G-code expliqué | Liste des commandes de code G les plus importantes

Si votre travail ou votre passe-temps est en corrélation avec des machines CNC ou des imprimantes 3D, alors comprendre ce qu'est le G-code et comment il fonctionne est essentiel pour vous. Ainsi, dans ce didacticiel, nous apprendrons les bases du langage G-code, quelles sont les commandes de code G les plus importantes ou les plus courantes et nous vous expliquerons comment elles fonctionnent.

Qu'est-ce que le G-code ?

G-code est un langage de programmation pour les machines CNC (Computer Numerical Control). Le code G signifie « code géométrique ». Nous utilisons ce langage pour dire à une machine quoi faire ou comment faire quelque chose. Les commandes G-code indiquent à la machine où se déplacer, à quelle vitesse se déplacer et quel chemin suivre.

Dans le cas d'une machine-outil telle qu'un tour ou une fraiseuse, l'outil de coupe est entraîné par ces commandes pour suivre un parcours d'outil spécifique, coupant le matériau afin d'obtenir la forme souhaitée.

De même, dans le cas de la fabrication additive ou des imprimantes 3D, les commandes G-code ordonnent à la machine de déposer du matériau, couche après couche, formant une forme géométrique précise.

Comment lire les commandes G-code ?

À première vue, lorsque vous voyez un fichier G-code, cela peut sembler assez compliqué, mais il n'est en fait pas si difficile à comprendre.

Si nous regardons de plus près le code, nous pouvons remarquer que la plupart des lignes ont la même structure. Il semble que la partie "compliquée" du G-code soit tous ces nombres que nous voyons, qui ne sont que des coordonnées cartésiennes.

Examinons une seule ligne et expliquons son fonctionnement.

G01 X247.951560 Y11.817060 Z-1.000000 F400.000000

La ligne a la structure suivante :

G## X## Y## Z## F##

• La première est la commande G-code et dans ce cas c'est le G01  qui signifie "se déplacer en ligne droite vers une position spécifique".
• On déclare la position ou les coordonnées avec le X , O et Z valeurs.
• Enfin, avec le F valeur, nous définissons le taux d'alimentation , ou la vitesse à laquelle le mouvement sera exécuté.

Pour conclure, la ligne G01 X247.951560 Y11.817060 Z-1.000000 F400 indique à la machine CNC de se déplacer en ligne droite de sa position actuelle aux coordonnées X247.951560, Y11.817060 et Z-1.000000 avec une vitesse de 400 mm /min. L'unité est mm/min car si nous regardons l'exemple d'image du code G, nous pouvons voir que nous avons utilisé la commande G21 qui définit les unités en millimètres. Si nous voulons les unités en pouces, nous utilisons à la place la commande G20.

Les commandes de code G les plus importantes/communes

Ainsi, maintenant que nous savons comment lire une ligne de code G, nous pouvons jeter un œil aux commandes de code G les plus importantes ou les plus couramment utilisées. Nous apprendrons comment chacun d'eux fonctionne à travers plusieurs exemples, et à la fin de ce tutoriel, nous serons en mesure de comprendre pleinement comment fonctionne le G-code, comment lire, comment modifier et même comment écrire notre propre G-code.

G00 – Positionnement Rapide

Le G00 La commande déplace la machine à la vitesse de déplacement maximale d'une position actuelle à un point spécifié ou aux coordonnées spécifiées par la commande. La machine déplacera tous les axes en même temps afin qu'ils effectuent le déplacement simultanément. Cela se traduit par un mouvement en ligne droite vers le nouveau point de position.

Le G00 est un mouvement sans coupe, et son but est de déplacer rapidement la machine vers la position souhaitée pour commencer un type de travail, comme la coupe ou l'impression.

G01 – Interpolation linéaire

Le G01 La commande de code G indique à la machine de se déplacer en ligne droite à une vitesse ou une vitesse d'avance définie. Nous spécifions la position finale avec le X , O et Z valeurs, et la vitesse avec le F évaluer. Le contrôleur de la machine calcule (interpole) les points intermédiaires à traverser pour obtenir cette droite. Bien que ces commandes G-code soient simples et assez intuitives à comprendre, derrière elles, le contrôleur de la machine effectue des milliers de calculs par seconde afin d'effectuer ces mouvements.

