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.
G00 – ускоренное перемещение. Код G00 используется для выполнения ускоренного перемещения. Ускоренное перемещение, или позиционирование, необходимо для быстрого перемещения режущего инструмента к позиции обработки или к безопасной позиции. Ускоренное перемещение никогда не используется для выполнения обработки, так как скорость движения исполнительного органа станка очень высока и непостоянна. Код G00 отменяется при программировании следующих кодов: G01, G02, G03.
Рис. 16.1. Пример ускоренного перемещения. G00 X80 Z10 – позиционирование в точку с координатами (80; 10). Более подробную информацию вы найдете в главе 6
G01 – линейная интерполяция. Код G01 – команда линейной интерполяции, обеспечивающая перемещение инструмента по прямой линии с заданной скоростью. Скорость перемещения указывается F-адресом. Код G01 отменяется с помощью кодов G00, G02HG03.
Рис. 16.2. Пример линейной интерполяции. G01 Х35 Y45 F200 – перемещение по прямой в точку с координатами (35; 45) со скоростью подачи 200 мм/мин. Более подробную информацию вы найдете в главе 6
G02 – круговая интерполяция (дуга в направлении часовой стрелки). Код G02 предназначен для выполнения круговой интерполяции, то есть для перемещения инструмента по дуге (окружности) в направлении часовой стрелки с заданной скоростью. Скорость перемещения указывается F-адресом. Код G02 отменяется с помощью кодов G00, G01 и G03.
G03 – круговая интерполяция (дуга против часовой стрелки). Код G03 предназначен для выполнения круговой интерполяции, то есть для перемещения инструмента по дуге (окружности) против часовой стрелки с заданной скоростью. Скорость перемещения указывается F-адресом. Код G03 отменяется с помощью кодов G00, G01 и G02.
Рис. 16.3. Круговая интерполяция в разных плоскостях
G04 – выдержка. Код G04 – команда на выполнение выдержки (паузы) с заданным временем. Этот немодальный код программируется вместе с X- или Р-адресом, который указывает длительность времени выдержки. Обычно это время составляет от 0.001 до 99999.999 секунды. Код G04, X- или Р-адрес программируются вместе в одном кадре, который не содержит никаких перемещений.
Если для определения времени выдержки используется Р, то нельзя программировать десятичную точку. Адрес Р определяет время выдержки в миллисекундах, а X – в секундах. Если команда G04 программируется без временного фактора, то она воспринимается системой ЧПУ как немодальная команда для точного останова.
Пример:
G04 Х1.5 – выдержка 1.5 секунды;
G04 Р2000 – выдержка 2 секунды.
G09 – точный останов. Из-за автоматического ускорения и замедления осевых перемещений исполнительных органов станка с ЧПУ не происходит точная обработка кромок углов при переходе от одного движения резания к другому. Эта неточность обработки выражается в закруглении или притуплении углов.
Предположим, вы обрабатываете прямоугольный контур и стремитесь получить острую кромку в углу (рис. 16.4). Если вы работаете в обычном режиме, то возможно, что при переходе от движения по оси Y к движению по оси X произойдет небольшое скругление этой самой кромки (рис. 16.5). Особенно сильно данный эффект проявляется при работе с высокими скоростями подач и на больших обрабатывающих центрах.
Рис. 16.4. Необходимо получить острую кромку в правом верхнем углу контура
Рис. 16.5. Скругление кромки
Немодальный код G09 предназначен для согласования фактической траектории инструмента с запрограммированной траекторией. То есть при переходе от одного движения к другому СЧПУ обеспечит законченное и точное перемещение в указанную координату.
Код G09 обычно указывается вместе с координатой, в которой необходимо выполнить точный останов. Управляющая программа, гарантирующая получение острой кромки правого верхнего угла прямоугольного контура, будет выглядеть следующим образом:
% O0005 N100 G21 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N104 T1 M6 N106 G0 G90 G54 X30. Y-22.5 S1000 M3 N108 G43 H1 Z100. N110 Z10. N112 G1 Z-2. F100. N114 Y-12.5 N116 G09 Y17.5 N118 X-25. N120 X-35. N122 Z8. N124 G0 Z100. N126 M5 N132 M30 %
Когда инструмент приходит в координату Y17.5, то СЧПУ выполняет точный останов. Время выдержки в этой координате определяется значением специального параметра системы.
Чуть позже вы познакомитесь с кодом G61, который работает аналогично G09, но является модальным.
G10 – включение режима ввода данных в СЧПУ. Команда G10 позволяет устанавливать или смещать рабочую систему координат и вводить определенные значения в регистры коррекции инструмента памяти СЧПУ при помощи управляющей программы или специальной (отдельной) программы.
Если вы хотите ввести какие-либо значения в регистры коррекции при помощи УП, то они должны находиться в начале программы. Этим вы обеспечиваете согласованность значений в регистрах коррекции и самой программы обработки.
