Comprendre le code G et le code M : Guide débutant pour la programmation CNC

L'usinage CNC est un processus de fabrication traditionnel adoptant des outils de coupe et des forets pour enlever systématiquement du matériau d'une pièce brute et créer des pièces d'usinage CNC finies. Il est réalisé par une machine qui reçoit des parcours d'outils pour couper la pièce, principalement en code G d'usinage CNC. Le code pour la machine peut être écrit de deux manières. La première, écrite manuellement ou en mode conversationnel sur la machine. La seconde, provient d'un processeur, généralement d'un logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO).

Le logiciel informatique prend le contrôle total de la machine CNC et des pièces finies finales, il est donc essentiel d'adopter une programmation de machine CNC appropriée. En revanche, une mauvaise programmation peut causer de nombreux défauts tels que des problèmes de tolérance, une mauvaise finition de surface, une rupture prématurée de l'outil et un certain nombre d'autres problèmes. Pour rendre l'usinage CNC cohérent, connaître les connaissances suivantes sur la programmation CNC est nécessaire.

3 méthodes de base de programmation de machine CNC

Trois principales méthodes de base de programmation d'usinage CNC sont utilisées – Manuelle, conversationnelle et programmation par système FAO.

1. Programmation manuelle

La programmation manuelle est une compétence fondamentale précieuse à maîtriser. Avec elle, l'opérateur entre le code manuellement. Bien que cela puisse prendre beaucoup de temps et être un peu fastidieux, cela nécessite en effet une connaissance approfondie du langage de programmation. Pour assurer un processus d'usinage CNC fluide, la programmation manuelle est une compétence précieuse à avoir, et elle nous aide à faire des modifications rapides lorsque c'est nécessaire.

2. Programmation conversationnelle

La programmation conversationnelle, aussi appelée programmation « au pied de la machine », en tant que méthode CNC de base, devient de plus en plus populaire car elle implique des fonctions graphiques et pilotées par menu. Tout comme l'action en programmation manuelle, l'opérateur n'entre que des commandes dans la machine CNC, et les problèmes potentiels seront atténués, qui pourraient survenir à cause de post-processeurs défaillants en FAO.

3. Programmation par système FAO

La programmation par système FAO est quelque peu comme une méthode conversationnelle mais avec des technologies plus avancées. Un système FAO avec le logiciel pour fournir une interface graphique avancée, qui implique des stratégies de parcours d'outil, indique à l'opérateur comment préparer et générer le programme. En même temps, elle élimine le besoin de toute programmation manuelle dans la plus grande mesure.

L'outil fondamental de la programmation CNC – Le Code

Sachant ce qu'est la programmation de machine CNC, vous devriez connaître son outil fondamental. Ensuite, toutes les méthodes de programmation de machine CNC impliquent le code G et le code M. Le code G est le langage de programmation, portant des instructions sur ce qu'il faut faire à la machine CNC, facilitant des pièces précises et reproductibles. Le code M gère toutes les fonctions de la machine CNC, comme le démarrage et l'arrêt de la rotation de la broche. Il existe de nombreux types de code M, et il peut être personnalisé par machine, il est donc nécessaire pour l'opérateur de faire une double vérification qu'il est aux bonnes fonctions avant que la machine ne démarre.

Contrôle par code G

Lorsqu'une machine CNC fonctionne, il y a un écran sur la machine pour afficher le code en cours de lecture et d'exécution.

Apprentissage rapide du code G – Le maître de l'action

En termes simples, le code G est un langage de programmation logiciel utilisé pour contrôler les machines CNC. Peu importe le niveau de complexité de l'usinage CNC, le code G sera écrit d'une manière directe et logique.

Un chiffre suit un « G », et il forme une commande pour changer la géométrie. Par exemple, « G00 » est une commande simple qui signifie déplacement rapide. Il dit à l'outil de se déplacer vers la géométrie de la pièce au taux maximal, généralement utilisé pour déplacer l'outil et la pièce de près à loin et vice versa.

Voici quelques exemples de code G :

• G00 : Déplacement rapide vers une position de coordonnées spécifique
• G01 : Déplacement linéaire en avance
• G02/G03 : Déplacement en avance dans le sens horaire/antihoraire

Ces codes (par exemple, G00) sont suivis par la position géométrique. La géométrie est communiquée par des coordonnées sur les axes. Donc les coordonnées « X » et « Y » sur le plan.

Décomposons « G00 G58 X-120. Y-5. ». Vous savez que « G00 » signifie un déplacement rapide.

« G58 » spécifie les coordonnées de la pièce, changeant la géométrie par rapport au décalage de la pièce, comme l'origine de la pièce. « X-120. » signifie déplacer vers « -120 mm » sur l'axe X. « Y-5 » indique déplacer vers « -5 mm » sur l'axe Y.

Les codes G peuvent répéter une action indéfiniment jusqu'à ce qu'elle s'arrête. Par exemple, G01 suivi d'une série de positions X, Y ou Z signifie que tous les mouvements d'avance linéaires se produisent en G01. Un exemple d'usinage typique est le fraisage de face, où la séquence de positions est utilisée pour usiner le profil de face d'une pièce.

Toutes ces coordonnées dans le code G permettent à la machine CNC d'exécuter de manière cohérente et d'être suffisamment flexible pour produire différentes pièces.

Apprentissage rapide du code M – L'organisateur des fonctions

Les codes M contrôlent les fonctions diverses, qui peuvent généralement être considérées comme des fonctions de machine non géométriques. Les exemples incluent le démarrage et l'arrêt de la rotation de la broche, le liquide de refroidissement marche/arrêt, le changement de palette, et plus. Certaines de ces fonctionnalités peuvent varier selon la machine spécifique.

