G20 и G21: как выбрать единицы измерения в ЧПУ

[kirilljsx]

Когда вы пишете программу для станка с ЧПУ, нужно сразу решить, в каких единицах задавать координаты — в дюймах или миллиметрах. От этого выбора зависит, как машина интерпретирует все числа в вашем коде. Ошибка здесь может привести к тому, что деталь получится в 25 раз больше или меньше, чем нужно.

В этой статье разберёмся, что такое G20 и G21, как их использовать и почему это важно для точности работы. Понимание этих команд — основа грамотного программирования ЧПУ.

Что такое G20 и G21: базовое объяснение

G20 и G21 — это так называемые модальные G-коды, которые задают систему единиц для всей программы. Они говорят контроллеру станка, в каких единицах нужно интерпретировать координаты и другие числовые значения.

G20 устанавливает дюймовую систему, при которой все координаты задаются в дюймах (inches). G21 переводит машину на метрическую систему с миллиметрами (millimeters). Эти коды обычно указываются в самом начале программы, чтобы контроллер знал, как читать остальной код.

Важный момент: выбранная единица действует не только на координаты X, Y, Z, но и на скорость подачи (F-код), значения интерполяции (I, J, K) и шаг резьбы. Если вы установили G21, то F500 будет означать 500 миллиметров в минуту, а не 500 дюймов.

• G20: все координаты в дюймах, скорость подачи в дюймах/мин
• G21: все координаты в миллиметрах, скорость подачи в мм/мин
• Коды модальные — действуют до отмены другим кодом
• Нужно указывать в начале программы

Почему нельзя просто так переключаться между G20 и G21

Новички часто делают ошибку: берут готовую программу в дюймах, меняют G20 на G21 и думают, что всё готово. Но это приводит к катастрофе. Если не пересчитать координаты, машина будет работать неправильно.

Проблема в том, что один дюйм равен 25,4 миллиметра. Если вы просто заменили G20 на G21, контроллер прочитает те же числа, но в другой системе. Получится, что размер увеличится примерно в 25,4 раза. Например, координата X1.0 в дюймах — это примерно 25,4 миллиметра. Но если вы напишете G21 и оставите X1.0, контроллер поймёт это как 1 миллиметр, что совсем не то.

Другое направление тоже опасно: если переводить метрическую программу на дюймы, все размеры станут меньше в 25,4 раза. Деталь получится карликовой.

Что произойдёт	Исходная программа	Новые координаты
Переход от дюймов к мм	G20, X2.0	G21, X50.8
Переход от мм к дюймам	G21, X50.8	G20, X2.0
Забыли пересчитать	G20, X2.0 → G21, X2.0	Деталь 25× меньше

Пример правильного преобразования программы

Давайте посмотрим на конкретный пример, чтобы всё стало понятнее. Вот программа в дюймах:

G20
G0 X2.0 Y2.0
G1 Z-1.0 F20

Эта программа говорит: перейди в точку X2.0 Y2.0 дюйма, потом погрузись на 1.0 дюйм со скоростью подачи 20 дюймов в минуту.

Чтобы перевести эту программу на миллиметры, нужно умножить каждое число на 25,4:

G21
G0 X50.8 Y50.8
G1 Z-25.4 F508

Теперь машина поймёт, что нужно перейти в точку X50.8 Y50.8 миллиметра, погрузиться на 25.4 миллиметра со скоростью 508 миллиметров в минуту. Результат будет идентичным, только единицы измерения другие.

• 2.0 дюйма × 25,4 = 50,8 миллиметра
• 1.0 дюйм × 25,4 = 25,4 миллиметра
• 20 дюймов/мин × 25,4 = 508 миллиметров/мин
• Пересчитывать нужно все числовые значения в программе
• Коэффициент всегда 25,4 в обе стороны

Как выбрать между G20 и G21 для своего проекта

Вопрос выбора между дюймами и миллиметрами зависит от нескольких факторов. Во-первых, от того, в каких единицах дан чертёж. Если чертёж в миллиметрах, логично работать в G21. Если в дюймах — используйте G20.

Во-вторых, смотрите на требования клиента или стандарты предприятия. На глобальных производствах часто используют метрическую систему (G21), потому что она стандартизирована по всему миру. В США и некоторых других странах до сих пор широко применяют дюймовую систему (G20).

