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G 代码快速入门

Autodesk

CAM 编程

尽管自动化和新技术似乎正在取代编程任务,但编程仍然是从事各类 CNC 加工,任务所需掌握的一项基本技能。每位机械师仍需了解其程序和刀具的运行原理。无论您是刚刚接触 CNC 编程及其最常用的语言 - G 代码,还是已兢兢业业编写代码长达数年,都有可能感觉 CNC 代码就像一门外语那样晦涩难懂。更糟糕的是,每台机床都使用不同的语言,而您还必须掌握它们。您是否了解这些机床的语言?以下是高效理解和编写程序以生产出高质量产品所需掌握的 G 代码基础知识

CNC machinist using g code to instruct a machine

什么是 G 代码?

G 代码是指示机床移到何处以及如何移动的 CNC 编程语言。大多数机床使用不同语言的 G 代码,因此代码因类型、品牌和型号而异。每台机床均附带有一份指令手册,其中包含特定机床的具体函数代码。

G 代码表示“几何码”,以下是字母数字模式的几种变化形式:

N## G## X## Y## Z## F## S## T## M##

N:行号
G:运动
X:水平位置
Y:垂直位置
Z:深度
F:进给速率
S:主轴速度
T:刀具选择
M:其他函数
I 和 J:圆弧的增量中心
R:圆弧的半径

G 代码使用字母数字代码进行编程,因为它们可以轻松:

  1. 定义运动和函数 (G##)
  2. 声明位置 (X## Y## Z##)
  3. 设置值(F## 和/或 S##)
  4. 选择项 (T##)
  5. 打开/关闭功能 (M##),如冷却液、主轴、分度运动、轴锁定等

例如,

G01 X1 Y1 F20 T01 M03 S500

通常表示按进给速率 20 朝给定的 XY 位置线性进给移动 (G01)。该代码使用刀具 1,主轴速度为 500。其他函数将因机床而异,因此,要了解 m 代码的含义,必须参考机床的指令手册。

机床运动

机床的所有功能基于三种基本类型的运动:

  1. 快速移动:以最快速度朝 XYZ 位置线性移动
  2. 进给移动:按定义的进给速率朝 XYZ 位置线性移动
  3. 圆弧移动:按定义的进给速率进行圆弧移动

每个 G 代码指示机床执行这些基本运行的哪种变化形式以及如何执行。

X 和 Y 是水平和垂直位置的笛卡尔坐标,Z 表示机床的深度。这些字母数字将按照运动/函数命令 (G) 声明机床的位置。

接下来,F 确定进给速率(对于进给移动或圆弧移动),而 S 确定主轴速度。T 用于选择刀具。编程中使用的其他字母数字还可能包括 I、J 和 R,它们与圆弧中心和半径有关。

其他代码

程序行可能还包括 m 代码,这些代码通常用于指示机床如何执行操作。虽然无法保证所有机床上的 m 代码相同,但一些常用的标准 m 代码如下:

  • M00:程序停止
  • M01:可选的程序停止
  • M02:程序结束
  • M03:主轴顺时针方向
  • M04:主轴逆时针方向
  • M05:主轴停止
  • M06:换刀
  • M08:打开以液体方式喷冷却液
  • M09:关闭以液体方式喷冷却液
  • M30:程序结束/返回起点
  • M41:主轴低档
  • M42:主轴高档

模态

就像灯在熄灭前会一直亮着那样,(在支持模态的控制器上)G 代码函数将一直保持激活状态,直到被其他代码停用。换而言之,在任何给定时间只能激活一个函数。要停用某个函数,仅需选择一个新函数即可。

Example of g code

例如,假设有一个代码从 X1 Y1 处开始线性快速移动 (G00 X1 Y1)。如果下一个函数也是线性快速移动,则无需再次编写 G00。由于模态条件 相同,因此下一行代码中仅需提供新位置(如 X2 Y2)即可。随后,要将该函数更改为线性进给 (G01),则在下一行编程 G01 即可停用线性快速移动并激活线性进给。