Обычно для ввода значений в регистры коррекции применяется следующий формат:
G10 L11 P_R_;
где G10 – включение режима ввода данных; L11 – настройка регистра коррекции инструмента; Р – выбор регистра коррекции, который необходимо изменить; R – вводимое значение коррекции.
Если команда G10 используется одновременно с кодом G90, то значения в регистрах коррекции переписываются (заменяются новыми значениями). Когда G10 работает вместе с кодом G91, то значения в корректорах складываются (или вычитаются) с числовым значением при R. К примеру, кадр G10 G90 Lll P12 RIOO.05 заменяет существующее значение в регистре коррекции № 12 на новое значение 100.05.
Для того чтобы установить или сместить рабочую систему координат, используется следующий формат:
G10 L2 P_X_Y_Z_;
где G10 – включение режима ввода данных; L2 – определение стандартной рабочей системы координат; Р – выбор рабочей системы координат; X, Y, Z – значения, определяющие новое положение рабочей системы координат.
Подготовительная функция G10 является модальной и остается активной до тех пор, пока не будет отменена кодом G11. Перед использованием G10 внимательно ознакомьтесь с документацией к станку, так как формат кадра с G10 может быть различным.
G11 – выключение режима ввода данных в СЧПУ. При помощи команды G11 отменяется команда G10 для включения режима ввода данных в СЧПУ.
G15 – выключение режима полярных координат. При помощи команды G15 вы отменяете режим работы в полярной системе координат и возвращаетесь к программированию в прямоугольной системе координат.
G16 – включение режима полярных координат. Подготовительная функция G16 позволяет работать в полярной системе координат. При этом запрограммированная позиция определяется углом и расстоянием от нулевой точки рабочей системы координат или от текущей действительной позиции.
Работать в полярной системе координат можно в одной из трех плоскостей. С кодом G17 вы работаете в плоскости XY, с кодом G18 – в плоскости XZ, а с помощью кода G19 – в плоскости YZ.
Рис. 16.6. Полярные координаты: точка А (5;20) и точка В (4; 120)
Если активна плоскость XY, то X-адрес определяет радиус, a Y устанавливает угол относительно оси X. Если активна плоскость XZ, то X адрес определяет радиус, a Z устанавливает угол относительно оси X. Если активна плоскость YZ, то Y-адрес определяет радиус, a Z устанавливает угол относительно оси Y. Положительным считается угол, который отсчитывается против часовой стрелки.
Полярные перемещения, которые указываются при действующей команде G90, выполняются относительно нулевой точки активной рабочей системы координат. Если же действует код G91, то полярные перемещения выполняются относительно текущей позиции. Значения угла и радиуса могут быть запрограммированы независимо как абсолютные или относительные значения. То есть полярное перемещение может быть одновременно определено углом от нулевой точки рабочей системы координат и расстоянием (радиусом) от текущей позиции.
Нередки случаи, когда на чертежах отверстия указываются при помощи полярных координат. Чтобы не пересчитывать полярные координаты в прямоугольные, можно воспользоваться подготовительной функцией G16.
…
G90 G17 G16
G81 G98 X4 Y30 Z-2 R0.5 F50
Y60
Y90
G15 G80
…
Команда G16 является модальной, поэтому остается активной до тех пор, пока ее не отменят командой G15.
G17 – выбор плоскости XY. Подготовительная функция G17 предназначена для выбора плоскости XY в качестве рабочей (рис. 16.7). Плоскость XY становится определяющей при использовании круговой интерполяции, вращения системы координат и постоянных циклов сверления.
G18 – выбор плоскости XZ. Подготовительная функция G18 предназначена для выбора плоскости XZ в качестве рабочей (рис. 16.7). Плоскость XZ становится определяющей при использовании круговой интерполяции, вращении системы координат и постоянных циклов сверления.
G19 – выбор плоскости YZ. Подготовительная функция G19 предназначена для выбора плоскости YZ в качестве рабочей (рис. 16.7). Плоскость YZ становится определяющей при использовании круговой интерполяции, вращения системы координат и постоянных циклов сверления.
Рис. 16.7. G17, G18, G19 используются для выбора активной плоскости системы координат
G20 – ввод дюймовых данных. Код G20 активирует режим работы с дюймовыми данными. Пока действует этот режим, все вводимые данные воспринимаются как дюймовые. Рекомендуется во всех программах, которые написаны в дюймовых размерах, поставить команду G20 в начало программы (в строку безопас ности), чтобы в случае, если в программе, выполняемой до этого, действовал метрический режим, обеспечить выбор корректного формата.
Пример:
N10 G20 G40 G49 G54 G80 G90 – код G20 в строке безопасности.
Команда является модальной и действует до тех пор, пока ее не отменят командой G21.
G21 – ввод метрических данных. Код G21 активирует режим работы с метрическими данными. Пока действует этот режим, все вводимые данные воспринимаются как метрические. Рекомендуется во всех программах, которые написаны в метрических размерах, поставить команду G21 в начало программы (в строку безопасности), чтобы в случае, если в программе, выполняемой до этого, действовал дюймовый режим, обеспечить выбор корректного формата.
