Comprendre le G-Code vs M-Code : différences clés pour opérateurs CNC

La programmation à commande numérique par ordinateur (CNC) est au cœur de la fabrication moderne. Les machines CNC modernes fonctionnent sur des programmes, c'est pourquoi les opérateurs doivent connaître les types de code à leur disposition et comment les utiliser.

Pour l'usinage CNC, les programmeurs utilisent les codes G et M, selon ce qu'ils veulent que la machine fasse.

Bien que le langage de programmation le plus couramment utilisé par les logiciels CNC soit le code G, le code M a aussi des applications spécifiques. En ce qui concerne le code G versus le code M, l'un n'est pas nécessairement meilleur que l'autre. Au contraire, les deux types sont nécessaires pour que le système effectue les opérations souhaitées.

Le rôle de la programmation machine dans la fabrication CNC

Le C dans la programmation CNC fait référence à l'ordinateur qui fait fonctionner le système.

Comme pour tout ordinateur, il fonctionne sur la base d'un langage spécifique que le système comprend pour accomplir certaines tâches. Cette exigence de langage opérationnel est là où les instructions entrent dans la programmation CNC. Les opérateurs peuvent choisir d'entrer les programmes manuellement ou d'utiliser un logiciel FAO.

Quelle que soit la méthode utilisée pour entrer les informations, les codes doivent être parfaits.

Avant les ordinateurs, maintenir les bons programmes pour plusieurs usinages s'avérait difficile en raison du format papier du programme CN.

Au début de l'usinage, les appareils étaient à commande numérique (CN). Ceux-ci nécessitaient des cartes ou des bandes avec les codes créés en perforant des trous dans un ordre spécifique. Avant que les ordinateurs ne deviennent courants, les ateliers d'usinage utilisaient régulièrement des bandes perforées pour contrôler leurs appareils. Cependant, le support physique subissait de graves dommages dans les ateliers actifs.

Taches de graisse, déchirures et pertes se produisaient régulièrement sur ces papiers perforés. Les papiers endommagés entraînaient la lecture de mauvais codes par les machines CN, causant de sérieux problèmes.

Lorsque les ordinateurs sont entrés en service pour faire fonctionner les machines CN, l'opérateur saisissait les codes manuellement dans l'ordinateur au lieu d'insérer la bande perforée dans le système.

Avec la CNC, la commande numérique par ordinateur, la programmation, ces machines pouvaient produire des pièces beaucoup plus complexes grâce à l'utilisation de machines plus sophistiquées.

Cette avancée a toutefois posé un problème aux machinistes. Avec des machines de plus en plus complexes capables de travailler jusqu'à cinq axes, la saisie manuelle du programme prenait trop de temps.

Pour accélérer le processus, les entreprises ont commencé à utiliser des logiciels FAO ou CAO.

La FAO (fabrication assistée par ordinateur) ou la CAO (conception assistée par ordinateur) est le logiciel qui automatise le processus de génération de code. Le machiniste dit au logiciel quoi faire, et le programme crée les codes que la machine comprend.

Qu'ils soient saisis manuellement ou générés par logiciel, les programmes pour l'usinage CNC incluent les codes G et M. Les deux ont des fonctions distinctes, et aucun ne peut fonctionner indépendamment de l'autre.

Comprendre leurs différences est la base de la programmation CNC.

Que sont les codes G et M dans la programmation CNC ?

Qu'est-ce que le code G ?

Un code G dans la programmation CNC contrôle les mouvements d'une machine, dictant comment et où une machine doit se déplacer pour fabriquer une pièce.

Qu'est-ce que le code M ?

Un code M dans la programmation CNC contrôle les fonctions diverses de la machine, y compris le démarrage et l'arrêt d'actions ou de programmes spécifiques.

Ces deux codes travaillent ensemble pour fabriquer des pièces et composants, les rendant essentiels dans les secteurs de la fabrication et industriels.

Code G CNC

Le langage de programmation original utilisé par les machines CN était le code G.

G signifie géométrie, et c'est le format alphanumérique que le système utilise pour dire aux pièces quoi faire. Il indique où commencer, comment se déplacer et quand s'arrêter. Pour les machinistes, le problème avec l'utilisation des codes G est que différentes machines utilisent des variations sur un ensemble standard de nombres alphanumériques. Ainsi, le système qui indique une action à un appareil peut indiquer quelque chose de différent sur un autre équipement.

Les différences dans le code G entre les machines résident dans le nombre de zéros entre la lettre et le nombre ou la présence d'espaces entre les commandes.

