Программирование станков с ЧПУ при помощи G-кода

G-Code — это основной язык программирования ЧПУ, а также руководство по программированию ЧПУ G-кода. Это оттачивает ваши навыки, и вы станете отличным программистом G-кода для ЧПУ, охватывая темы от базового программирования с ЧПУ до самых сложных тем, таких как программирование на макросах B. Вы получите отличные примеры, советы, видео, бесплатное программное обеспечение и многое другое.

Что такое программирование ЧПУ?

Программирование станков — это искусство программирования станков с ЧПУ (Числовым программным управлением) для изготовления деталей. Программа ЧПУ — это текстовый файл, содержащий G-код.

Что такое G-код?

G-Code — это язык, используемый для управления станками с ЧПУ. Это один тип программирования ЧПУ, который используют программисты ЧПУ, другой тип — программирование через САМ. Программы CAM будут генерировать g-код из чертежа CAD, но конечный результат все еще остается g-кодом.

Контроллер ЧПУ вашей машины, вероятно, выполняет g-код, хотя есть и другие возможности — Heidenhain, Mazak , Shopbot и другие имеют собственные форматы. Некоторые машины с проприетарными форматами также могут запускать g-код. Это Lingua Franca (рабочий язык) ЧПУ. Чтобы изготовить деталь на станке с ЧПУ, вы должны рассказать, как изготовить деталь, используя программу G-Code.

Какие существуют способы программирования ЧПУ

Станки с ЧПУ программируются с использованием одного из трех методов:

1. ПО для CAM (компьютерная программа для автоматизации прозводства)

2. Диалоговое программирование

3. Программирование через G-код

Часто выгодно использовать несколько методов вместе. Например, вы можете создать исходную программу ЧПУ с помощью программного обеспечения CAM, а затем отредактировать G-код из программного обеспечения CAM с помощью программирования G-кода, чтобы ускорить изготовление программы.

Почему стоит изучать програмирование ЧПУ?

Каждый оператор станка с ЧПУ должен знать g-код. Если вы заинтересованы в ЧПУ и механической обработке, вы тоже должны. Недавно мы провели опрос, чтобы оценить навыки читателей в g-коде . Вы не должны удивляться, узнав, что многие достаточно хорошо владеют G-Code.

Мы были поражены тем, как много читателей могут писать программы g-кода с нуля. На самом деле подавляющее большинство читает, пишет или настраивает программы на регулярной основе. Если вы еще не можете этого сделать, вам нужно узнать, хотите ли вы, чтобы ваши навыки были наравне с другими.

Программирование с ЧПУ может быть ценным навыком. По словам Glass Door, программисты ЧПУ получают среднюю зарплату в размере 54000 долларов в год . Сравните это с операторами станков с ЧПУ, которые получают 42 000 долларов в год, и с машинистами с ЧПУ, которые получают 42 000 долларов в год.

Будучи опытным программистом ЧПУ, вы можете значительно увеличить свой доход, основываясь на этих цифрах.

Изучение разговорного программирования — это начало. Выбор Conversational CNC вместе с некоторыми работами по MDI скоро сделает вас столь же продуктивным, если не более производительным, чем ручной машинист на ручном станке.

Добиться успеха с CAM программами еще важнее. Вы сможете создавать детали, которые просто невозможно сделать вручную, или это займет слишком много времени, чтобы стоить делать.

Но быть способным программистом g-кода, способным справляться с макросами, и такова последняя ступенька на лестнице. Для большинства пользователей CAM это может быть сюрпризом, но есть много вещей, которые программист может сделать, которые просто невозможны с CAM. В целом, G-Code программирование идеально подходит для таких задач:

Простые части могут быть проще с g-кодом, чем CAM. Вы хотите прямоугольную крышку с 4 отверстиями. Если вы хорошо разбираетесь в g-коде, то вы сделали, прежде чем сможете создать модель CAD, запустите ее через CAM, загрузите gcode на компьютер и запустите его. С Conversational CNC вам даже не нужно хорошо разбираться в g-коде. Для всех тех случаев, когда вы думали, что ручная обработка была быстрее, g-code или Conversational CNC сделают станок с ЧПУ еще лучшим выбором.