Пример:
N10 G21 G40 G49 G54 G80 G90 – код G21 в строке безопасности.
Команда является модальной и действует до тех пор, пока ее не отменят командой G20.
G22 – включение режима предельных перемещений. Код G22 активирует установленный предел перемещений. В этом случае инструмент не может выйти за пределы ограничивающей области. Эта область, как правило, устанавливается с помощью параметров СЧПУ.
G23 – выключение режима предельных перемещений. При выполнении команды G23 установленные пределы перемещений не действуют. То есть код G23 отменяет действие кода G22 и позволяет инструменту перемещаться в любую точку рабочей зоны станка.
G27 – проверка возврата к исходной позиции. Код G27 работает аналогично коду G28 (см. далее). Единственная разница заключается в том, что если позиция, к которой произошло перемещение исполнительного органа, не соответствует исходной позиции, то в случае с G27 система ЧПУ станка выдает аварийное сообщение или сигнал.
Команды G27 и G28 могут использоваться в циклах и макросах автоматической смены инструмента. Перед выполнением этих G-кодов обычно отменяют коррекцию инструмента.
G28 – автоматический возврат в исходную позицию. Команда G28 предназначена для возврата станка в исходную позицию. Под этим понимается ускоренное перемещение исполнительных органов в нулевую точку станка. Возврат в исходную позицию предназначен прежде всего для возможности проверки размеров и качества обрабатываемой детали в середине программы обработки. Иногда код G28 ставят в конец управляющей программы, чтобы после ее завершения рабочий стол переместился в положение, удобное для съема обработанной детали.
Условный кадр для автоматического возврата в исходную позицию выглядит так:
G91G28X0.0Y0.0Z0.0
Если в кадре с G28 указываются оси X, Y и Z с нулевыми значениями, то возврат в исходную позицию происходит по этим трем осям. Однако не всегда нужно выполнять эту операцию со всеми осями. Возможно, что вам потребуется перемещение только по двум из них. Например, для возврата по осям Z и Y в программе обработки должен стоять следующий кадр:
G91 G28 Y0.0. Z0.0
Обратите особое внимание на находящийся в кадре код G91. Как вы знаете, этот код активирует работу в относительных координатах. Дело в том, что G28 позволяет запрограммировать некоторую промежуточную точку, в которую будет совершено перемещение, перед тем как станок вернется в исходную позицию. На самом деле координаты, указанные в кадре, являются координатами именно промежуточной точки. В приведенных ранее примерах мы указывали в качестве координат промежуточной точки нулевые значения. Так как в кадре стоит код относительных координат G91, то станок должен переместиться относительно текущей позиции на нуль миллиметров по каждой из осей. То есть не должен никуда двигаться. Вот поэтому при наличии в УП кадра G91 G28 Х0.0 Y0.0 Z0.0 станок будет сразу возвращен в исходную позицию без «заезда» в промежуточную точку.
Если в программе обработки находится кадр G91 G28 Х10.0 Z20.0, то станок сначала переместится вправо и вверх, а только затем вернется в нулевую точку. Для чего нужна эта промежуточная точка? Код G28 вызывает ускоренное перемещение, аналогичное G00, а в этом случае оно может быть непрямолинейным. То есть можно запросто что-нибудь «зацепить». Опытный программист старается сначала поднять инструмент вверх, а уже затем «отпустить» станок в нулевую точку:
G91 G28 Х0.0 Y0.0 Z20.0
Рис. 16.8. Если в УП присутствует команда G91 G28 Х10 Y25, то инструмент сначала переместится в промежуточную точку, а затем вернется в нуль станка
Опасайтесь указывать в кадре с G28 код абсолютных координат G90. Если в УП находится кадр G90 G28 Х0.0 Y0.0 Z0.0, то очень высока вероятность столкновения режущего инструмента с частями станка или деталью.
G30 – возврат к позиции смены инструмента. При помощи команды G30 осуществляется автоматический возврат оси Z к позиции смены инструмента и отменяется действующая коррекция инструмента. Кадр для выполнения возврата к позиции смены инструмента должен выглядеть так:
Будьте внимательны: если в кадре вместо G90 находится код G91, то шпиндель будет перемещаться к поверхности рабочего стола.
G31 – функция пропуска с реакцией на внешний сигнал. В некоторых станках можно использовать функцию пропуска с реакцией на внешний сигнал. При помощи немодального кода G31 программист программирует линейную интерполяцию аналогично G01, но скомбинированную с возможной реакцией на внешний сигнал. Внешний сигнал подается при нажатии на определенную клавишу панели УЧПУ, например на клавишу Старт цикла.
Если сигнал пропуска не подавать, то программа будет выполняться таким образом, как если бы была запрограммирована команда G01. Если СЧПУ получит внешний сигнал, то выполнение программы переходит сразу же к следующему кадру данных.