Par exemple, un appareil peut utiliser le G1 générique tandis qu'un autre peut utiliser G01. Certaines machines nécessitent des points décimaux entre les informations tandis que d'autres permettent à l'opérateur de les omettre. Comme ces différences de dialecte de programme sont si critiques pour l'exécution du bon programme, les opérateurs doivent toujours connaître le langage de la machine qu'ils utilisent.

Les fonctions du code G d'usinage CNC

Comme noté précédemment, les codes G donnent à la machine des instructions sur comment et où se déplacer.

Différentes lettres dictent comment la machine se déplace et les nombres définissent les paramètres. Bien que le système s'appelle code G, G n'est pas la seule lettre utilisée. D'autres lettres ont différentes fonctions dans le programme, qui tendent à être les mêmes, indépendamment du dialecte d'une machine.

Par exemple, les fonctions des lettres suivantes dans le code G incluent :

• N : La valeur N donne le numéro de ligne.
• G : Le nombre G indique quand l'outil doit se déplacer et s'arrêter.
• X, Y, Z : Ces valeurs indiquent la position de l'outil en trois dimensions — X pour l'horizontal, Y pour le vertical et Z pour la profondeur.
• F : F concerne la vitesse à laquelle la machine alimente la pièce.
• S : S indique à la machine la vitesse de rotation de la broche.
• T : Le T indique à la machine quel outil utiliser.
• M : Les valeurs M donnent des fonctions diverses ou fonctions machine, indiquant à l'appareil comment agir en donnant des directions marche/arrêt.
• I et J : Ces valeurs indiquent le centre incrémental des arcs que la machine effectue.
• R : R donne le rayon des arcs effectués par la machine.
• A : Les valeurs A dirigent l'outil autour de l'axe x.
• B : Le nombre avec B montre la valeur de rotation autour de l'axe y.
• C : Un axe auxiliaire qui tourne autour de l'axe z obtient sa valeur de position du C.
• D : Ce nombre montre de combien le système décale le diamètre de l'outil.
• L : L donne au système une valeur pour indiquer les opérations répétées et combien de fois elles doivent boucler.
• P : Le programme saute dans le temps ou un temps différé avec la commande P.

D'autres désignations alphanumériques dépendent des capacités de la machine.

Pour les appareils à quatre ou cinq axes, le code G peut inclure des directions de coordonnées supplémentaires.

Derrière chaque code G se trouvent des instructions indiquant à une machine comment créer des variations sur ses fonctions essentielles. Généralement, les machines CNC ont trois opérations, et les systèmes montrent comment adapter ces tâches pour créer un produit fini.

Ces trois opérations incluent :

1. Se déplacer en ligne droite aussi vite que possible.
2. Se déplacer en ligne droite à un taux spécifié.
3. Se déplacer en cercle à une vitesse spécifiée.

À partir de ces trois mouvements, le programme peut dire à la machine quand s'arrêter, changer le taux, créer des coupes circulaires et d'autres directions. Par des programmes complexes, ces directions simples à l'appareil peuvent créer des produits complexes.

Une partie du choix des valeurs pour un programme nécessite de connaître les réponses de la machine au programme.

Généralement, les directions du programme disent à l'équipement d'usinage de commencer à faire quelque chose. L'appareil continuera de le faire jusqu'à ce qu'il reçoive une directive pour s'arrêter. Les machinistes doivent savoir quand saisir les instructions informatiques pour arrêter ainsi que pour démarrer.

Les machinistes n'ont pas besoin de saisir chaque ligne d'information requise, cependant.

Il existe aussi des raccourcis pour aider, comme les cycles en boîte.

En plus des actions individuelles, les opérateurs ont la possibilité d'utiliser des cycles en boîte. Ces cycles ont une seule combinaison alphanumérique qui dicte une série d'étapes. Par exemple, un code de cycle peut remplacer quatre lignes du programme pour indiquer le perçage ou l'alésage. Ces cycles en boîte aident les programmeurs quand ils doivent écrire les actions qu'une machine doit effectuer.

Comprendre les fonctions du code G facilite la lecture des directions d'opération quand on en voit des exemples. Même si vous n'êtes pas fluent en programmation de machines CNC, vous pouvez encore reconnaître l'importance du système alphanumérique et la complexité du programme requis pour créer un produit usiné.

