмена осуществляется кодами G00, G01, G03.
G03
Это движение против часовой стрелки по дуге с заданной скоростью.
G04
Задают перерыв в работе. продолжительность паузы задается Х или Р символом. Обычно пауза длится около одной секунды.
G17
Задает плоскость. С помощью кода G17 выбирают координаты XY. Такая функция необходима для вращающихся движений и процесса сверления.
G18
Задает плоскость в координатах XZ, эта плоскость становится рабочей в процессе круговой интерполяции, вращательных движениях и процессе сверления.
G19
Позволяет выбрать рабочую площадь в координатах YZ. Такая функция необходима для движения инструмента в круговой интерполяции и постоянном цикле сверления.
G20
Позволяет вводить данные в дюймовых измерениях. Функция предназначена для работы с дюймовыми показателями.
G21
Позволяет работать с метрическими показателями. Он необходим при работе с данными, выраженными в метрах.
G40
Отменяет функцию автоматической коррекции на заданный радиус инструмента, задаваемого G41 и G42.
G41
Включает автокоррекцию на радиус инструмента, который располагается слева от обрабатываемой детали относительно хода его движения. В программу также входит функция D.
G42
Аналогичен коду G41, он предназначен для автокоррекции на радиус, расположенный справа от обрабатываемой детали. Программу также задают с функцией D.
G43
Необходим для компенсации длины инструмента, корректирует его положение и задается вместе с функцией инструмента Н.
G52
Задает локальные координатные параметры помимо стандартных параметров.
G53
Позволяет переключаться на координатную систему рабочего станка.
G54 – G59
Осуществляют заданное смещение рабочего элемента относительно координатных параметров станка. Используя коды G54, G55, G56, G57, G58, G59 можно определить, в какой именно системе координат будет совершаться работа. Меняя коды, программист получает возможность обрабатывать разнообразные детали.
Если кодами G54 – G59 была задана какая-либо координатная система, то она будет действовать до тех пор, пока не будет отменена, и введутся другие параметры.
G64
Представляет собой режим резки, при этом автоматически отменяются другие функции.
G68
Задается вращение координат, команда позволяет смещать координатную систему под определенным углом. Плоскость вращения, центр и угол поворота задается командами G17, G18, G19, R. Команда G69 отменяет эту функцию.
G71
Позволяет делать отверстия в изделиях.
G73
Это функция высокоскоростного сверления отверстий.
G74
Используется для нарезания левой резьбы.
G81, G82, G83
Используются для цикла сверления: стандартного, с выдержкой и прерывистого.
G85 – G87
Позволяют осуществлять разные циклы растачивания.
G92
Позволяет установить абсолютные накопители положения.
G97
Задает параметры оборотов, производимых за одну минуту.
Все коды взаимодействуют между собой и образовывают отдельную группу. В системе программы одна функция сменяется другой. Пример кодовой программы можно найти в интернете. Кодовая таблица должна быть в поле зрения во время программирования.
Требования к написанию программы
Программы, которые пишут для станка с ЧПУ на основе использования джи кодов, имеют определенную совершенно четкую структуру, которая состоит из нескольких команд. Все команды для работы со станком объединяются по группам – кадрам. Завершение одного кадра отмечается символом CR/LF, программу заканчивает вспомогательный код М02 или М30.
Если к программе необходимо сделать комментарий, то его размещают в круглых скобках. К примеру, (перемещение к точке начала фрезерования). Комментарий может находиться сразу после кода, но можно также и вынести его в отдельную строку.
Одна и та же команда может повторяться неоднократно, заданное количество раз в определенной последовательности. Программа пишется с помощью основных и вспомогательных функций. Ее считывают токарные и фрезерные станки.
Генерированием кодов для работы за станком на производстве занимаются специальные программы. На каждом предприятии такая система действует отлажено и ее контролирует оператор. При необходимости любую программу можно сгенерировать самостоятельно с помощью специального программного обеспечения, которое можно скачать в интернете.