Рис. 16.9. Функция пропуска с реакцией на внешний сигнал
G40 – отмена автоматической коррекции радиуса инструмента. Автоматическая коррекция радиуса инструмента отменяется программированием команд G40 и D00. Обычно код G40 находится в кадре с командой прямолинейного холостого перемещения от контура детали.
Некоторые станки отменяют автоматическую коррекцию радиуса инструмента при нажатии на кнопку аварийного останова или сброса, в случае возврата к нулевой точке станка и с помощью кодов окончания программы.
G41 – коррекция на радиус, инструмент слева от детали. Код G41 применяется для включения автоматической коррекции радиуса инструмента, находящегося слева от детали. Направление смещения определяется, если смотреть на траекторию сверху вниз, то есть со стороны «+Z» в направлении «–Z».
G42 – коррекция на радиус, инструмент справа от детали. Код G42 применяется для включения автоматической коррекции радиуса инструмента, находящегося справа от детали. Направление смещения определяется, если смотреть на траекторию сверху вниз, то есть со стороны «+Z» в направлении «–Z».
Рис. 16.11. Коррекция справа
G43 – компенсация длины инструмента. При выполнении УП базовая позиция шпинделя (точка пересечения торца и оси вращения) определяется запрограммированными координатами. Проблема заключается в том, что в базовой позиции шпинделя обработка резанием не осуществляется. Обработка производится кромкой режущего инструмента, которая находится на некотором расстоянии от базовой точки шпинделя. Для того чтобы в запрограммированную координату приходила именно режущая кромка, а не шпиндель, необходимо «объяснить» СЧПУ, на какую величину по оси Z нужно сместить эту базовую точку.
Компенсация длины инструмента осуществляется путем программирования команды G43 и Н-слова данных. Обычно компенсация длины активируется совместно с холостым перемещением по оси Z.
Пример: G43 H01 Z100
G49 – отмена компенсации длины инструмента. Компенсация длины инструмента отменяется путем программирования команды G49 или Н00.
G50 – выключение режима масштабирования. Код G50 предназначен для выключения режима масштабирования G51.
G51 – включение режима масштабирования. В этом режиме программист изменяет коэффициент масштаба для координатных осей станка. Режим активиру ется при помощи модального кода G51 и отменяется кодом G50.
Можно указать коэффициент масштаба для всех осей одновременно или отдельно для каждой оси. Если коэффициент масштаба более 1, то система координат увеличивается. Если же коэффициент масштаба менее 1, то система координат уменьшается.
Для единого изменения масштаба обычно используется следующий формат:
где G51 – включение режима масштабирования; X – координата по оси X для средней точки масштаба; Y – координата по оси Y для средней точки масштаба; Z – координата по оси Z для средней точки масштаба; Р – коэффициент масштаба для всех осей.
При независимом изменении масштаба возможно также зеркальное отображение с помощью отрицательных коэффициентов масштаба. Для независимого изменения масштаба обычно используется следующий формат:
G51 X Y Z I J К
где G51 – включение режима масштабирования; X – координата по оси X для средней точки масштаба; Y – координата по оси Y для средней точки масштаба; Z – координата по оси Z для средней точки масштаба; I – коэффициент масштаба для оси X; J – коэффициент масштаба для оси Y; К – коэффициент масштаба для оси Z.
В функции зеркального отображения комбинируются между собой независимое изменение масштаба и возможность зеркального отображения запрограммированных координат по одной или нескольким осям. В следующем программном примере поясняется функция зеркального отображения без изменения масштаба.
Основная программа
…
G90 G01 F100
M98 P101
G51 X5 Y5 I-1 J1 K1
M98 P101
G51 X5 Y5 I-1 J-1 K1
M98 P101
G51 X5 Y5 I1 J-1 K1
M98 P101
…
Рис. 16.13. Зеркальное отображение траектории
Подпрограмма
O0101
G90 X6 Y6
Y7
X7
X8 Y8
X9
Y6
X6
M99
G52 – локальная система координат. СЧПУ позволяет устанавливать, кроме стандартных рабочих систем координат, еще и локальные системы координат. Код G52 используется для определения подчиненной системы координат в пределах действующей рабочей системы (G54–G59).
Когда СЧПУ станка исполняет команду G52, то начало действующей рабочей системы координат смещается на значение, указанное при помощи слов данных X, Y и Z:
Рис. 16.14. Локальная система координат
Команда G52 автоматически отменяется, если программируется другая рабочая система координат G54–G59 или с помощью команды G52 Х0. Y0. Z0.
G54–G59 – стандартные рабочие системы координат. При помощи кодов G54, G55, G56, G57, G58 и G59 определяется, в какой рабочей системе координат будет производиться обработка детали. Подробную информацию об этих кодах и о взаимосвязи рабочей системы координат с системой координат станка вы можете найти в главе 3. Путем выбора различных координатных систем программист может при помощи одной и той же программы обрабатывать различные детали. Если была выбрана одна из координатных систем G54–G59, то она действует до тех пор, пока не будет активирована другая координатная система.
