Бесплатный курс: Как начать программировать станки с ЧПУ - Часть 4

Kirilljs

G-код. Основные команды. Управление станком

Введение

Программирование станков с числовым программным управлением (ЧПУ) осуществляется с использованием управляющих программ. Эти программы представляют собой набор команд, записанных в текстовом формате, где каждая строка указывает станку, что нужно сделать. Основой таких программ является стандартный язык — G-коды (также известный как ISO-коды), дополненный вспомогательными командами (M-коды и другие).

Что такое G-коды?

G-коды (от английского “Geometric Codes”) — это команды, которые задают геометрические перемещения инструмента. Они определяют, как и куда будет двигаться инструмент относительно заготовки.

Каждая команда G-кода состоит из:

G-кода: указывает тип движения или действия (например, G01 для линейного перемещения).
Параметров: задают координаты, скорость подачи, глубину резания и другие параметры.

Пример G-кода:

G01 X50 Y30 Z-5 F100

G01: линейное перемещение.
X50 Y30 Z-5: координаты конечной точки.
F100: скорость подачи (100 мм/мин ).

Структура программы ЧПУ

Общая структура программы

Программа для станков с ЧПУ состоит из набора строк, каждая из которых называется кадром. Программа делится на три основные части:

1. Стартовые команды

Устанавливают начальные параметры:
- Система координат.
- Режимы резания.

2. Основная часть

Содержит последовательность операций обработки:
- Перемещение инструмента.
- Выполнение фрезерования, сверления и других операций.

3. Финальные команды

Завершают программу:
- Остановка шпинделя.
- Возврат инструмента в исходное положение.
- Команда завершения программы.

Пример простой программы

N10 G21; Установить единицы измерения (мм)

N20 G17; Выбрать рабочую плоскость XY

N30 G90; Абсолютный режим координат

N40 G00 X0 Y0 Z5; Переместить инструмент в начальную позицию

N50 G01 Z-10 F50; Линейное движение вниз с подачей 50 мм/мин

N60 G01 X50 Y50 F100; Линейное движение к точке X50 Y50

N70 G00 Z5; Возврат инструмента вверх

N80 M30; Конец программы

Основные G-коды

Коды перемещения инструмента

G00 — Быстрое перемещение

Используется для перемещения инструмента без обработки.

  G00 X100 Y50

G01 — Линейное перемещение с резанием

Применяется для обработки поверхностей, резки или сверления.

G01 X100 Y50 F200

F200: скорость подачи (200 мм/мин ).

G02/G03 — Круговая интерполяция

G02: движение по часовой стрелке.
G03: движение против часовой стрелки.

G02 X100 Y50 I20 J30

Параметры координат

X, Y, Z : конечные координаты движения.
I, J, K : параметры смещения центра окружности для круговой интерполяции.
F : скорость подачи.

Управление системой координат

G90 — Абсолютные координаты

Все команды рассчитываются от фиксированной начальной точки.

G90 G01 X50 Y50

G91 — Относительные координаты

Позиция инструмента рассчитывается относительно текущего положения.

G91 G01 X10 Y10

Инструмент переместится на 10 мм по осям X и Y от текущей позиции.

G54-G59 — Системы координат

Используются для задания нескольких нулевых точек на разных заготовках.

G54 G00 X0 Y0

Установка рабочей системы координат G54.

Вспомогательные команды (M-коды)

M-коды управляют станком и его периферийными устройствами. Они дополняют G-коды, обеспечивая контроль над работой шпинделя, инструментами и другими функциями.

Основные M-коды

M03 — Включение шпинделя по часовой стрелке.
- Пример:
```
M03 S1000
```
  - Шпиндель включается с частотой 1000 об/мин.
M04 — Включение шпинделя против часовой стрелки.
- Пример:
```
M04 S800
```
  - Шпиндель включается с частотой 800 об/мин в обратном направлении.
M05 — Остановка шпинделя.
- Пример:
```
M05
```
M06 — Смена инструмента.
- Пример:
```
M06 T2
```
  - Установка второго инструмента (T2).
M30 — Завершение программы.
- Пример:
```
M30
```
  - Программа завершается, и станок переходит в исходное состояние.

Пример использования M-кодов в программе

N10 G21; Установить единицы измерения (мм)

N20 G90; Абсолютный режим координат

N30 M06 T1; Установка первого инструмента

N40 M03 S1000; Включение шпинделя с оборотами 1000 об/мин

N50 G00 X0 Y0 Z5; Перемещение в начальную позицию

N60 G01 Z-10 F100; Линейное движение вниз с подачей 100 мм/мин

N70 G00 Z5; Возврат инструмента вверх

N80 M05; Остановка шпинделя

N90 M30; Завершение программы

Режимы перемещения и обработки

G17/G18/G19 — Выбор рабочей плоскости

Определяют плоскость, в которой будет происходить движение инструмента.
- G17: Плоскость XY (наиболее часто используемая).
- G18: Плоскость XZ.
- G19: Плоскость YZ.

G20/G21 — Единицы измерения

Устанавливают систему единиц измерения для программы.
- G20: Дюймы (inches).
- G21: Миллиметры (millimeters).

G40/G41/G42 — Коррекция инструмента

Учитывают радиус режущего инструмента для точной обработки контуров.
- G40: Отмена коррекции.
- G41: Коррекция слева от траектории (инструмент смещается влево относительно направления движения).
- G42: Коррекция справа (инструмент смещается вправо относительно направления движения).

Пример использования режимов:

N10 G21; Установить единицы измерения (мм)

N20 G17; Выбрать рабочую плоскость XY

N30 G41 D1; Включить коррекцию слева (D1 — номер инструмента)

N40 G01 X50 Y50 F100; Линейное перемещение с коррекцией

N50 G40; Отменить коррекцию инструмента

Советы по программированию

Проверяйте синтаксис программы

Используйте симуляторы для проверки траектории инструмента перед запуском станка.
- Пример: CNCSimulator, Fusion 360 или Virtual CNC.

Следите за безопасностью

Убедитесь, что быстрое перемещение (G00) не приведет к столкновению инструмента с заготовкой.
Проверяйте начальные и конечные позиции инструмента.

Оптимизируйте программы

Убирайте лишние перемещения для экономии времени обработки.
Выбирайте оптимальные режимы резания (скорость, подача, глубина).

Используйте комментарии

Добавляйте пояснения к командам для упрощения чтения программы.
- Пример:
```
G01 X50 Y50 F100; Перемещение к точке X50 Y50
```

Заключение

Программирование станков с ЧПУ — это основа автоматизированного производства. Знание G- и M-кодов, понимание структуры программ и опыт работы с управляющими системами позволяют эффективно и безопасно использовать возможности ЧПУ-оборудования.

Освоив базовые принципы программирования, вы сможете создавать сложные и точные детали, минимизировать ошибки и оптимизировать производственные процессы.

P.S. Практика и внимательность — ключевые факторы успеха в программировании станков с ЧПУ!