Никаких специальных знаний для этого не потребуется, достаточно иметь представление о декартовой системе координат, знать физические величины и определения из курса геометрии. В качестве примера можно воспользоваться уже готовой программой. Для работы потребуются таблицы с расшифровкой кодов.
Для создания кода необходимо иметь следующие знания:
- введение геометрических параметров и размеров обрабатываемой детали;
- знать параметры инструментов и устройств, с помощью которых осуществляется работа;
- толщина слоя, которую потребуется снять;
- глубина введения инструмента для проделывания прорезей.
На практике такие действия произвести несложно. Для того чтобы понять как устроена система, можно посмотреть пример записи команд, потребуется также вспомогательная таблица с кодами.
Существуют специальные сервисы, позволяющие создавать программы для станков онлайн, их можно генерировать на готовом примере. Никакое дополнительное программное обеспечение устанавливать на компьютер не потребуется. Все, что нужно, это выход в интернет. При программировании требуется особая внимательность, если ошибиться в ведении числового показания, можно повредить деталь или сломать станки. Программы, созданные таким образом, можно использовать на токарных, фрезерных, плазменных станках и обрабатывать самые разные материалы.
В настоящее время для программирования систем ЧПУ используется множество языков программирования, в основе которых лежит универсальный язык ИСО 7 бит. Однако каждый производитель вносит свои особенности, которые реализуются через подготовительные (G-коды) и вспомогательные (M-коды) функции.Функции с адресом G – называются подготовительными , они определяют условия работы станка связанные с программированием геометрии перемещения инструмента. Подробное описание G-кодов можно найти в главе код ИСО 7 бит .
В данной главе подробно рассмотрим назначение вспомогательных функций.
Функции с адресом M – называются вспомогательными (от анг. Miscellaneous) и предназначены для управления различными режимами и устройствами станка.
Вспомогательные функции могут использоваться одиночно или совместно с другими адресами, например, кадр ниже производит установку инструмента с номером 1 в шпиндель.
N10 T1 M6, где
T1
– инструмент номер 1;
M6
– смена инструмента;
В данном случае под командой М6 на стойке ЧПУ скрывается целый набор команд, которые обеспечивают процесс замены инструмента:
Перемещение инструмента в позицию смены;
- выключение оборотов шпинделя;
- перемещение устанавливаемого инструмента в магазине;
- замена инструмента;
Использование М-кодов допускается в кадрах с перемещением инструмента, например в строке ниже охлаждение включится (M8) одновременно с началом движения фрезы.
N10 X100 Y150 Z5 F1000 M8
М-коды, включающие какое-либо устройство станка, имеют парный М код, который это устройство выключает. Например,
M8
– включить охлаждение, M9
– выключить охлаждение;
M3
– включить обороты шпинделя, M5
– выключить обороты;
Допускается использование нескольких М команд в одном кадре.
Соответственно чем больше устройств имеет станок, тем больше М команд будет задействовано в его управлении.
Условно все вспомогательные функции можно разделить на стандартные и специальные . Стандартные вспомогательные функции используются производителями ЧПУ для управления устройствами, имеющимися на каждом станке (шпиндель, охлаждение, смена инструмента и т.д.). Тогда как специальные программируют режимы на одном конкретном станке или группе станков данной модели (вкл/выкл измерительную головку, зажим/разжим поворотных осей).
На картинке выше представлен поворотный шпиндель многоосевого станка. Для увеличения жесткости при позиционной обработке станок оснащен зажимами поворотных осей, которые управляются М кодами: M10/M12 – включить зажимы для осей A и С. М11/М13 – выключить зажимы. На другом оборудовании производитель станка может данные команды настроить на управление другими устройствами.
Список стандартных М команд
M0 – останов программы;M1 – останов по требованию;
M2 – конец программы;
M3 – включить обороты шпинделя по часовой стрелке;
M4 – включить обороты шпинделя против часовой стрелки;
M5 – останов шпинделя;
M6 – автоматическая смена инструмента;
M8 – включить охлаждение (как правило СОЖ);
M9 – выключить охлаждение;
M19 – ориентация шпинделя;
M30 – завершение программы (как правило со сбросом всех параметров);
M98 – вызов подпрограммы;
M99 – возврат из подпрограммы в основную;
Специальные вспомогательные функции производитель станка описывает в соответствующей технической документации.
