Comprendre le G-code et M-code : commandes clés pour le succès de l'usinage CNC

Comme son nom l'indique clairement, CNC (commande numérique par ordinateur) est le contrôle automatisé d'outils d'usinage utilisant un ordinateur. Pourtant, cela ne se fait pas tout seul ; cela nécessite les bonnes instructions programmées codées.

Alors, qu'est-ce que le G-code ? Qu'est-ce que le M-code ? Et comment la programmation G-code et M-code fonctionne-t-elle réellement ? Cet article explique chacun, mais touchons d'abord à ce qu'est réellement la programmation.

Un programme est une séquence de codes et de données qui dit à la machine CNC quoi faire. Les codes programmés, avec le bon outillage dans un centre d'usinage CNC, permettent une fabrication de pièces correcte et répétable.

Si vous êtes intéressé par le processus de programmation, lisez cet article.

Alors qu'une machine CNC tourne, le code est affiché sur le moniteur de l'opérateur et on le voit défiler, étant lu et agi par la machine.

Qu'est-ce que le G-code — Le maître de l'action

Simplement mis, le G-code est un langage de programmation logiciel utilisé pour contrôler une machine CNC. Et, même avec l'usinage CNC complexe, le G-code est écrit d'une manière directe et logique.

Un « G » est suivi d'un nombre, qui est une commande pour changer la géométrie. Par exemple, « G00 » est une commande pour un mouvement rapide. Il déplace l'outil vers la géométrie de la pièce au taux maximum et est généralement utilisé pour déplacer l'outil et la pièce de près à loin ou vice versa.

Voici quelques exemples de G-code :

• G00 : Mouvement rapide vers une position de coordonnées spécifique
• G01 : Mouvement d'avance linéaire
• G02/G03 : Mouvement d'avance horaire/anti-horaire

Ces codes, comme G00, sont suivis d'une position géométrique. La géométrie est transmise avec des coordonnées sur des axes, donc une coordonnée « X » et une coordonnée « Y » sur un plan.

Décomposons « G00G58X-120.Y-5. ». Vous savez que « G00 » signifie un mouvement rapide. « G58 » spécifie les coordonnées de travail, changeant la géométrie relative aux décalages de travail, comme l'origine de la pièce. « X-120. » signifie aller à « -120 mm » sur l'axe X, et « Y-5. » signifie aller à « -5 mm » sur l'axe Y.

Le G-code peut répéter une action indéfiniment jusqu'à ce qu'il soit arrêté. Par exemple, G01 suivi d'une séquence de positions X, Y, ou Z, signifie que tous les mouvements d'avance linéaire se produisent à G01. Un exemple d'usinage typique est le surfaçage, où la séquence de positions est utilisée pour usiner le contour de la face de la pièce.

Toutes ces coordonnées en G-code permettent à la machine CNC de performer de manière consistante et d'être assez flexible pour produire différentes pièces.

Les axes X et Y positionnent la broche précisément pour effectuer une coupe ou autre fonction.

Qu'est-ce que le M-code — L'organisateur des fonctions

Le M-code contrôle les fonctions diverses, et typiquement celles-ci peuvent être pensées comme des fonctions machine non-géométriques. Exemples : démarrage et arrêt de rotation de broche, liquide de refroidissement marche/arrêt, changement de palette, etc. Certaines de ces fonctions peuvent varier selon la machine spécifique.

Voici quelques exemples de M-code :

• M00 : Arrêter toute fonction que le programme est en train de faire
• M03 : Rotation broche horaire
• M08/M09 : Liquide de refroidissement par inondation marche/arrêt

Similaire au G-code, le M-code consiste en un « M » et un nombre. Contrairement au G-code, cependant, le M-code peut être plus spécifique pour différentes machines et est plus personnalisable. Les deux types sont nécessaires pour qu'une machine CNC effectue ses fonctions.

Comme tout langage, le CNC a beaucoup d'autres aspects. Ce graphique n'est qu'un échantillonnage de toutes les lignes de programme qui pourraient être incluses dans le code.