G60 – позиционирование в одном направлении. С помощью команды G60 ко всем запрограммированным позициям по каждой оси можно перемещаться из определенного направления («+» или «–»). Благодаря этому появляется возможность исключить ошибки позиционирования, которые могут возникать из-за мертвого хода в системах сервопривода. Чаще всего направление и величина перемещения задаются параметрами СЧПУ.
G61 – режим точного останова. Команда G61 предназначена для включения режима точного останова. Функция точного останова подробно описана в характеристике кода G09. Единственная разница между кодами G61 и G09 заключается в том, что G09 является немодальной командой, то есть действует только в определенном кадре. Модальный код G61 остается активным, пока не будет запрограммирована команда на изменение этого режима, например с помощью кода G63 для включения режима нарезания резьбы метчиком или кода G64 режима резания.
G63 – режим нарезания резьбы метчиком. Режим нарезания резьбы метчиком активируется при помощи кода G63 и используется в циклах нарезания резьбы. В этом режиме невозможна корректировка скорости подачи при помощиспециальной рукоятки на панели УЧПУ станка. Режим отменяется программированием команды режима резания G64.
G64 – режим резания. Стандартный режим резания активируется кодом G64. С помощью этого кода отменяются другие специальные режимы – режим нарезания резьбы метчиком и режим точного останова.
G65 – немодальный вызов макропрограммы. Код G65 позволяет выполнить макропрограмму, находящуюся в памяти СЧПУ. Формат для немодального вызова макропрограммы выглядит следующим образом:
где G65 – команда для вызова макропрограммы; Р – номер макропрограммы; L – количество выполнений макропрограммы. Если L не указывается, то СЧПУ считает, что L = l.
G66 – модальный вызов макропрограммы. Команда G66 предназначена для вызова макропрограммы, как и команда G65. Единственная разница между двумя этими кодами заключается в том, что G66 является модальным кодом и макропрограмма выполняется при каждом перемещении, пока не будет запрограммирована команда G67. Формат для модального вызова макропрограммы:
где G66 – команда для вызова макропрограммы; Р – номер макропрограммы; L – количество выполнений макропрограммы.
Если L не указывается, то СЧПУ считает, что L = 1.
G67 – отмена модального вызова макропрограммы. При помощи кода G67 отменяется режим модального вызова макропрограммы G66.
G68 – вращение координат. Модальная команда G68 позволяет выполнить поворот координатной системы на определенный угол. Для выполнения такого поворота требуется указать плоскость вращения, центр вращения и угол поворота. Плоскость вращения устанавливается при помощи кодов G17 (плоскость XY), G18 (плоскость XZ) и G19 (плоскость YZ). Если желаемая плоскость вращения уже активирована, то программирование команд G17, G18 и G19 в кадре с G68 не требуется.
При действующей команде G90 центр вращения указывается абсолютными координатами относительно нулевой точки станка, если не выбрана одна из стандартных рабочих систем координат. Если выбрана одна из рабочих систем координат G54–G59, то центр вращения устанавливается относительно нулевой точки активной рабочей системы координат. В случае действующей команды G91 центр вращения указывается относительно текущей позиции. Если же координаты цент ра вращения не будут указаны, то в качестве центра вращения будет принята текущая позиция.
Угол вращения указывается при помощи R-слова данных. Формат для команды вращения координат обычно следующий:
G69 – отмена вращения координат. При помощи кода G68 отменяется режим вращения координат.
G73–G89 – постоянные циклы
О работе с постоянными циклами сверления, растачивания и нарезания резьбы вы можете узнать из главы 8.
G90 – режим абсолютного позиционирования. В режиме абсолютного позиционирования G90 перемещения исполнительных органов производятся относительно нулевой точки станка или относительно нулевой точки рабочей системы координат G54–G59. Код G90 является модальным и отменяется при помощи кода относительного позиционирования G91.
G91 – режим относительного позиционирования. При помощи кода G91 активируется режим относительного (инкрементального) позиционирования. При относительном способе отсчета за нулевое положение каждый раз принимается положение исполнительного органа, которое он занимал перед началом перемещения к следующей опорной точке. Код G91 является модальным и отменяется при помощи кода абсолютного позиционирования G90.
G92 – смещение абсолютной системы координат. Возникают ситуации, когда у оператора станка появляется необходимость установить определенные значения в регистрах абсолютной системы координат для перемещения нулевой точки в новое положение. Дело в том, что не все станки имеют набор из стандартных рабочих систем координат, устанавливаемых с помощью кодов G54–G59. Команда G92 применялась на станках еще до появления функции работы с несколькими стандартными системами координат.
Код G92 используют для сдвига текущего положения нулевой точки путем изменения значений в регистрах рабочих смещений. Когда СЧПУ выполнит команду G92, то значения в регистрах смещений изменятся и станут равными значениям, которые определены X-, Y- и Z-словами данных. Самое главное – учтите, что X-, Y-, Z-слова данных будут показывать текущее положение инструмента в новой координатной системе.