Contrairement à la commande G00 qui est utilisée uniquement pour le positionnement, la commande G01 est utilisée lorsque la machine effectue son travail principal. Dans le cas d'un tour ou d'une fraiseuse, couper le matériau en ligne droite, et dans le cas d'une imprimante 3D, extruder le matériau en ligne droite.

G02 – Interpolation circulaire dans le sens des aiguilles d'une montre

Le G02 La commande indique à la machine de se déplacer dans le sens des aiguilles d'une montre selon un motif circulaire. C'est le même concept que la commande G01 et il est utilisé lors de l'exécution du processus d'usinage approprié. En plus des paramètres du point final, nous devons également définir ici le centre de rotation, ou la distance entre le point de départ de l'arc et le point central de l'arc. Le point de départ est en fait le point final de la commande précédente ou le point actuel.

Pour une meilleure compréhension, nous ajouterons la commande G02 après la commande G01 de l'exemple précédent.

Ainsi, dans l'exemple, nous avons d'abord la commande G01 qui déplace la machine au point X5, Y12. Ce sera maintenant le point de départ de la commande G02. Avec les paramètres X et Y de la commande G02, nous définissons le point final. Maintenant, pour arriver à ce point final en utilisant un mouvement circulaire ou en utilisant un arc, nous devons définir son point central. Nous le faisons en utilisant les paramètres I et J. Les valeurs de I et J sont relatives au point de départ ou au point final de la commande précédente. Donc, pour obtenir le point central sur X5 et Y7, nous devons faire un décalage de 0 le long de l'axe X, et décalage de -5 le long de l'axe Y.

Bien sûr, nous pouvons définir le point central n'importe où ailleurs, ainsi nous obtiendrons un arc différent qui se termine au même point final. En voici un exemple :

Donc, ici, nous avons toujours le même point final que dans l'exemple précédent (X10, Y7), mais le point central est maintenant à une position différente (X0, Y2). Avec cela, nous avons obtenu un arc plus large par rapport au précédent.

Voir aussi : Comment configurer GRBL et contrôler une machine CNC avec Arduino

G00, G01, G02 Exemple – Programmation manuelle de code G

Jetons un coup d'œil à un exemple simple de fraisage CNC utilisant ces trois principales commandes de code G, G00, G01 et G02.

Pour obtenir le parcours d'outil pour la forme montrée dans l'image ci-dessus, nous devons suivre les commandes G-code :

G00 X5 Y5                ; point B
G01 X0 Y20 F200          ; point C
G01 X20 Y0               ; point D
G02 X10 Y-10 I0 J-10     ; point E
G02 X-4 Y-8 I-10 J0      ; point F
G01 X-26 Y-2             ; point BCode language: Arduino (arduino)

Avec le premier G00 commande, nous amenons rapidement la machine de sa position d'origine ou initiale au point B(5,5). À partir de là, nous commençons par "couper" à une vitesse d'avance de 200 en utilisant le G01 commande. Nous pouvons noter ici que pour aller du point B(5,5) au point C(5,25) nous utilisons des valeurs pour X et Y par rapport au point B de départ. Ainsi, +20 unités dans la direction Y nous amèneront au point C(5,25). En fait, cela dépend si nous avons sélectionné la machine pour interpréter les coordonnées comme absolues ou relatives. Nous expliquerons cela dans une section ultérieure.

Une fois que nous atteignons le point C(5,25), nous avons une autre commande G01 pour atteindre le point D(25,25). Ensuite, nous utilisons la commande G02, un mouvement circulaire, pour arriver au point E(35,15), avec un point central (25,15). Nous avons en fait le même point central (25,15) pour la prochaine commande G02, pour arriver au point F(31,7). Cependant, nous devons noter que les paramètres I et J sont différents de la commande précédente, car nous décalons le centre du dernier point final ou du point E. Nous terminons le parcours d'outil avec une autre commande G01 qui nous amène du point F(31, 7) retour au point B(5,5).

C'est ainsi que nous pouvons programmer manuellement le code G pour créer cette forme. Cependant, nous devons noter qu'il ne s'agit pas d'un code G complet, car il nous manque quelques commandes de base supplémentaires. Nous créerons le code G complet dans un exemple ultérieur, car nous devons d'abord expliquer ces commandes de code G.

G03 – Interpolation circulaire dans le sens antihoraire

Tout comme le G02, le G03 La commande G-code définit la machine pour se déplacer en motif circulaire. La seule différence ici est que le mouvement est dans le sens antihoraire. Toutes les autres fonctionnalités et règles sont identiques à celles de la commande G02.