Ligne de programme Explication
N102M6T2 Numéro de bloc 102, Changement d'outil vers outil 2 (FRAISEUSE FACE 3") Commentaire - non lu par la machine, mais dit à l'opérateur/ingénieur que l'outil 2 est une fraiseuse face de 3 pouces
M82 Palette A
Vérification SI[#10002+#11002LT150.]ALLER2001 Vérification hauteur d'outil min
SI[#10002+#11002GT154.]ALLER2002 Vérification hauteur d'outil max
G00G90B267. Rapide, positionnement absolu, Palette tourne à B 267 (degrés)
M08 Liquide de refroidissement marche (PIÈCE B) Commentaire

Quelques exemples de lignes de code de programmation et ce qu'elles signifient. Tout ce qui est entre parenthèses n'est pas lu par la machine. Ce sont des commentaires pour le programmeur et l'opérateur.

Autres commandes. Autres machines.

En plus des G-codes, M-codes, et positionnement des axes X/Y/Z, d'autres commandes sont utilisées en usinage CNC. Une commande de démarrage de rotation de broche M03 a besoin d'une commande « S », qui contrôle la vitesse de broche en tr/min.

Voici comment cela s'ajoute à notre exemple de code actuel : G00G58X-120.Y-5.M03S3820.

Le « S3820 » indique une vitesse de broche de 3820 tr/min. Jusqu'ici, le programme a défini la géométrie et la vitesse de broche.

Autres fonctions possibles :

• F : Vitesse d'avance
• T : Numéro d'outil
• H : Appel de décalage de longueur d'outil

De nombreuses autres désignations alphanumériques peuvent être utilisées, selon les capacités de la machine CNC.

Gardez à l'esprit, les exemples spécifiques de G-code et M-code que nous avons explorés sont basés sur des programmes de centres d'usinage horizontaux et verticaux. Les tours CNC utilisent aussi le G-code et M-code, mais vous pouvez vous attendre à certaines commandes et séquences différentes pour le tournage.

La puissance du logiciel

Bien que les machines soient fréquemment programmées directement avec le G-code, un programmeur CNC utilise souvent un outil de programmation de fabrication assistée par ordinateur (FAO) de haut niveau.

Mastercam est un logiciel de production de code qui aide les programmeurs à créer le bon code pour le projet. Standard dans l'industrie CNC, Mastercam prend les entrées du programmeur (tout ce qu'il doit faire), et produit la bonne programmation G-code et M-code.

Voici un exemple simplifié de comment Mastercam fonctionne. Le programmeur importe un modèle de machine et le montage d'usinage. Ensuite, le programmeur sélectionne les outils et les parcours d'outillage où la broche ira, et le code est produit par le logiciel. Le programmeur travaille avec les modèles CAO, mais se réfère au plan pour les spécifications et tolérances exactes.

Autant Mastercam est puissant, il pourrait nécessiter deux semaines de programmation si la pièce est complexe (grande taille et beaucoup d'outils nécessaires), alors qu'il pourrait ne prendre que deux heures pour une pièce simple. Évidemment, un travail à 3 outils est simple comparé à un travail à 100 outils.

Le logiciel Mastercam montre une visualisation du projet entier ; à gauche sont des dossiers contenant le code nécessaire pour effectuer diverses fonctions.

Qui a besoin de connaître le G-code et M-code ?

Selon vos responsabilités, peut-être lire cet article est tout ce que vous avez besoin de savoir sur la programmation CNC utilisant G-code et M-code. Ou, vous pourriez avoir besoin de creuser plus profond pour exécuter correctement vos tâches quotidiennes.

Dans un atelier CNC, savoir quelque chose sur le code est utile pour de nombreux postes. Les ateliers avec un bon programme de formation interne expliqueront les bases du codage aux nouveaux employés pendant le processus d'orientation. D'autres peuvent l'inclure comme partie de la formation sur le terrain pour les opérateurs.

Selon la pièce et le processus, le centre d'usinage CNC et le programme tournent en boucle avec une interaction limitée. L'opérateur charge, décharge, inspecte, ébavure les pièces, et emballe la pièce.

Dans un monde parfait, une fois le bon code CNC programmé, c'est fini, et aucune édition n'est nécessaire sur le terrain. Beaucoup de projets, cependant, nécessitent de légers ajustements, comme ajuster les décalages de travail et l'usure d'outil.

Les contrôles machine sont verrouillés pour prévenir les changements accidentels. L'édition est possible sur le terrain, mais elle nécessite une clé pour activer. L'édition est mostly réservée aux ingénieurs expérimentés, pros du réglage, et superviseurs.

Alors, vous avez craqué le code ! Eh bien, au moins vous savez ce que sont le G-code et M-code, et vous connaissez quelques autres commandes connexes. Peut-être maintenant vous envisagez d'utiliser l'expertise d'un atelier CNC.

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