Рассмотрим, как работает команда G92, на конкретном примере. На рис. 16.15 изображены две заготовки. Заготовка А находится в начальной нулевой точке, которую установил оператор. Нам необходимо обработать заготовку В, которая расположена на 60 мм правее заготовки А, путем смещения начальной нулевой точки.
Рис. 16.15. С помощью G92 мы заменяем регистры абсолютной позиции станка и смещаем нулевую точку
Сначала переместим инструмент в известную нам начальную нулевую точку, а затем используем G92:
…
G00 X0 Y0
G92 X-60 Y0
…
Кадр G92 Х-60 Y0 означает, что новое текущее положение инструмента определено координатами (–60; 0), то есть на 60 мм левее требуемой нулевой точки. Таким образом, искомая нулевая точка будет находиться на 60 мм правее текущего положения инструмента.
Существует другой метод для достижения этого же результата. Можно сначала переместить инструмент в позицию, которую мы хотим сделать новой нулевой точкой, и затем выполнить команду G92 Х0 Y0.
…
G00 X60 Y0
G92 X0 Y0
…
Команда G92 сама по себе не вызывает осевых перемещений. Указанное при помощи G92 смещение координатной системы на большинстве станков может быть отменено возвратом в нулевую точку или выключением станка.
G94 – скорость подачи в дюймах/миллиметрах в минуту. При помощи команды G94 указанная скорость подачи устанавливается в дюймах за 1 минуту или в миллиметрах за 1 минуту.
Если действует дюймовый режим G20, то скорость подачи F определяется как подача в дюймах за 1 минуту. Если же активен метрический режим G21, то скорость подачи F определяется как подача в миллиметрах за 1 минуту.
G20 F10 – скорость подачи 10 дюймов в минуту; G21 F10 – скорость подачи 10 миллиметров в минуту.
Модальный код G94 остается активным до тех пор, пока не будет запрограммирован код G95.
G95 – скорость подачи в дюймах/миллиметрах на оборот. При помощи команды G95 указанная скорость подачи устанавливается в дюймах на 1 оборот шпинделя или в миллиметрах на 1 оборот шпинделя. То есть скорость подачи F синхронизируется со скоростью вращения шпинделя S. При одном и том же значении F скорость подачи будет увеличиваться при увеличении числа оборотов шпинделя.
G20 F0.1 – скорость подачи равна 0.1 дюйма на оборот; G21 F0.1 – скорость подачи равна 0.1 миллиметра на оборот. Модальный код G95 остается активным до тех пор, пока не будет запрограммирован код G94.
G98 – возврат к исходной плоскости в цикле. Если постоянный цикл станка работает совместно с кодом G98, то инструмент возвращается к исходной плоскости в конце каждого цикла и между всеми обрабатываемыми отверстиями. Исходная плоскость – это координата по оси Z (уровень), в которой находится инструмент перед вызовом постоянного цикла. Команда G98 отменяется при помощи команды G99.
G99 – возврат к плоскости отвода в цикле. Если цикл сверления работает совместно с кодом G99, то инструмент возвращается к плоскости отвода между всеми обрабатываемыми отверстиями. Плоскость отвода – это координата по оси Z (уровень), с которой начинается сверление на рабочей подаче и в которую возвращается инструмент после того, как он достиг дна обрабатываемого отверстия. Плоскость отвода обычно устанавливается в кадре цикла с помощью R-адреса. Команда G99 отменяется при помощи команды G98.
Добрый день Уважаемые читатели!
Программа, написанная с использованием G-кода, имеет жесткое строение.
Все команды управления объединяются в кадры - состоящие из одной или более команд.
Кадр завершается символом перевода строки (CR/LF).
Порядок команд в кадре строго не оговаривается, но традиционно предполагается, что первыми указываются подготовительные команды, затем команды перемещения, затем выбора режимов обработки и технологические команды.
Если говорить коротко, то наш ПК через USB, просто посылают команды на порт принтера (микроконтроллера), а принтер без прикословно их выполняет.
Немного забегая вперед скажу, что G-код для принтера местами отличается от привычного G-кода. Какие-то команды были переделаны под нужды принтера, какие-то были удалены, какие-то вообще не используются, но в целом все очень похоже.
Описание команд будет производится для прошивки MARLIN , возможно будет работать и на других прошивках.
Будут рассмотрены самые только самые основные команды (рабочий минимум), в поисках экзотики, можно пройти по ссылке .
Сами команды делятся на группы:
G - Подготовительные (основные) команды;
М - Вспомогательные (технологические) команды.
Эти команды имеют параметры.