Ainsi, avec ces trois principales commandes G-code, G01 , G02 et G03 nous pouvons générer un parcours d'outil pour, littéralement, n'importe quelle forme que nous voulons. Vous vous demandez peut-être maintenant comment cela est possible, mais c'est en fait une tâche facile pour un ordinateur et un logiciel de FAO. Oui, c'est vrai, nous pouvons parfois créer manuellement un programme G-code, mais la plupart du temps, nous le faisons avec un logiciel approprié qui est beaucoup plus simple et plus sûr.

Néanmoins, expliquez maintenant quelques commandes plus importantes et couramment utilisées et, à la fin, faites un véritable exemple de code G.

G20/ G21 – Sélection des unités

Les commandes G20 et G21 définissent les unités du code G, en pouces ou en millimètres.

• G20 =pouces
• G21 =millimètres

Nous devons noter que les unités doivent être définies au début du programme. Si nous ne spécifions pas les unités, la machine considérera la valeur par défaut définie par le programme précédent.

G17/ G18/ G18 – Sélection du plan de code G

Avec ces commandes G-code, nous sélectionnons le plan de travail de la machine.

• G17 – Plan XY
• G18 – Plan XZ
• G19 – Plan YZ

Le G17 est par défaut pour la plupart des machines CNC, mais les deux autres peuvent également être utilisés pour réaliser des mouvements spécifiques.

G28 – Retour à la maison

Le G28 indique à la machine de déplacer l'outil vers son point de référence ou sa position d'origine. Afin d'éviter les collisions, nous pouvons inclure un point intermédiaire avec les paramètres X, Y et Z. L'outil passera par ce point avant d'atteindre le point de référence. G28 X## Y## Z## 

La position d'origine peut être définie avec la commande G28.1 X## Y## Z## .

G90/ G91 – Positionnement des commandes de code G

Avec les commandes G90 et G91, nous indiquons à la machine comment interpréter les coordonnées. G90 est pour le mode absolu et G91 est pour le mode relatif .

En mode absolu, le positionnement de l'outil se fait toujours à partir du point absolu ou du zéro. Donc la commande G01 X10 Y5 amènera l'outil à ce point exact (10,5), quelle que soit la position précédente.

En revanche, en mode relatif, le positionnement de l'outil est relatif au dernier point. Donc si la machine est actuellement au point (10,10), la commande G01 X10 Y5 amènera l'outil au point (20,15). Ce mode est aussi appelé "mode incrémental".

Plus de commandes et de règles

Ainsi, les commandes de code G que nous avons expliquées ci-dessus sont les plus courantes, mais il y en a beaucoup plus. Il existe des commandes telles que la compensation de fraise, la mise à l'échelle, les systèmes de coordonnées de travail, la temporisation, etc.

En plus du code G, il existe également des commandes de code M qui sont utilisées lors de la génération d'un véritable programme de code G à part entière. Voici quelques commandes de code M courantes :

• M00 – Arrêt du programme
• M02 – Fin de programme
• M03 – Broche ON – dans le sens des aiguilles d'une montre
• M04 - Broche ON - dans le sens antihoraire
• M05 – Arrêt de la broche
• M06 – Changement d'outil
• M08 – Inondation de colant ON
• M09 – Inondation de colant désactivée
• M30 – Fin de programme

Dans le cas d'une imprimante 3D :

• M104 - Démarrer le chauffage de l'extrudeuse
• M109 - Attendez que l'extrudeuse atteigne T0
• M140 – Démarrer le chauffage du lit
• M190 – Attendre que le lit atteigne T0
• M106 – Régler la vitesse du ventilateur

Certaines de ces commandes nécessitent des paramètres appropriés. Par exemple, lors de la mise en marche de la broche avec M03, nous pouvons régler la vitesse de la broche à l'aide du paramètre S. Donc, la ligne M30 S1000 allumera la broche à une vitesse de 1000 RPM.

On peut également noter que de nombreux codes sont modaux , ce qui signifie qu'ils restent en vigueur jusqu'à ce qu'ils soient annulés ou remplacés par un autre code. Par exemple, disons que nous avons un code pour le mouvement de coupe linéaire G01 X5 Y7 F200 . Si le mouvement suivant est à nouveau une coupe linéaire, nous pouvons simplement taper les coordonnées X et Y, sans l'écriture G01 au début.