Программирование обработки на современных станках с ЧПУ осуществляется на языке, который обычно называют языком ИСО (ISO) 7 бит, или языком G- и М-кодов. Коды с адресом G, называемые подготовительными, определяют настройку СЧПУ на определенный вид работы. Коды с адресом М называются вспомогательными и предназначены для управления режимами работы станка.
Например, если программист хочет, чтобы инструмент перемещался по прямой линии, он использует G01. А если необходимо произвести смену инструмента, то в программе обработки он указывает М06.
Для управления многочисленными функциями станка с ЧПУ применяется довольно большое число различных кодов. Тем не менее, изучив набор основных G- и М-кодов, вы легко сможете создать управляющую программу.
В табл. 5.1 приведен список базовых кодов, которые мы подробно рассмотрим в этой и последующих главах. А в главе «Справочник G- и М-кодов» вы найдете подробное описание всех стандартных кодов и примеры их использования.
Таблица 5.1. Базовые коды программирования обработки
Код (функция) | Назначение и пример кадра с кодом |
---|---|
Осевое перемещение | |
G00 | Ускоренный ход – перемещение на очень высокой скорости в указанную точку G00 X10. Y20. Z25. |
G01 | Линейная интерполяция – перемещение по прямой линии на указанной скорости подачи G01 X10. Y20. F100 |
G02 | Круговая интерполяция – перемещение по дуге по часовой стрелке на указанной скорости подачи G02 X10. Y20. R10. F100 |
G03 | Круговая интерполяция – перемещение по дуге против часовой стрелки на указанной скорости подачи G03 X10. Y20. R10. F100 |
Настройка | |
G20 | Ввод дюймовых данных G20 G00 X10. Y20 |
G21 | Ввод метрических данных G21 G00 X10. Y20 |
G90 | Абсолютное позиционирование – все координаты отсчитываются от постоянной нулевой точки G90 G00 X10. Y20 |
G91 | Относительное позиционирование – все координаты отсчитываются от предыдущей позиции G91 G00 X10. Y20 |
Обработка отверстий | |
G81 | Цикл сверления G81 X10. Y20. Z-5. F30 |
G82 | Цикл сверления с задержкой на дне отверстия G82 X10. Y20. Z-5. R1. P2. F30 |
G83 | Прерывистый цикл сверления G83 X10. Y20. Z-5. Q0.25 R1. F30 |
G85 | Цикл растачивания отверстия G85 X10. Y20. Z-5. F30 |
Вспомогательные коды (функции) | |
M00 | Запрограммированный останов – выполнение программы временно прекращается |
M01 | Запрограммированный останов по выбору – выполнение программы временно прекращается, если активирован режим останова по выбору |
М03 | Прямое вращение шпинделя – шпиндель вращается по часовой стрелке |
М04 | Обратное вращение шпинделя – шпиндель вращается против часовой стрелки |
М05 | Останов шпинделя |
М06 | Автоматическая смена инструмента М06 Т02 |
M08 | Включение подачи охлаждающей жидкости |
M09 | Выключение подачи охлаждающей жидкости |
M30 | Конец программы, перевод курсора к началу программы |
На производстве, где работают различные станки с числовым программным управлением, используется множество различного программного обеспечения, но в большинстве случаев весь управляющий софт использует один и тот же управляющий код. Программное обеспечение для любительских станков, так же базируется на аналогичном коде. В обиходе его называют "G-код". В данном материале представлена общая информация по G-коду (G-code)
G-code это условное именование языка для программирования устройств с ЧПУ (CNC)(Числовое программное управление). Был создан компанией Electronic Industries Alliance в начале 1960-х. Финальная доработка была одобрена в феврале 1980-о года как RS274D стандарт. Комитет ИСО утвердил G-code, как стандарт ISO 6983-1:1982, Госкомитет по стандартам СССР — как ГОСТ 20999-83. В советской технической литературе G-code обозначается, как код ИСО-7 бит.