Получение второго мнения по вашему CAM-коду. Даже в дорогом программном обеспечении CAM могут быть ошибки. Или, если они не говорят строго об ошибках в CAM, они могут быть проблемами с постпроцессором. Имея немного знаний о GCode и помощи симулятора G сode , вы можете получить второе мнение о CC-сгенерированном GCode и исправить мелкие ошибки, прежде чем обнаруживать их на компьютере.

Специализированные или последующие задачи, дополняющие CAM. Какими бы они ни были, CAM-программы не делают всего. Есть много специализированных задач, которые трудно или невозможно сделать с помощью CAM. Кроме того, существуют последующие задачи — вещи, которые возникают, когда задание фактически находится на компьютере, которые не рассматривались CAM или Post. Иногда эти задачи передаются в GCode, потому что программное обеспечение CAM их не выполняет. Иногда это происходит из-за того, что САМ стремится к обобщенному общему знаменателю, а в цехе появляется нечто особенное — например, необходимо использовать немного другой режущий инструмент, пока мы ждем очередную поставку обычных инструментов. Простые изменения скорости и скорости в gcode будут справляться с этим гораздо быстрее, чем повторный запуск CAM, при условии, что мы способны сделать такие простые изменения.

Какой лучший способ выучить G-код?

Лучший способ выучить G-Code — это медленно и уверенно. Найдите себе полный курс, подобный этому, начните выбивать уроки, выполняйте упражнения и продолжайте их выполнять. Работайте в своем собственном темпе и не переходите к следующему уроку, пока вы не выполнили упражнения и не поняли материал.

Работать с упражнениями намного проще, если у вас есть программное обеспечение, которое поможет вам играть с g-кодом. Именно в этом и заключается наше программное обеспечение G-Code Editor. Он имитирует G-код, а также расшифровывает его для вас. Вы можете попробовать разные g-коды и визуально увидеть, что они делают. Эксперименты — один из лучших способов получить хорошее представление о g-коде. В конце каждого раздела есть Викторина, чтобы проверить свои навыки. Пройдите тест и воспользуйтесь ссылками на вопросы, чтобы вернуться и просмотреть все, что вы пропустили, чтобы быть в курсе, прежде чем переходить к следующему разделу.

Мы рекомендуем вам подписаться на бесплатную 30-дневную пробную версию — этого достаточно, чтобы пройти все уроки бесплатно. Вы найдете G-Wizard Editor, который не только облегчает работу с g-кодом и пробует выполнять упражнения в курсе, но и имеет много функций, предназначенных для облегчения понимания g-кода. Например, он предлагает «Подсказки», где он берет каждую строку g-кода и объясняет простым языком, что делает этот код. Больше нигде нет ничего подобного. Для получения дополнительной информации посетите домашнюю страницу GW Editor.

Второе, что вы должны сделать, кроме того, чтобы следовать курсу и использовать симулятор, такой как G-Wizard Editor, — это начать читать некоторые статьи о ЧПУ. Получение случайных входных данных по различным темам — еще один способ помочь потоку соков. Вы увидите вещи, которые вызывают вопросы и заставят задуматься об основных понятиях по-новому. Это помогает всем идеям лучше соединиться. Чтобы получить хороший источник такого вдохновения, вы вряд ли могли бы сделать лучше, чем подписаться на наш собственный блог CNCCookbook. На сегодняшний день мы являемся крупнейшим блогом с ЧПУ в Интернете по количеству читателей. Мы публикуем статьи для всех уровней знаний. Регистрация очень проста — вы автоматически добавитесь в список, если запустите 30-дневную пробную версию G-Wizard Editor.

Стандарты и диалекты G-кода

Существует много стандартов и диалектов G-Code. Хотя многое из этого остается неизменным от контроллера к контроллеру (за исключением альтернатив G-Code от таких вещей, как Mazatrol, язык разговорного ЧПУ Heidenhain и другие), существуют важные детали и значения по умолчанию, которые необходимо знать, чтобы понимать конкретный диалект G-кода ваш контроллер должен быть счастливым.