G01 X5 Y7 F200
X10 Y15
X12 Y20
G02 X5 Y5 I0 J-5
X3 Y6 I-2 J0Code language: Arduino (arduino)

Il en va de même pour le paramètre de vitesse d'avance F. Nous n'avons pas à l'inclure dans chaque ligne à moins que nous ne souhaitions modifier sa valeur.

Dans certains fichiers G-code, vous pouvez également voir "N## ” devant les commandes. Le mot N est simple pour numéroter la ligne ou le bloc de code. Cela peut être utile pour identifier une ligne spécifique en cas d'erreur dans un gros programme.

Exemple de programme simple en code G

Néanmoins, après avoir lu tout cela, nous sommes maintenant capables de créer manuellement un code réel et réel. Voici un exemple :

%
G21 G17 G90 F100
M03 S1000
G00 X5 Y5                 ; point B
G01 X5 Y5 Z-1             ; point B
G01 X5 Y15 Z-1            ; point C
G02 X9 Y19 Z-1 I4 J0      ; point D
G01 X23 Y19 Z-1           ; point E
G01 X32 Y5 Z-1            ; point F
G01 X21 Y5 Z-1            ; point G
G01 X21 Y8 Z-1            ; point H
G03 X19 Y10 Z-1 I-2 J0    ; point I
G01 X13 Y10 Z-1           ; point J
G03 X11 Y8 Z-1 I0 J-2     ; point K
G01 X11 Y5 Z-1            ; point L
G01 X5 Y5 Z-1             ; point B
G01 X5 Y5 Z0
G28  X0 Y0
M05
M30
%Code language: Arduino (arduino)

Description du programme G-code :

1. Initialisation du code. Ce caractère (%) est toujours présent au début et à la fin du programme.
2. Ligne de sécurité :programmation des ensembles en système métrique (toutes les dimensions en mm), plan XY, positionnement absolu et vitesse d'avance de 100 pouces/min.
3. Broche dans le sens des aiguilles d'une montre à une vitesse de 1 000 tr/min.
4. Positionnement rapide à B(5,5).
5. Mouvement contrôlé sur la même position, mais abaissement de l'outil à -1.
6. Mouvement de coupe linéaire vers la position C(5,15).
7. Mouvement circulaire dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'au point D(9,19), avec le point central à (9,15).
8. Coupe linéaire au point E(23,19).
9. Coupe linéaire au point F(32,5).
10. Même coupe droite au point G(21,5).
11. Encore une coupe droite au point H(21,8).
12. Interpolation circulaire dans le sens inverse des aiguilles d'une montre jusqu'à la position I(19,10), avec un point central à (19,8).
13. Coupe linéaire au point J(13,10).
14. Coupe circulaire dans le sens inverse des aiguilles d'une montre jusqu'à la position K(11,8), avec un point central à (13,8).
15. Coupe linéaire à la position L(11,5).
16. Mouvement de coupe linéaire final vers la position B(5,5).
17. Levez l'outil.
18. Aller à la position initiale.
19. Déroulez.
20. Fin du programme principal.

Voici à quoi ressemble ce code prêt à être envoyé à notre machine CNC via le logiciel Universal G-code Sender :

Ainsi, en utilisant ces principales commandes de code G expliquées ci-dessus, nous avons réussi à écrire notre propre code G à part entière. Bien sûr, cet exemple est assez simple et pour des formes plus complexes, nous devons absolument utiliser un logiciel de FAO. Voici un exemple de code G complexe d'une forme de cheval :

À titre de comparaison, ce code comporte environ 700 lignes, mais toutes générées automatiquement. Le code G a été créé en utilisant Inkscape comme exemple pour ma machine de découpe de mousse DIY Arduino CNC. Voici comment la forme est sortie :

Vous pouvez consulter mon tutoriel particulier pour plus de détails sur cette machine.

Conclusion

Nous avons donc couvert les bases du code G, expliqué les commandes de code G les plus importantes et les plus courantes et créé manuellement notre propre code G. Après tout, je pense que comprendre le G-code n'est pas si difficile. Bien sûr, il y a tellement d'autres commandes et fonctionnalités utilisées dans l'usinage CNC ou l'impression 3D que nous devrions connaître, mais plus à ce sujet dans d'autres tutoriels.

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