Производители систем управления используют G-code в качестве базового подмножества языка программирования, расширяя его по своему усмотрению.
Программа, написанная с использованием G-code, имеет жесткую структуру. Все команды управления объединяются в кадры — группы, состоящие из одной или более команд. Кадр завершается символом перевода строки (ПС/LF) и имеет номер, за исключеним первого кадра программы. Первый кадр содержит только один символ «%». Завершается программа командой M02 или M30.
Сводная таблица кодов
Основные, в стандарте называются подготовительными, команды языка начинаются с буквы G:
- Перемещение рабочих органов оборудования с заданой скоростью (линейное и круговое)
- Выполнение типовых последовательностей (таких, как обработка отверстий и резьб)
- Управление параметрами инструмента, системами координат, и рабочих плоскостей
Подготовительные (основные) команды
Таблица основных команд
Код | Описание | Пример |
---|---|---|
G00 | Ускоренное перемещение инструмента (холостой ход) | G0 X0 Y0 Z100; |
G01 | Линейная интерполяция | G01 X0 Y0 Z100 F200; |
G02 | Круговая интерполяция по часовой стрелки | G02 X15 Y15 R5 F200; |
G03 | Круговая интерполяция против часовой стрелки | G03 X15 Y15 R5 F200; |
G04 | Задержка на P миллисекунд | G04 P500; |
G10 | Задать новые координаты для начала координат | G10 X10 Y10 Z10; |
G11 | Отмена G10 | G11; |
G15 | Отмена G16 | G15 G90; |
G16 | Переключение в полярную систему координат | G16 G91 X100 Y90; |
G20 | Режим работы в дюймовой системе | G90 G20; |
G21 | Режим работы в метрической системе | G90 G21; |
G22 | Активировать установленый предел перемещений (Станок не выйдет за их предел). | G22 G01 X15 Y25; |
G23 | Отмена G22 | G23 G90 G54; |
G28 | Вернуться на референтную точку | G28 G91 Z0 Y0; |
G30 | Поднятие по оси Z на точку смены инструмента | G30 G91 Z0; |
G40 | Отмена компенсации размера инструмента | G1 G40 X0 Y0 F200; |
G41 | Компенсировать радиус инструмента слева | G41 X15 Y15 D1 F100; |
G42 | Компенсировать радиус инструмента справа | G42 X15 Y15 D1 F100; |
G43 | Компенсировать высоту инструмента положительно | G43 X15 Y15 Z100 H1 S1000 M3; |
G44 | Компенсировать высоту инструмента отрицательно | G44 X15 Y15 Z4 H1 S1000 M3; |
G53 | Переключиться на систему координат станка | G53 G0 X0 Y0 Z0; |
G54-G59 | Переключиться на заданную оператором систему координат | G54 G0 X0 Y0 Z100; |
G68 | Поворот координат на нужный угол | G68 X0 Y0 R45; |
G69 | Отмена G68 | G69; |
G80 | Отмена циклов сверления (G81-G84) | G80 Z100; |
G81 | Цикл сверления | G81 X0 Y0 Z-10 R3 F100; |
G82 | Цикл сверления с задержкой | G82 X0 Y0 Z-10 R3 P100 F100; |
G83 | Цикл сверления с отходом | G83 X0 Y0 Z-10 R3 Q8 F100; |
G84 | Цикл нарезание резьбы | |
G90 | Абсолютная система координат | G90 G21; |
G91 | Относительная система координат | G91 G1 X4 Y5 F100; |
G94 | F (подача)- в формате мм/мин. | G94 G80 Z100; |
G95 | F (подача)- в формате мм/об. | G95 G84 X0 Y0 Z-10 R3 F1.411; |
G98 | Отмена G99 | G98 G15 G90; |
G99 | После каждого цикла не отходить на «подходную точку» | G99 G91 X10 K4; |
Таблица технологических кодов
Технологические команды языка начинаются с буквы М. Включают такие действия, как:
- Сменить инструмент
- Включить/выключить шпиндель
- Включить/выключить охлаждение
- Вызвать/закончить подпрограмму
Вспомогательные (технологические) команды
Код | Описание | Пример |
---|---|---|
M00 | Приостановить работу станка до нажатия кнопки «старт» на пульте управления, так называемый "технологический останов" | G0 X0 Y0 Z100 M0; |