设定好条件后,该函数将保持激活状态,直到被关闭或被另一个条件覆盖为止。

固定循环

固定循环是一种将完成常见任务所需的所有运动整合至一个代码的模态条件。

Lathe programmed with g code to drill

例如,G81 通常是基本钻孔函数的代码。对于基本钻孔,刀具将执行以下操作:1) 移动到孔位置的起点 2) 快速移动到安全平面 3) 进给到深度 4) 快速退刀。程序中会有 4 行代码,必须对每个新的钻孔位置重复!对于固定循环 G81,仅需在激活后指定孔位置。诸如 G81 等固定循环通过将多种运动纳入一个代码,显著减少了代码量。

Example of g code

对于啄钻、深镗孔和攻螺纹,存在一些其他常见的固定循环。

模态代码组

模态代码组允许一行中存在多个代码,但每个组在一行中只能有一个代码。这是因为一个组中的代码会彼此覆盖。

G 代码模态组包括:

  • 组 1(运动):G00、G01、G02、G03、G80、G81、G82、G84、G85、G86、G87、G88、G89
  • 组 2(平面选择 – XY、YZ、ZX):G17、G18、G19
  • 组 3(绝对/增量模式):G90、G91
  • 组 5(进给速率模式):G93、G94
  • 组 6(单位 – 英寸/毫米):G20、G21
  • 组 7(刀具半径补偿 – CRC):G40、G41、G42
  • 组 8(刀具长度偏移 – TLO):G43、G49
  • 组 10(固定循环中的返回模式):G98、G99
  • 组 12(工件坐标系选择 – WCSS):G54、G55、G56、G57、G58、G59

Example of g code

后处理器

后处理器 后处理器是用于将计算机屏幕上的刀具路径计算图像转换为机床控制语言的转换器。通过搜索与机床精确匹配的样例程序,然后将程序修改为完全契合机床,即可创建后处理器。执行此操作之前,您需要了解:
  • 机床制造商名称和型号、控制器名称和型号
  • 机床类型、轴数和轴名称
  • 机床 G 代码和 M 代码列表
后处理器通常是用于对零件编程的单个 CAM 系统的函数。并非所有后处理器都适用于所有 CAM 系统或铣床。

G 代码快速入门

是否已准备好开始使用 G 代码对机床编程?首先,请查看机床独有的编码表。请记住,每台机床会略有不同。某个函数的 Haas 代码 与该函数的 Anilam 代码可能就不同。您必须知道特定机床执行所需任务时应使用哪些代码。

程序通常从初始化代码 (%) 开始,后跟程序编号。然后,会有一行安全代码。接下来是一行换刀代码。此代码将相应的刀具放入机床中并设置要使用的速度。然后,程序的绝大部分将是机床运动和定位。

如果采用行编号,最好至少以 5 为增量对每行编号。这样,如果稍后需要添加代码行,这些行仍可具有按顺序的编号标签。

完成 G 代码编程后,程序通常即告结束,其中包含一系列用于停止和重置机床的函数,可供下次使用。

G 代码重要提示

  • 某些机床和控制器会忽略空格。G01 X1 Y1 Z1 可能与 G01 X1Y1Z1 含义相同
  • Z 轴向上方向为正。Z1 将使刀具向上,而 Z-1 将使刀具向下
  • 机床的 G 代码语言将指定是否需要前导零(例如,使用 G01,而不用 G1)
  • 该语言还将确定是否总是需要小数点(例如,G01 X1. Y1. Z0.5)
  • 在尝试运行大程序之前,建议先运行机床手册中附带的样例程序。这些样例程序通常不会自动运行,您需要注意这些问题并自行设置基准

若使用得当,G 代码将是 CNC 机械师的一款宝贵工具,有助于他们充分利用机床的功能。And 集成式 CAM 解决方案持续简化 CNC 编码过程,使您无需使用 G 代码手动对零件编程。生产高质量零件的速度比以往任何时候都更快捷。

G 代码不应成为您的“陌生领域”。随着自动编码和其他制造业发展逐具规模,理解 CNC 语言将打破曾一度让您望而却步的制造界限,帮助您打造一流的产品。

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