Een inleiding tot CNC G-code

Wat is G-code?

Mensen praten over de 'taal' van computerprogrammering, alsof het een enkele taal is. Maar zoals elke doorgewinterde programmeur je zal vertellen, is dat beeld drastisch vereenvoudigd. Er zijn letterlijk honderden programmeertalen, elk ontworpen om bepaalde aspecten van programmeren gemakkelijker te maken of om bepaalde systemen te bedienen. Al die verscheidenheid betekent dat programmeertalen niet uniform zijn, niet altijd op afstand vergelijkbaar zijn in hun inhoud en zeker niet dezelfde dingen doen. Sommige programmeertalen verouderen en sterven vrij snel uit, terwijl andere blijk geven van een verrassende veerkracht.

Een van de programmeertalen die de tand des tijds heeft doorstaan, is G-code. G-code is een van de talen die wordt gebruikt om Computer Numerical Control (CNC) machines te bedienen. CNC-machines vertrouwen op een computer om bewerkingen te sturen, in plaats van een menselijke operator; G-code is de taal die door die computers wordt gebruikt om bewerkingen uit te voeren. In dit artikel gaan we dieper in op wat G-code is en hoe het werkt, zodat u een beter begrip krijgt van het belang van G-code op het gebied van moderne productie en machinale bewerking.

Allereerst een korte definitie. Computer Numerical Control, of CNC, verwijst naar machines die kunnen worden geprogrammeerd om een ​​reeks sneden en manoeuvres uit te voeren zonder een operator. CNC-technologie maakt de automatisering van vele stappen in het fabricageproces mogelijk. Het biedt ook een enorm verbeterde kwaliteitscontrole en uniformiteit van de geproduceerde onderdelen. CNC-technologie bestaat al sinds de jaren vijftig, maar met de komst van computers en robotica kunnen CNC-machines steeds gecompliceerdere bewerkingen aan, waarbij ze over meerdere assen bewegen en schakelen tussen verschillende gereedschappen en snijkoppen binnen dezelfde machine.

Basiskenmerken van G-code

Onderhoudstaken voor CNC-machines vallen in drie algemene categorieën:dagelijkse inspecties, taken die elke 500 uur of elk half jaar moeten worden uitgevoerd, en aanvullende inspecties die elke 1000 uur of elk jaar moeten worden uitgevoerd. De dagelijkse checklist is natuurlijk de langste en degene die je het vaakst zult gebruiken. Vergeet echter de andere controles niet, vooral als uw machine 24 uur per dag of voor langere diensten draait. Vijf dagen van 24 uur is 121 uur, wat betekent dat machines die vrijwel constant in gebruik zijn bijna elke maand een inspectie van 500 uur nodig kunnen hebben.

G-code is ontstaan ​​in de jaren 50. De letter "g" begon met commando's in de code, waarbij de machine vaak werd verteld om bewerkingen te starten, te stoppen, enz. Zo werd de hele taal bekend als g-code - ook al begint niet elk commando met "g".

G-code began at a time when computers had limited capabilities and were not able to handle long, complex strings of commands:thus, g-code tends to be short and sweet. A sample string might look like this:

G01 X1 Y1 F20 T01 M03 S500

The G command initiates the machine movement, and X and Y give the destination coordinates. F tells the machine how fast to move, in this case, at a rate of 20. T01 instructs the machine to use Tool 1 to perform the job, M03 starts the spindle moving, and S500 sets the spindle speed. (Example taken from here.)

While g-code doesn’t have to be terribly complex, it communicates all the necessary information to perform a variety of tasks. This succinctness makes it ideal for CNC routers, mills, lathes, electron discharge machines (EDMs), and any number of other factory and machine-shop machines. In the early days, programmers needed to enter g-code manually; today, CAD programs or wizards will often do so for you, making it easier for people without direct experience of g-code to operate CNC machinery.

How G-code is used

Every six months to a year, you should have your CNC machines thoroughly inspected by a trained technician, often one sent from the original manufacturer of the machine. That person can completely drain and replace the hydraulic fluid, clean the coolant tank itself, and perform an inspection of the chuck, jaws, and clamps of the machine heads.

G-code makes it possible to automate large industrial machines and manufacturing equipment. From its base form, established in the United States officially as RS-274-D, g-code has developed a number of flavors. Those flavors depend partly on the country of origin, and even more so on the particular machine using them.

G-codes generally initiate an operating or a series of operations, with other codes, often M-codes, forming the “body” of the code block. Some machines may use a g-code to initiate a particular part rotation, or even to follow an arc or curve in the tool’s path. Other machines won’t use those codes at all, and will employ completely different ones.

Each CNC program aims to produce parts quickly and efficiently, using G-code to keep commands as simple as possible. Nevertheless, certain codes pop up in CNC programs everywhere. These are some of the common ones:

• G0 – Move the tool to a set of coordinates as rapidly as possible. G0 can indicate a non-linear position:the tool may have to move along more than one axis.
• G1 – Move the tool to a new position in a straight line.
• G17, G18, G19 – Plane designation for an arc machining.

As mentioned, there are sets for common functions or common types of machinery

• G80-G89 – milling instructions
• G81-G88 – cylindrical grinding instructions

Whatever the machine and whatever the function, g-code has been instrumental in the development of modern industry. One of the most significant functions of g-code is its repeatability:a program can be written, entered into a machine, and then performed a limitless number of times. Rather than rely on a human operator to follow instructions correctly, industries can turn to operators to write programs (in g-code!) which command their machines to perform the same operation over and over again. Assuming the program is correct, this means parts can be made the same way, drilling done to the same depth, and machining done to the exact same standards across an entire run of parts.

In short, g-code made industrial automation possible. A good accomplishment for a nearly seventy-year-old programming language!