M01 | Приостановить работу станка до нажатия кнопки «старт», если включен режим подтверждения останова | G0 X0 Y0 Z100 M1; |
M02 | Конец программы | M02; |
M03 | Начать вращение шпинделя по часовой стрелке | M3 S2000; |
M04 | Начать вращение шпинделя против часовой стрелки | M4 S2000; |
M05 | Остановить вращение шпинделя | M5; |
M06 | Сменить инструмент | M6 T15; |
M07 | Включить дополнительное охлаждение | M3 S2000 M7; |
M08 | Включить основное охлаждение | M3 S2000 M8; |
M09 | Выключить охлаждение | G0 X0 Y0 Z100 M5 M9; |
M30 | Конец информации | M30; |
M98 | Вызов подпрограммы | M98 P101; |
M99 | Конец подпрограммы, возврат к основной программе | M99; |
Для программирования современного оборудования используется буквенно-цифровой код ИСО 7 бит (ISO 7 bit) , разработанный в начале 60-х годов компанией Electronic Industries Alliance с финальной доработкой в начале 80-х годов. Также известен как G или CNC код. В СССР регламентировался ГОСТ 20999-83.
Основные единицы данного кода – G и M команды.
G – называются подготовительными и определяют режим и условия работы станка и системы ЧПУ. Стандартные подготовительные функции лежат в диапазоне G00-G99.
G00...G09
– команды общего порядка, позиционирование, линейная или круговая интерполяция;
G10...G39
– особенности непрерывной обработки; выбор осей, плоскостей, видов интерполяции;
В таблице ниже приведены основные подготовительные функции.
G00
– ускоренное перемещение (холостой ход);
G01
– линейное перемещение (рабочий ход);
G02
– круговая интерполяция с движением по часовой стрелке;
G03
- круговая интерполяция с движением по против часовой стрелки;
G04
– останов выполнения программы на заданное время;
G17
– рабочая плоскость XY;
G18
– рабочая плоскость XZ;
G19
– рабочая плоскость YZ;
G40
– отмена коррекции на радиус инструмента;
G41
– коррекция на радиус инструмента слева от контура;
G42
- коррекция на радиус инструмента справа от контура;
G43
– коррекция на длину инструмента положительная;
G44
– коррекция на длину инструмента отрицательная;
G49
– отмена коррекции на длину;
G53
- программирование в системе координат станка;
G54...G59
– установка рабочей системы координат;
G70
– программирование перемещений в дюймах;
G71
– программирование перемещений в мм;
G80
– отмена циклов сверления;
G81...G89
– циклы сверления;
G90
– задание перемещений в абсолютных координатах;
G91
– задание перемещений в приращениях от предыдущего значения;
G94
- задание скорости перемещения (подачи) в мм/мин;
G95
- задание скорости перемещения (подачи) в мм/об;
G97
- обороты в минуту;
Между собой G-коды выделяются в отдельные группы , в пределах которых действие одной функции может отменяться другой, например ускоренное перемещение G00 действует до тех пор, пока в программе не встретится другая функция этой группы G01, G02 или G03. Не допускается использование в одном кадре нескольких функций из одной группы.
Функции с адресом (префиксом) M – называются вспомогательными и предназначены для управления различными устройствами станка, например вкл/выкл шпиндель, охлаждение и т.д.
M00
– программируемый останов, без потери информации;
M02
– конец программы, модальные функции сохраняются;
M03
– вкл. шпинделя по часовой стрелке;
M04
- вкл. шпинделя против часовой стрелке;
M05
– выкл. шпинделя;
M06
– сменить инструмент;
M08
– вкл. охлаждение;
M09
– выкл. охлаждение;
M10
– зажим поворотной оси;
M11
– разжим поворотной оси;
M30
- конец программы, модальные функции отменяются;
В следующих главах рассмотрим некоторые функции подробно.