В-третьих, учитывайте особенности вашего станка и инструмента. Некоторые станки лучше работают с одной системой, некоторые одинаково хорошо с обеими. То же касается режущего инструмента — его параметры могут быть изначально указаны в дюймах или миллиметрах.

• Чертёж в миллиметрах → используй G21
• Чертёж в дюймах → используй G20
• Международные проекты → чаще выбирают G21 (миллиметры)
• Старые станки → могут требовать G20
• Консистентность — выбирай одну систему на весь проект

Как проверить текущий режим на станке

Когда вы работаете со станком, нужно знать, в какой системе он сейчас работает. На панели управления ЧПУ обычно есть дисплей, который показывает активные коды. Если вы посмотрите туда, вы увидите либо G20, либо G21, в зависимости от того, в каком режиме находится машина.

Много современных контроллеров позволяют в реальном времени видеть, какие G-коды активны и в каких единицах сейчас работает станок. Это очень полезно, потому что помогает избежать ошибок. Если вы запустили программу и вдруг заметили, что размеры чего-то не совпадают, первое, что нужно проверить, — именно текущий режим единиц.

• Посмотри на дисплей панели управления
• Там должны быть активные G-коды, включая G20 или G21
• Некоторые станки показывают явно: «Дюймы» или «Миллиметры»
• Перед запуском программы всегда проверь режим
• Сомневаешься — запустить тестовый ход в воздухе

Типичные ошибки и как их избежать

Самая частая ошибка — забывают указать G20 или G21 вообще. Контроллер тогда может работать в режиме по умолчанию, который установлен в его памяти. Если вы не знаете, какой это режим, результат будет непредсказуемым. Всегда явно указывайте нужный код в начале программы.

Вторая популярная ошибка — переводят программу с одной системы на другую, но забывают пересчитать F-код (скорость подачи) или параметры интерполяции. Машина начинает работать неправильно, потому что движется с совершенно другой скоростью или режет неправильно.

Третья ошибка — пишут программу в одной системе, а потом посередине добавляют команды в другой системе, забыв переключить G20/G21. Контроллер может запутаться или работать совершенно не так, как ожидается.

• Всегда указывайте G20 или G21 в начале программы
• Не забывайте о F-коде — он тоже зависит от выбранной системы
• Проверяйте всю программу перед запуском на совместимость
• Используйте одну систему на весь файл, не смешивайте
• Тестируйте на холостом ходу перед обработкой реальной детали

Когда менять G20 на G21 (или наоборот) внутри программы

В сложных программах иногда приходится переключаться между системами прямо по ходу выполнения. Это возможно, но требует особой осторожности. Когда вы пишете в программе команду G21 (или G20) в середине кода, вся последующая работа переходит на новую систему.

Это может быть полезно, если разные части детали нужно обрабатывать в разных единицах. Например, основная обработка в миллиметрах (G21), а какая-то важная финишная операция в дюймах (G20). Но это очень опасно и легко сделать ошибку. Если вы переключились на G20, но забыли пересчитать следующие координаты, машина поскачет куда-то совсем не туда.

Опытные программисты избегают частых переключений и предпочитают оставлять одну систему на весь документ. Если нужно работать с дюймовым чертежом в миллиметровой программе, они просто конвертируют все значения один раз в начале и работают в одной системе.

• Переключение возможно, но опасно
• Пересчитайте все координаты после переключения
• Избегайте частых смен G20 и G21
• Лучше один раз конвертировать всю программу
• Проверяйте контрольные точки после каждого переключения

О чем важно подумать

Выбор между G20 и G21 — это не просто техническая деталь, а часть грамотного подхода к программированию ЧПУ. Когда вы понимаете, как работают эти коды, вы избегаете дорогостоящих ошибок и экономите время на отладку программ. Начиная с новой задачи, потратьте минуту на то, чтобы чётко определиться с системой единиц.

Дальше стоит подумать над тем, как организовать работу с чертежами и файлами в вашем окружении. Если вы работаете с командой, убедитесь, что все используют одну систему, и документируйте это. Это поможет избежать путаницы и конфликтов между людьми, которые работают с одинаковыми деталями в разных проектах.