Exemples de code G pour l'usinage CNC

Bien que les codes utilisés dépendent de la machine, certaines combinaisons de base de lettres et de nombres créent des directions génériques. Chaque groupe de commandes ne doit avoir qu'un seul code G pour éviter de confondre l'appareil. Si l'opérateur a besoin d'un autre code G, il aura besoin d'un autre bloc de données, comme dans l'exemple suivant :

• G0 : Aller aussi vite que possible vers une coordonnée spécifiée.
• G1 : Se déplacer en ligne droite.
• G2 : Créer un arc dans le sens horaire.
• G3 : Faire un arc dans le sens antihoraire.

Bien que les machinistes aient dû mémoriser ces commandes pendant leur formation, aujourd'hui beaucoup ne le font pas car les commandes qu'ils utilisent dépendent du type de machine. De plus, les machinistes saisissent généralement les directions G si souvent qu'ils les mémorisent rapidement. S'ils ont besoin d'un rappel, la plupart des appareils CNC ont un livre de programmation accompagnant qui indique le dialecte exact que la machinerie requiert.

Alors que les codes G donnent à la machine des instructions sur où se déplacer, les valeurs M dirigent l'appareil à effectuer des tâches diverses.

Les codes G les plus importants

Tous les codes G ont des utilisations pratiques et des fonctions vitales. Certains des codes G les plus fréquemment utilisés sont :

G00 : Positionnement rapide

La commande de positionnement G00 déplace rapidement la machine de sa position actuelle vers les coordonnées spécifiées de la commande. Tous les axes se déplacent en même temps, donc ils terminent l'action simultanément. Le mouvement vers le nouveau point est une ligne droite.

G01 : Interpolation linéaire

La commande G01 déplace la machine en ligne droite à votre taux d'avance désigné, que vous pouvez régler avec la fonction F. Vous devez avoir les valeurs X, Y et Z de votre projet avant de commencer ce code pour créer une ligne droite. Une fois que vous avez entré le code, la machine se met au travail pour calculer ces points et faire la ligne droite.

G02 : Interpolation circulaire horaire

La commande G02 déplace la machine dans le sens horaire. Pour qu'elle fonctionne correctement, vous devez définir le centre de rotation, qui est une mesure similaire au rayon d'un cercle avec un point central et le point de départ de l'arc. Vous devez aussi définir les paramètres du point final. Le point de départ est simplement le point final de la commande précédente, donc il est facile à déterminer.

G03 : Interpolation circulaire antihoraire

La commande G03 déplace aussi la machine en mouvement circulaire mais dans le sens antihoraire. Cette commande est similaire à G02.

Comment lire les codes G

Lors de la révision d'un fichier de code G, décomposez son contenu long et compliqué en coordonnées cartésiennes et repères. Essayez de chercher les codes que vous connaissez le mieux et utilisez une clé pour vous rappeler les codes que vous avez oubliés.

Chaque chaîne de nombres a un ordre, et les codes G suivent une structure soignée pour effectuer leurs fonctions correctement.

Code M CNC

Le code M est le langage de contrôle machine qui contrôle le programme global, souvent appelé code G. Alors que les commandes G décrivent les positions, le code M dirige les actions de la machine. Bien que M représente des codes divers, certains l'appellent code machine car il contrôle des opérations particulières de l'équipement.

Les codes G et M ont tous deux des utilisations spécialisées dans la programmation d'une machine CNC.

Sans les codes M, vous pouvez diriger les outils vers un endroit et leur dire de se déplacer en ligne ou en arc, mais vous n'aurez aucun succès pour donner des commandes plus directes, comme arrêter les programmes, changer d'outil, inonder le système de liquide de refroidissement ou d'autres actions au-delà des trois mouvements principaux que les codes G contrôlent. C'est pourquoi vous pouvez considérer les codes M comme dirigeant les opérations sans coupe.

Les fonctions du code M d'usinage CNC

Les codes M donnent à la machine des instructions sur quand activer ou désactiver les opérations non impliquées dans la coupe. Pour des processus spécifiques, par exemple, la machine peut avoir besoin d'inonder le système de liquide de refroidissement et de l'arrêter après la baisse de température. Ce sont deux actions distinctes en code M.

Comme pour les codes G, le dialecte utilisé pour les codes M varie selon la machine. Lors de la configuration des programmes, les codes M doivent avoir un par bloc d'informations. Ces commandes donnent des fonctions marche/arrêt à la machine, donc avoir plusieurs commandes dans un seul groupe ou bloc pourrait causer des problèmes de programme.