С точки зрения огромного количества пользователей, диалекты G-кода Fanuc, вероятно, наиболее распространены среди профессионалов, а Mach3 — среди любителей. Это не означает, что они лучше, чем другие диалекты G-Code, просто они более распространены, и поэтому, если вы собираетесь общаться с другими машинистами или переходить с работы на работу и с машины на машину, это может быть полезно, если вы знакомы с этими диалектами и как они отличаются, если ваша машина не использует один из этих двух контроллеров.

Для получения более подробной информации об относительной популярности различных диалектов, посмотрите наш опрос контроллеров ЧПУ. G-Code имеет очень долгую историю. Первые попытки его стандартизации возникли из стандарта RS-274 Ассоциации электронной промышленности, который превратился в стандарт RS-274NGC NIST. Первоначальная работа над стандартами ОВОС была начата в 1960-х годах, но первый стандарт не был выпущен до 1980 года. Несмотря на то, что в настоящее время существуют стандарты (тоже есть стандарт ISO, который почти такой же, как RS-274), неясно, сколько Контроллеры там основаны исключительно на стандартах. Действительно, многие элементы управления будут утверждать, что они являются стандартными или иными, но если вы внимательно посмотрите на детали, они довольно нестандартны.

Чем отличаются диалекты?

Диалекты G-Code отличаются по-разному. Большинство производителей добавили свои маленькие колокольчики, чтобы улучшить свой диалект по причинам конкуренции и маркетинга. Например, Haas имеет ряд специальных g-кодов для фрезерования карманов, а также некоторые специальные параметры и возможности для некоторых стандартных G-кодов. Полезно понимать особые возможности вашей машины, потому что они, вероятно, использовались для экономии времени на основе отзывов, полученных производителем от своих клиентов.

В целом, мы видим следующие категории различий между диалектами G-Code:

— Какие G-коды поддерживаются. Не все контроллеры поддерживают все G-коды. Например, многие ранние токарные станки не поддерживают G71 и подобные циклы черновой обработки.

— Отображения G-кода. Иногда одна и та же функция будет поддерживаться разными номерами g-кода на разных элементах управления.

— Параметры и макропрограммирование. Параметрическое программирование с помощью макросов появилось после того, как были установлены основные стандарты. Fanuc Macro B, пожалуй, самый распространенный стандарт для него. Многие элементы управления очень ограничены в своих возможностях, связанных с программированием макросов, и существует множество различий в деталях, касающихся того, как именно работают макросы.

— Параметры. Многие G-коды нуждаются в дополнительной информации, чтобы выполнять свою работу, поэтому они используют другие слова (буквы) для сбора этой информации. Какие именно слова собирают, какая информация может варьироваться от одного элемента управления к другому.

— Форматирование. Некоторые элементы управления позволяют G0 или G00. Некоторые настаивают на G00. Некоторые допускают числа без десятичной дроби, другие настаивают на десятичной или даже на конце нуля. «1», «1.» и «1.0» — все варианты, которые могут быть приняты, отклонены или необходимы при указании числа 1.

Мы поговорим более коротко о том, что все это значит, но пока знайте, что эти различия существуют. Для простых программ и использования MDI , очевидно, многое из этого не имеет значения. Но для написания сложного рукописного G-кода или попытки понять, почему G-код, который выдает ваша CAM-программа, не совсем верен, вам нужно знать о проблемах диалекта.

Очень важно

В целях данного руководства, если мы специально не скажем что-то другое, мы будем предполагать, что вы используете контроллер Fanuc. Если вы будете следовать нашим упражнениям с редактором G-Wizard, вам следует запустить профиль машины для контроллера Fanuc, предпочтительно, загрузив наш постоянный профиль. Когда вы перейдете в программу для своей машины, вам понадобится профиль, правильно настроенный для вашей машины!

h4]Как диалекты влияют на программирование ЧПУ?[/h4]

Очевидно, что вам нужно знать, какой диалект вам нужен, чтобы программа ЧПУ работала на вашем станке с ЧПУ, но как эти диалекты влияют на программирование ЧПУ?