X - Координата точки траектории по оси X [G0 X100 Y0 Z0 ]
Y - Координата точки траектории по оси Y [G0 X0 Y100 Z0 ]
Z - Координата точки траектории по оси Z [G0 X0 Y0 Z100 ]
E - Координата точки выдавливания пластика [G1 E100 F100 ]
P - Параметр команды [M300 S5000 P280 ]
S - Параметр команды [G04 S15 ]
F - Параметр команды, подача (скорость) [G1 Y10 X10 F1000 ]
G - команды
G0 - Холостой ход, без работы инструмента [G 0 X 10 ]
G1 - Координированное движение по осям X Y Z E [G 1 X 10 ]
G4 - Пауза в секундах [G4 S15 ]
G28 - Команда Home - паркуем головку [G28 Y0 X0 Z0 ]
G90 - Использовать абсолютные координаты [G90 ]
G91 - Использовать относительные координаты [G91 ]
G92 - Установить текущую заданную позицию [G92 ]
Пояснение:
Относительные координаты - это координаты относительно текущего положения головки.
На пример, если головка находиться в положении X10 Y10, то при подаче команды G91
G1 X10 F1000 , произойдет смещение головы на 10 мм по оси Х на скорости 1000.
Эту команду можно делать много раз, до достижения «софтового» ограничение в прошивке.
Абсолютные координаты - это координаты, строго привязанные к рабочей области.
При выполнении команды G90 G1 X10 F1000 - головка сместиться в координату X10 на скорости 1000.
Команда выполниться только один раз.
Обычные команды
M0 - Сделать паузу и ожидать нажатия кнопки на LCD дисплеи (работает если в прошивку установлен параметр ULTRA_LCD) [G0 X10 Y10 Z10 M0 ]
M17 - Подать ток на двигатели (двигатели руками не вращаются)
M18 - Убрать ток с двигателей (двигатели можно вращать руками, аналог M84)
M42 - Управление контактами ARDUINO MEGA 2560 [M42 P4 S255 ]
M80 - Включить питание, только для ATX - блок питания
M81 - Выключить питания, только для ATX - блок питания
M84 - Выключение всех осей (моторов после простоя) [M84 S10 ]
М112 - Экстренная остановка
M114 - Получить текущие координаты
M115 - Получить версию прошивки
M117 - Написать сообщение на экране [M117 Hello World ]
M119 - Получить статус концевиков
M300 - Проиграть звук [M300 S5000 P280 ]
Команды SD карты
M21 - Инициализировать SD карту
M22 - Использовать SD карту
M23 - Выбрать файл с SD карты [M23 filename.gcode ]
M24 - Начать/возобновить печать с SD карты
M25 - Пауза печати с SD карты
M26 - Установить позицию SD карты в байтах [M 26 S 12345 ]
M27 - Узнать статус печати с SD карты
M28 - Записать файл на SD карту [M 28 filename . gcode ]
M29 - Закончить записать файла на SD карте
M30 - Удалить файл с SD карты [M 30 filename . gcode ]
M31 - Получить значение, сколько прошло времени с последнего M109
M32 - Выбрать файл с SD карты и начать печатать [M 32 / path / filename # ]
M928 - Логирование на SD карту [M 928 filename . gcode ]
Экструдер
M82 - Установить экструдер в абсолютную систему координат
M83 - Установить экструдер в относительную систему координат
M104 - Ожидание нагрева экструдера до определенной температуры [M104 S190 ]
M105 - Получить текущую температуру экструдера [M105 S2 ]
M106 - Включение вентилятора обдува детали [M106 S127 ] - мощность 50%
M107 - Выключение вентилятора обдува детали [M 107 ]
M109 - Нагреть экструдер и удерживать температуру [M109 S215 ]
Стол
M140 - Установить температуру стола [M140 S65 ]
M190 - Нагреть стол и удерживать температуру [M190 S60 ]
В Pronterface можно включить режим ответа в меню Settings / Debug communications , программа будет писать все ответы от принтера.
Можно дописать в слайсерах (Slic3r и Cura) в начале и в конце G-код файла.
Или открыть файл с G-кодом в блокноте и написать все руками. =)
M190 S60 - включаем нагрев стола и ждём, пока он не нагреется до температуры 60 градусов
M109 S210 - включаем нагрев сопла и ждём, пока оно не нагреется до температуры 210 градусов
G21 - устанавливает метрическую систему координат
G90 - устанавливает абсолютную систему координат
M82 - устанавливает абсолютную систему координат для экструдера
M107 - выключаем обдув детали
M300 S5000 P280 – звуковой сигнал
G28 X0 Y0 - команда Home X Y
G28 Z0 - команда Home Z
G1 X100 Y100 Z5 F1000 - центруем сопло относительно стола
G92 E0 - обнуляет количество выдавленного пластика
G1 F300 E4 - выдавливаем 4 мм пластика со скоростью 300 мм
M117 Printing - выводит сообщение на экран
M106 S125 - включаем обдув детали со скоростью 50%
G1 Z0 - опускаем сопло на 0 мм
G1 X96.11 Y110.92 E87.55
G1 Z0.2 - поднимаем сопло на 0.2 мм
G1 X96.11 Y111.00 E89.60 - ездим по координатам и выдавливаем пластик
M140 S50 - изменяем температуру стола
G1 Z4.8 - поднимаем сопло на 4.8 мм
G1 X96.11 Y110.92 E87.55 - ездим по координатам и выдавливаем пластик
G1 Z5 - поднимаем сопло на 5 мм
G1 X96.11 Y111.00 E89.60 - ездим по координатам и выдавливаем пластик
G91 - устанавливает относительную систему координат
G1 E-5 F200 - всасывание экструдером 5 мм прутка
M104 S0 - отключением нагрев экструдера
M140 S0 - отключением нагрев стола
M107 - выключаем обдув детали
M84 - выключаем шаговые двигатели
M300 S5000 P280 – звуковой сигнал
Благодарю Вас за внимание!