L'utilisation des commandes M permet au machiniste de dire à l'appareil de changer d'outil, d'allumer la broche, d'envoyer du liquide de refroidissement au système ou d'ouvrir les portes. Des dizaines d'opérations M existent, et les opérateurs apprennent à programmer pour exécuter les actions souhaitées rapidement.

Comme pour les codes G, les codes M dépendent de la machine.

Certaines machines nécessitent un zéro entre le M et le nombre tandis que d'autres omettent cette exigence. Encore une fois, connaître les exigences spécifiques détaillées dans les instructions de codage de la machine aidera l'opérateur à comprendre quels programmes alphanumériques utiliser.

Exemples de code M pour l'usinage CNC

Les commandes M ont des valeurs génériques qui incluent :

• M00 : Arrêter le programme actuellement en cours — axes, inondation de liquide de refroidissement ou broche.
• M01 : Cette commande indique un arrêt optionnel pour le programme.
• M02 : Fin du programme actuellement en cours.
• M03 : Commencer à déplacer la broche dans le sens horaire.
• M04 : Commencer à déplacer la broche dans le sens antihoraire ou en marche arrière.
• M05 : Arrêter le déplacement de la broche.
• M06 : Charger un autre outil. Généralement, cette commande vient avec la valeur T. Par exemple, vous pouvez voir « T1 M06 ».
• M08 : Commencer à inonder le système de liquide de refroidissement.
• M09 : Arrêter le flux de liquide de refroidissement.

Ces exemples ne sont que quelques-unes des valeurs M que vous pouvez voir sur un programme pour faire fonctionner une machine CNC.

Les codes M les plus importants

Certains des codes M les plus couramment utilisés sont :

M00 : Arrêt de programme

La commande M00 terminera le programme actuel, vous permettant de changer d'équipement ou d'exécuter des tâches de dépannage.

M02 : Fin de programme

La commande M02 termine le programme entièrement. Terminer le programme actuel de votre machine est la première étape pour en commencer un autre.

M03 : Démarrage de broche

La commande M03 déplace la broche vers l'avant dans une rotation horaire. Cette commande peut sembler similaire à la fonction de la commande G02, mais les codes G ne déplacent que la machine.

M04 : Démarrage de broche

La commande M04 déplace la broche dans la direction inverse de la commande M03, la faisant tourner dans le sens antihoraire. Cette manœuvre est nécessaire dans de nombreuses tâches de fabrication assistée par ordinateur.

M05 : Arrêt de broche

La commande M05 arrête la broche pour que vous puissiez examiner l'état actuel de votre travail.

M06 : Changement d'outil

La commande M06 vous permet de changer vos outils sans endommager l'équipement.

Comment lire les codes M

Les codes M, ou codes divers, sont souvent complétés par des codes d'autres catégories pour activer les paramètres idéaux de la machine. Cela fait paraître les lignes avec des codes M complexes, bien qu'elles soient structurées dans un ordre spécifique pour maintenir les processus en marche. Un code S peut régler la vitesse de la broche pendant qu'elle est déplacée avec un code M, par exemple. Les codes M sont souvent utilisés avec les codes G pour faire fonctionner une machine efficacement.

La principale différence entre le code G et le code M

Les codes G et M ont des utilisations particulières, mais différentes pour contrôler les machines CNC.

Certains désignent le programme CNC comme code G, bien que les nombres accompagnant G ne dirigent que le mouvement et la fonction du système. La valeur M fait partie du programme qui dit à la machine comment faire des opérations en dehors des mouvements.

En regardant comment ces deux types de commandes fonctionnent avec une machine, pensez à G pour la coupe et M pour les opérations diverses.

Alors que les deux contrôlent l'équipement, ils régulent des mouvements différents.

Les commandes G disent à l'outil où et comment couper. Les opérations M dirigent la machine à changer d'outils, déplacer la broche ou faire d'autres tâches sans coupe à l'intérieur de l'équipement. Si vous voulez simplifier le processus, vous pouvez envisager un logiciel CAO ou FAO, mais ce n'est pas toujours une solution parfaite.

Même si vous avez un logiciel CAO ou FAO pour changer les directions que vous donnez à un programme alphanumérique, vous devriez quand même être familier avec la programmation CNC pour faire des changements ou amender le logiciel en fonction de l'entrée requise par la machine. Le logiciel ne fera que ce que l'opérateur lui dit de faire, et si vous ne comprenez pas le programme qu'il génère, vous pourriez faire exécuter une fonction incorrecte à la machine, entraînant une perte de temps et de matériau.

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