ПО CAM использует так называемый постпроцессор для работы с диалектами g-кода. Роль постпроцессора заключается в переводе идеализированного языка, который обычно является внутренним для программного обеспечения CAM, на определенный диалект G-кода.

Система координат ЧПУ для G-кода и станков

Самое первое, что нужно понять, это система координат ЧПУ. Каждая машина имеет свою особую ориентацию оси, и вам нужно знать, как ориентированы оси вашей машины. Вот несколько распространенных типов:

— Оси фрез для типичного вертикального обрабатывающего центра. Примечание: стрелки показывают движение стола в положительном направлении g-кода. Рукоделие — это движение шпинделя и обратное!

— Оси токарного станка для типичного 2-осевого токарного станка

Цилиндры на каждом чертеже представляют шпиндель станка. Обязательно посмотрите, как точно расположены оси на вашей машине. Например, горизонтальные фрезы значительно развернуты из рисунка, который я показал. Токарные станки могут быть намного сложнее, чем простая двухосная версия, которую я показал.

4-осевой, 5-осевой и многое другое

Гораздо более сложные конфигурации возможны, когда у вас больше осей. Например, вот 5-осевая установка:

— 5-осевая мельница со столом Trunion. Обратите внимание, что мы добавили две оси вращения к базовой диаграмме фрезерования, чтобы получить ось A и ось B. В общем, A, B и C являются осями вращения, которые вращаются вокруг осей, образованных X, Y и Z соответственно.

Выражение координат в G-коде

Теперь, когда мы знаем, что такое системы координат, как мы выражаем координаты в G-коде? Это довольно просто: просто возьмите букву оси и добавьте значение. Пробелы между буквой и ее значением необязательны. Например, позиция, которая составляет 1 дюйм от 0 вдоль X, 2 дюйма вдоль Y и 3 дюйма вдоль Z, записывается как: «X1Y2Z3»

Вы привыкли быстро читать их все вместе, но вы можете отформатировать их с пробелами, чтобы сделать их более читабельными: «X1 Y2 Z3» или же «X 1 Y 2 Z 3». Опять же, вы привыкли хранить буквы с цифрами, поэтому я бы не стал добавлять больше пробелов, чем просто между осями: «X1 Y2 Z3». Это на самом деле легче всего читать, когда вы привыкнете к нему.

А как насчет единиц?

В примере, который я только что привел, используются дюймы, но на самом деле контроллер может быть настроен на использование метрики или империала. Вы должны знать, по какой системе по умолчанию подходит система, и при необходимости менять единицы измерения. Старайтесь не менять единицы измерения в середине программы, делайте это в самом начале и оставайтесь с теми же единицами. В противном случае это слишком запутанно. G-коды для изменения единиц влияют только на то, как машина интерпретирует числа. Они не меняют вашу программу. Мы поговорим больше о смене юнитов в следующей статье, но пока, просто будьте в курсе.

Для осей вращения (которые вы будете использовать только на 4- или 5-осевом станке) мы не используем размеры для единиц измерения, мы используем углы, как правило, в градусах. Поворот 4-ой оси в положение 90 градусов можно выполнить, например, как A90.

Инкрементные и абсолютные координаты

Иногда очень удобно ссылаться на Инкрементные или Относительные вместо Абсолютных координат. Давайте предположим, что подсказка на моей мельнице находится в X0 Y0 Z0, и я хочу переместить ее в X1 Y2 Z3 (я опустил запятые, которые не используются в G-Code, потому что я просто пытаюсь привыкнуть к переключитесь с того, как вы узнали координаты в школе, например (0, 0, 0), на то, как это делается в G-коде X0 Y0 Z0). Я могу сделать движение абсолютным или постепенным, и это не имеет значения. «X1 Y2 Z3» делает свое дело, так как в любом случае мы начали с X0 Y0 Z0.

