G-код для начинающих: основные команды на примере

Что такое G-код

G-код — общепринятое название языка, на котором записывают управляющие программы для станков с числовым программным управлением. Его разработали в США в начале 1960-х годов, окончательно стандарт утвердили в 1980 году как RS-274D. Позже его приняли как международный стандарт ISO 6983-1, а в СССР — как ГОСТ 20999-83, который устанавливает правила кодирования информации в управляющих программах для металлообрабатывающего оборудования.

Общий стандарт не означает, что программа пойдёт на любом станке. Производители стоек добавляют свои команды и по-разному трактуют часть стандартных. Но основа, которую разбираем ниже, одинакова почти везде.

Из чего состоит программа

Программа делится на кадры. Кадр — одна строка, которая заканчивается переводом строки. В кадре может быть одна или несколько команд.

Каждая команда записывается словом: латинская буква-адрес и число. В строке G1 X40 F1200 три слова: команда линейного перемещения G1, координата конечной точки X40 и подача F1200.

Комментарии записывают в круглых скобках, а во многих стойках ещё и после точки с запятой до конца строки. Некоторые стойки не принимают кириллицу даже в комментариях, поэтому безопаснее писать их латиницей.

Модальные команды

Большинство G-кодов модальные: включённый режим действует, пока его не отменит другая команда из той же группы. Например, после G1 все следующие кадры с координатами тоже будут линейными перемещениями на рабочей подаче, пока не встретится G0, G2 или G3. Поэтому в программах из CAM часто видны кадры из одних координат, без G-команды.

Команды объединены в модальные группы. В одной группе активна только одна команда. Вот основные группы команд:

• движение: G0, G1, G2, G3, а также циклы сверления G80–G89;
• плоскость: G17, G18, G19;
• режим координат: G90, G91;
• единицы измерения: G20, G21;
• компенсация длины инструмента: G43, G49.

Подача F и обороты S тоже сохраняются, пока их не перепишут.

Основные G- и M-коды

Таблица собрана по справочнику LinuxCNC. Те же значения действуют в стойках Fanuc и в большинстве систем, совместимых с ними.

Абсолютные и относительные координаты

В режиме G90 координаты отсчитываются от нуля детали. Кадр G1 X40 означает «перейди в точку X = 40 мм». В режиме G91 то же самое слово означает «сдвинься на 40 мм вправо от текущего положения».

Новичкам удобнее работать в G90: по каждому кадру видно, где окажется инструмент. Относительный режим используют в подпрограммах и повторяющихся элементах, например при выборке нескольких одинаковых пазов.

Разбираем программу построчно

Программа фрезерует контур квадрата 40×40 мм с одним скруглённым углом радиусом 10 мм на глубину 2 мм. Ноль детали — левый нижний угол на верхней плоскости заготовки. Фреза диаметром 6 мм идёт центром по линии контура, без коррекции на радиус.

%
(KONTUR 40X40 R10, FREZA D6)
N10 G21 G17 G90 G94 G40 G80
N20 G54
N30 T1 M6
N40 S12000 M3
N50 G0 X0 Y0
N60 G0 Z5
N70 G1 Z-2 F300
N80 G1 X40 F1200
N90 G1 Y30
N100 G3 X30 Y40 I-10 J0
N110 G1 X0
N120 G1 Y0
N130 G0 Z20
N140 M5
N150 M30
%

• N10 — безопасная строка. В ней заданы миллиметры, плоскость XY, абсолютные координаты и подача в мм/мин, а коррекция на радиус и постоянные циклы отключены. Она сбрасывает режимы, которые могли остаться от прошлой программы.
• N20 — работаем в системе координат G54, где оператор заранее выставил ноль детали.
• N30 — берём инструмент № 1. На станке без автоматической смены инструмента стойка либо пропустит команду, либо попросит оператора поставить фрезу вручную.
• N40 — шпиндель по часовой стрелке на 12 000 об/мин.
• N50–N60 — ускоренно выходим в начальную точку контура и опускаемся до 5 мм над заготовкой.
• N70 — врезаемся на глубину 2 мм на пониженной подаче 300 мм/мин.
• N80–N90 — режем по прямой до X40, затем вверх до Y30 на подаче 1200 мм/мин.
• N100 — дуга против часовой стрелки до точки X30 Y40. Центр дуги смещён от начальной точки на −10 мм по X и 0 по Y, то есть находится в точке X30 Y30. Радиус получается 10 мм.
• N110–N120 — режем по прямой влево до X0 и вниз до Y0, контур замкнут.
• N130 — ускоренно поднимаем фрезу на 20 мм.
• N140–N150 — останавливаем шпиндель и завершаем программу.

Как проверить направление дуги: представьте, что смотрите на плоскость XY сверху. Из точки X40 Y30 в точку X30 Y40 вокруг центра X30 Y30 инструмент идёт от правой точки окружности к верхней, то есть против часовой стрелки. Поэтому здесь G3, а не G2.

Коррекция на радиус

В примере центр фрезы идёт по линии контура, поэтому сама деталь получится меньше на радиус фрезы с одной стороны и больше с другой. Для точного размера траекторию нужно сместить на радиус инструмента. Это делают двумя способами: CAM-система сразу рассчитывает смещённую траекторию, или в программе включают коррекцию G41 (фреза слева от контура) либо G42 (справа), а радиус берётся из таблицы инструментов стойки. Отменяет коррекцию G40.

Начинающим проще доверить расчёт CAM-системе: коррекция в стойке требует правильного подвода к контуру, иначе стойка выдаст ошибку или зарежет деталь.

Как безопасно запустить первую программу

Перед пуском убедитесь, что шпиндель реально вращается, а в конце программы стоит M5 латиницей. Если после включения шпиндель не успевает набрать обороты, ставят паузу после M3 (G4 с временем) и задержку разгона в стойке 5–10 секунд.

Диалекты G-кода

Основные команды из таблицы почти везде одинаковы, а различия начинаются в деталях. У Fanuc и совместимых стоек программа часто начинается с номера вида O0001. Siemens Sinumerik поддерживает G-код, но добавляет собственный язык циклов. Стойки для фрезеров по дереву вроде NcStudio понимают базовый набор команд и не всегда поддерживают постоянные циклы. Любительские контроллеры на прошивке GRBL работают с упрощённым подмножеством G-кода.

Поэтому программу из CAM-системы всегда выводят через постпроцессор, настроенный под конкретную стойку. Если станок ругается на программу, первым делом проверьте, тот ли постпроцессор выбран.

Если станок режет на одной высоте или не двигается по Z, откройте программу в блокноте и посмотрите координату Z: в формате PLT (HPGL) оси Z нет, нужен фрезерный постпроцессор (G-code в миллиметрах, расширение .tap). При ошибке «over limit» после смены CAM-системы сверяйте первые строки с последней рабочей программой.