Voici quelques exemples de codes M :

• M00 : Arrêter toute fonction que le programme exécute actuellement
• M03 : Faire tourner la broche dans le sens horaire
• M08/M09 : Liquide de refroidissement Marche/Arrêt

Similaire au code G, le code M consiste en un « M » et un chiffre. Contrairement aux codes G, cependant, les codes M peuvent être plus spécifiques à différentes machines et plus personnalisables. Les deux types de machines CNC sont nécessaires pour effectuer leurs fonctions.

Comme pour toute langue, le CNC a de nombreux autres aspects. Ce diagramme est juste un exemple de toutes les lignes de programme qui peuvent être incluses dans le code.

Comment le code G et le code M fonctionnent-ils dans l'usinage CNC ?

Avant l'avènement des ordinateurs, les machinistes utilisaient des cartes ou des bandes pour contrôler les mouvements de la machine. Ils perçaient des trous sur ces cartes dans un ordre spécifique pour créer les codes. Bien que cela était également efficace à l'époque, c'était assez fastidieux. De plus, ces cartes étaient sujettes aux dommages ou à la perte dans les ateliers. Cela a entraîné plusieurs problèmes dans les productions à l'époque.

Lorsque les machinistes ont commencé à utiliser des ordinateurs pour les machines à commande numérique, ils ont encore rencontré quelques problèmes. C'était parce qu'ils devaient entrer les codes manuellement. Cela serait, bien sûr, très fastidieux lorsqu'ils fabriquaient des pièces assez sophistiquées qui nécessitaient beaucoup d'instructions.

Cependant, avec des ordinateurs et des logiciels beaucoup plus avancés, les machinistes peuvent simplement instruire le logiciel sur ce qu'il doit faire. Le logiciel générera alors les codes G et M que la machine comprend. Avec les logiciels CAO (conception assistée par ordinateur) et FAO (fabrication assistée par ordinateur), la génération de code pour les fonctions de la machine est devenue très facile.

4 conseils importants pour la programmation de machine CNC

• Prenez le temps de revoir les bases

Les meilleurs programmeurs CNC, opérateurs et mécaniciens s'assurent qu'ils ont maîtrisé les bases avant de commencer tout projet. Pour la programmation manuelle et conversationnelle, les opérateurs devraient vérifier leurs mathématiques pour s'assurer qu'ils programment les spécifications correctes dans la machine CNC.

• Programmation de machine CNC

Comme un charpentier, les programmeurs sont mieux avisés de « mesurer deux fois et couper une fois ».

À cette étape initiale, les programmeurs devraient également garder à l'esprit que le logiciel CNC n'est pas infaillible. Par exemple, la plupart des programmes de machine CNC dessinent les courbes et les cercles comme une série de segments plutôt que de vraies surfaces, ce qui affecte toutes les courbes dans le motif principal. Les programmes de machine CNC sont aussi précis que les mathématiques sous-jacentes, et il ne fait jamais de mal de revérifier son travail.

• Personnaliser les débits d'avance de la machine CNC

Dans tout projet CNC à haut volume, l'opérateur passe beaucoup de temps à régler les programmes pour assurer un fonctionnement fluide, efficace et cohérent. Une fois terminé et verrouillé, l'opérateur peut « le configurer et l'oublier ». Cependant, certains aspects de la programmation personnalisée de machine CNC peuvent être optimisés pour la fabrication.

Par exemple, chaque ligne de code qu'une machine CNC exécute appelle la vitesse et l'avance. Si l'opérateur commande le démarrage de la broche sans émettre de commande de vitesse accompagnante, la machine revient à son dernier régime. Le même principe s'applique au débit d'avance. Au stade initial de tout projet, les opérateurs devraient être prêts à ajuster leurs temps d'avance en fonction de la qualité du produit fini et de toute autre donnée pertinente.

• Comprendre les types de compensation de machine CNC

La compensation permet simplement et permet un changement imprévisible. Les opérateurs peuvent entrer parfaitement leur code de programmation de fraiseuse CNC ou calculer quelles valeurs devraient produire la pièce parfaite, mais ils ne pourront pas confirmer la précision et la justesse de la programmation jusqu'à ce que l'usinage soit terminé. Il y a de nombreuses variables difficiles à expliquer qui pourraient affecter les résultats. Par exemple, la contrainte de l'outil peut affecter le produit final même si tous les ajustements et calculs initiaux sont corrects.

L'opérateur devrait être au courant des types de compensation les plus courants et les expliquer pendant la programmation. La compensation peut être entrée manuellement ou programmée en utilisant l'outil de préréglage automatique dans la machine CNC. Les types de compensation d'usinage incluent la compensation de longueur d'outil, la compensation de rayon d'outil, l'usure de l'outil et le décalage de fixation. Avec chaque ajustement et compensation, l'usinage devient plus précis.

Essayer de simplifier la programmation de machine CNC

Le code G est le code standard de presque tous les programmes d'usinage CNC ; Cependant, programmer les opérations une par une peut être chronophage. Les opérateurs peuvent grandement réduire le temps de programmation pour les opérations de perçage de trous en utilisant des cycles fixes.

Le cycle fixe ne nécessite qu'un segment de programme par trou, indépendamment de la méthode d'usinage, et une fois que l'opérateur entre le cycle fixe, il peut traiter des trous supplémentaires en reprogrammant simplement les coordonnées des trous. Des codes comme G83 peuvent faire gagner du temps, réduire les erreurs et rendre la programmation de machine CNC plus complète.

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