Но предположим, что ваш резак расположен в некоторой точке, и вам нужно вырезать квадрат 1 ″ с углом, выровненным по этой точке. Возможно, вы использовали свой кромкооблицовочный станок, чтобы точно расположить резак на какой-либо детали детали. Это легко сделать с помощью относительных ходов: X1 Y1 Х-1 Y-1. По сути, переместите 1 ″ вправо, 1 ″ вверх по Y, 1 ″ влево, а затем 1 ″ вниз по Y. Теперь у нас есть квадрат 1 ″, нижний левый угол которого является начальной точкой.

Есть много случаев, когда относительные движения удобны, поэтому возможность переключаться назад и вперед очень важна. Мы покажем вам, как сделать это переключение, когда будем говорить о том, как двигаться с помощью G-Code, но сейчас просто учтите, что существуют как Инкрементные, так и Абсолютные Координаты.

Иногда мы ссылаемся на относительные координаты со специальными буквами оси. Например, IJK может быть относительным XYZ при определении центров дуги. На некоторых контроллерах UVW может использоваться вместе с XYZ для ссылки на относительные координаты без необходимости переключаться между относительным и абсолютным режимами. Другими словами, XYZ используется всегда как абсолютный, а UVW всегда относительный.

Пока достаточно знать, что существуют инкрементные координаты. Чуть позже у нас есть целая глава, посвященная инкрементальным и абсолютным координатам.

Смещения

Последняя концепция системы координат, которую я хочу охватить, — это смещение. Смещения — еще один причудливый способ думать об относительных движениях. Предположим, вы хотите обработать 2 одинаковые детали. Каждый держится в тисках на вашем столе одновременно. Как сделать одну программу, которая может выполнять обе части, не меняя программу для позиции каждой части?

Ответ в том, что мы используем Work Offset. Более подробно об этом позже, но пока представьте, что рабочие смещения позволяют нам позиционировать начало координат X0 Y0 Z0 более чем в одном месте. Мы можем поставить один на первый, а другой на второй. Теперь, просто изменив рабочее смещение, одна и та же программа может работать для создания детали в любом тиске.

В ЧПУ существует множество различных видов смещений, и опытный оператор / машинист ЧПУ считает, что смещения являются чрезвычайно удобным способом изменить поведение программы G-Code без необходимости изменения этой программы. У большинства контроллеров ЧПУ есть экран смещений, где вы это делаете. Я упоминаю об этом, потому что всякий раз, когда у вас есть возможность узнать о смещениях, найдите время, чтобы сделать это. Это цифровые электроинструменты для станков с ЧПУ, и они очень удобны. Мы рассмотрим их более подробно позже.

Плоскости

Удобно обращаться к самолетам различного назначения. Плоскость — это плоское двумерное пространство, определяемое двумя осями. Например, плоскостью по умолчанию на большинстве фрез является XY. Если вы рисуете дугу без указания изменения плоскости, она будет нарисована на плоскости XY. Существует плоскость для каждой комбинации линейных осей XYZ: XY YZ XZ

Заключение

Теперь у вас есть основы

  • Вы знаете, как визуализировать системы координат относительно вашей машины, используя правило для левой руки.
  • Вы знаете, как выразить координаты в G-коде.
  • Вы знаете, какие единицы используются для измерения координат.
  • Вы знаете, что возможны как относительные, так и абсолютные координаты.
  • Вы знаете, что смещения позволяют вам перемещать систему координат для различных удобных целей.

Упражнения

1. Извлеките руководство для своего станка и найдите схему, на которой показано, как работает его система координат. Не забудьте оставить руководство под рукой, будь то бумага или онлайн. Мы будем обращаться к нему несколько раз, когда будем проходить различные упражнения.

2. Откройте G-Wizard G-Code Editor . По умолчанию вы находитесь в режиме мельницы. Есть виды для перспективы, сверху, спереди и справа. Загрузите образец файла гравировки со страницы загрузки . Вам нужен файл с именем HomeSwitchRearPanelEngrave. Запустите GWE и откройте файл, чтобы загрузить загруженный файл. Посмотрите на это в каждом представлении:

  • Вид сверху на плоскость XY
  • Вид спереди с самолета XZ
  • Справа вид с самолета YZ
Back to Top