В погоне за мощными постт процесорами - CAM-приложениями станочники не замечают недорогой, доступный и легкий в применении и изучении программмный продукт. На всех форумах, куча вопросов умным гуру - как разобраться в настройках универсальных программ, рыская по интернету в поисках взломанных копий дорогих программам, мы почему-то не задумываемся, что легче приобрести недорогой программмный продукт и честно и законно, а что важно - и весьма эффективно, применять его на своем оборудовании.
Всё большее распространение сейчас получают домашние хоббийные и самодельные или ретрофитные станки с ЧПУ или станки конструкторы. С программой управления обычно всё понятно - это MACH, практически, нет альтернатив. А с выбором пост-процессора у домашнего мастера обычно возникают проблеммы.
Рассмотрим использование станка с ЧПУ для создания несложного барельефа.
Недорогое решение вопроса G-кода для этой цели - простая и удобная программа Bmp2Cnc.
G-кодовую управляющую программу (УП G-кодов) Bmp2Cnc создает по полутоновому изображению. В программу также можно закачать и цветную фотографию: есть возможность конвертирования цветной картинки в полутоновую, но мы здесь для примера будем применять уже готовый черно-белый рисунок:
Разберём работу с программой по шагам.
Итак, загружаем картинку в программу . Меняем размер изображения на тот, который соответствует размеру будущей барельефа. Вводим значение 100 мм в окошко "Ширина" и, если в чекбоксе ниже стоит птичка, высота картинки изменяется с тем же масштабом:
Далее выбираем ноль. Проще всего за начало координат УП принимать левый нижний угол картинки. Почему? Удобство заключается в том, что габариты барельефа будут в дальнейшем понятнее отображаться в программе управления Mach3, легче далее будет манипулировать управляющей программой - масштабировать деталь, зацикливать, т.е. выполнять несколько одинаковых обработок одной управляющей программой на одной заготовке, и так далее:
Наступает самый интересный момент. Сейчас мы увидим деталь в объеме. В секции "Глубина" мы задаем глубины для белого и черного цвета изображения. Для нашей барельефа размерами 100 на 100 устанавливаем глубину для самого темного оттенка черного сначала 10 мм, нажимаем кнопку "Применить". Через секунду мы видим полученный рельеф в окне графической визуализации:
Нужно добавить еще объему? Задаем глубину 15 мм. Теперь деталь смотрится достаточно объемно:
В следующем диалоге bmp2cnc выбираем подходящий для нашей системы постпроцессор - Mach2-3 в миллиметрах и переходим к выбору инструмента :
Подбираем подходящую фрезу с острым носиком, которая будет достаточно чисто обрабатывать нашу деталь:
Выбирая диаметр инструмента - фрезы и иту параллельных проходов, не стоит увлекаться и задавать слишком высокие параметры - иначе обработка растянется на часы или даже сутки! Здесь лучше пойти на компромисс, пусть деталь получится слегка шершавой, в конце концов, пройтись шкуркой, в любом случае, придется (так как исходная картинка была невысокого качества), зато станок выполнит обработку гораздо быстрее:
Число проходов по глубине можно задать любое в зависимости от твердости материала, качества инструмента и т.д.
Здесь в шестом диалоге программы есть очень полезная функция, которая, кстати, в других маститых программах и реализуется "со скрипом". Нажатием одной кнопки можно отсечь лишние для обработки плоскости, чем существенно укоротить время обработки. Мы отсекаем нижнюю плоскость - и наша модель принимает окончательный вид :
Нажатие кнопки "Вычислить" - и мы видим полученные траектории обработки. В отдельном окошке - готовая управляющая программа:
Далее можно запустить имитацию обработки . Анимированный инструмент-фреза на экране программы будет перемещаться по созданным в Bmp2Cnc траекториям, предоставляя нам прекрасную визуализацию работы станка:
Вот и всё . Файл УП G-кодов можно отдавать на станок, а результаты работы можно сохранить как Bmp2Cnc-проект для последующих обращений и изменений, или как Stl или Dxf модель.
Готовая УП G-кодов загружена в Mach3:
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 |
