Langages de programmation machine :Commandes G-Code vs. M-Codes

Une grande partie de l'usinage multitâche et multiaxe d'aujourd'hui ne fonctionnerait pas sans la programmation de la machine. Voici les principes fondamentaux des langages de programmation machine :G-code, M-code et CAM, avec un regard vers l'avenir au-delà du G-code.

Comprendre le rôle de la programmation de machines dans la fabrication CNC d'aujourd'hui nécessite une compréhension de base du code G et du code M.

"L'usinage CNC existe depuis 40 ou 50 ans, ce n'est donc pas un nouveau processus dans notre industrie", déclare Kevin Finan, instructeur au Atlantic Technical College and Technical High School. Lorsque Finan enseigne la fabrication et l'usinage, il commence par s'assurer que les élèves comprennent le plan d'une pièce. Après cela, ils apprennent l'usinage manuel, puis l'usinage CNC en utilisant le code G et le code M, et après cela, un logiciel de FAO (fabrication assistée par ordinateur).

Commandes G-Code vs. M-Codes :Quelle est la différence ?

Les commandes de code G sont un ensemble de combinaisons de lettres et de chiffres spécifiques qui dictent à la machine quelle pièce déplacer, comment déplacer et où aller. Les commandes génériques de code G sont généralement les mêmes pour n'importe quelle machine, par exemple :

• G0 est un déplacement rapide vers un autre emplacement
• G1 est une coupe en ligne droite
• G2 est un arc dans le sens des aiguilles d'une montre
• G3 est un arc dans le sens inverse des aiguilles d'une montre

"Ces codes sont combinés avec des coordonnées XYZ, par exemple, la commande G0 déplacera rapidement la machine vers l'emplacement spécifié", explique Finan.

"Il y a des années, ils demandaient aux étudiants et aux stagiaires de mémoriser les codes, mais je ne le fais pas nécessairement parce que vous finirez par les mémoriser simplement en les utilisant, et ils peuvent être trouvés en ligne et dans le manuel du machiniste", dit-il. .

Les codes G peuvent être lus et traités par le contrôleur de la machine pour déplacer la tête ou le lit afin d'effectuer des opérations de coupe dans un plan de coupe. Ils fonctionnent avec les codes M dans le même programme (M signifie divers).

Les codes M contrôlent les fonctions auxiliaires (non coupantes) de la machine telles que le débit de liquide de refroidissement ou un compresseur d'air pour évacuer les copeaux. Sur les machines de fraisage-tournage plus complexes, un code M peut ordonner à la poupée mobile de saisir la pièce du stock avant afin que l'arrière de la pièce puisse être usiné.

Des commandes G-Code aux systèmes CAM

« Auparavant, vous écriviez ces codes G à la main », explique Chris MacBain, directeur du marketing technique chez 3D Systems. "Le programmeur imaginerait ce que l'outil devrait faire pour créer la pièce - comment déplacer, où couper, à quelle vitesse couper, puis convertir ces mouvements en un fichier texte composé de codes G et de codes M."

Selon MacBain, l'usinage CNC a historiquement commencé avec les commandes de mouvement entrées sur des cartes perforées ou des bandes perforées qui étaient introduites dans la machine.

"Le contrôleur, qui est le cerveau de la machine CNC, lisait les trous dans les cartes ou dans la bande, puis effectuait le mouvement approprié", explique-t-il.

Mais les cartes papier et le ruban adhésif dans un environnement d'atelier d'usinage très fréquenté avaient tendance à se déchirer, à se salir, à se perdre ou à être introduits dans la machine en panne, provoquant des pièces mises au rebut et des machines en panne. Finalement, des contrôleurs électroniques ont été construits où l'opérateur pouvait saisir les codes directement tout en se tenant devant la machine.

"Puis, à mesure que la fabrication est devenue plus avancée, l'usinage 3 axes et 5 axes a rendu l'écriture manuelle du code G presque impossible. C'est à ce moment-là que la fabrication assistée par ordinateur, ou systèmes de FAO, est née", explique MacBain.

Création de commandes de code G avec la programmation du système CAM

"Les systèmes de FAO vous permettent de prendre un modèle de conception assistée par ordinateur d'une pièce et de dicter où vous voulez que cette fraise coupe, quel outil vous voulez utiliser, à quelle vitesse vous voulez qu'elle se déplace, où vous voulez qu'elle commence, où vous voulez-vous qu'il s'arrête, quelle quantité de matière enlever et à quelle distance vous voulez que l'outil s'approche de la pièce avant qu'il ne commence à couper », explique MacBain. "Cela accélère vraiment le processus de création de G-code."

Mais avant que le système FAO ne crée le code G, il permet au programmeur de créer une simulation de parcours d'outil du fonctionnement de la machine afin de créer la pièce.

"Comme le vieil adage, "les ordures entrent, les ordures sortent" et ces machines feront exactement ce que vous leur avez demandé de faire, quoi qu'il arrive ", déclare MacBain. "Si vous dites à un outil de descendre de 8 pouces, le code ne reconnaît pas qu'il peut y avoir quelque chose sur le chemin, comme un montage ou un morceau de la pièce, mais le système CAM vous permet de prévisualiser ce que l'outil va faire. à faire avant d'appuyer sur le bouton."

MacBain compare le logiciel CAM au pilote d'impression spécifique dont un ordinateur a besoin pour imprimer une image. Le pilote s'appelle un post-processeur, qui crée le code G qui déplace la machine CNC.

"Tous les contrôleurs utilisent les mêmes commandes génériques G et M, mais l'ordre dans lequel ils se trouvent, la façon dont ils sont espacés, la façon dont les nombres sont présentés avec ou sans zéros en tête, sont spécifiques à la machine", explique MacBain. "Donc, tout comme chaque imprimante a besoin d'un pilote spécifique, chaque machine CNC a besoin d'un post-processeur différent qui crée un code G spécifiquement pour cette machine."

L'action de post-traitement dans un système CAM est ce qui crée le code G, qui est ensuite envoyé au contrôleur de la machine, soit sur un réseau, soit avec un lecteur flash. Le fichier est envoyé à la machine, puis l'opérateur affiche le programme sur le moniteur du contrôleur et examine le code G pour s'assurer qu'il exécute la bonne pièce avec les bons outils au bon décalage.

"À ce stade, l'opérateur peut apporter des modifications au code si nécessaire, et une fois que la machine est prête à exécuter le programme, il appuie sur le bouton vert et exécute le programme pour fabriquer la pièce", explique MacBain.

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