CNC プログラミングにおける G コードと M コードの紹介

CNC 機械加工は、工作物から材料を体系的に除去し、完成した CNC 機械加工部品を作成するために、切削工具とドリルを採用する従来の製造プロセスです。主に CNC 加工 G コードで、部品を切断するためのツール パスを受け取る機械によって運ばれます .マシンのコードは 2 つの方法で記述できます。最初のものは、手動で書かれたもの、または機械で書かれた会話です。 2 つ目は、プロセッサー (通常はコンピューター支援製造ソフトウェア (CAM)) から発生します。

コンピュータ ソフトウェアは、CNC マシンと最終完成部品を完全に制御するため、適切な CNC マシン プログラミングを採用することが不可欠です。契約上、不十分なプログラミングは、公差の問題、粗末な表面仕上げ、早期の工具破損、およびその他の多くの問題など、多くのデフォルトを引き起こす可能性があります。 CNC 加工の一貫性を保つには、CNC プログラミングに関する次の知識が必要です。

CNC マシン プログラミングの 3 つの基本的な方法

3 つの主要な基本的な CNC 機械加工プログラミング方法 (手動、会話型、および CAM システム プログラミング) が使用されます。

1.手動プログラミング

手動プログラミングは、制御するための貴重な基礎スキルです。これにより、オペレーターは手動でコードを入力します。時間がかかり、少し退屈かもしれませんが、実際にはプログラミング言語の深い知識が必要です。滑らかな CNC 機械加工プロセスを確実にするために、手動プログラミングは貴重なスキルであり、必要なときに迅速な変更を行うのに役立ちます.

2.会話型プログラミング

「ショップフロア」プログラミングとも呼ばれる会話型プログラミングは、基本的な CNC 手法として、グラフィックやメニュー駆動の機能を含むため、ますます一般的になっています。手動プログラミングのアクションと同様に、オペレータは CNC マシンにコマンドを入力するだけで、CAM のポスト プロセッサが貧弱であることが原因で発生する可能性のある潜在的な問題が軽減されます。

3. CAM システム プログラミング

CAM システム プログラミングは会話型の方法に似ていますが、より高度なテクノロジを使用します。ツール パス戦略を含む高度な GUI を提供するソフトウェアを備えた CAM システムは、オペレータにプログラムの準備方法と生成方法を指示します。同時に、手動プログラミングの必要性を最大限に排除します。

CNC プログラミングの基本ツール – コード

CNC マシン プログラミングとは何かを知るには、その基本的なツールを知っておく必要があります。次に、すべての CNC マシン プログラミング方法には G コードが含まれます と M コード . G コードはプログラミング言語であり、CNC マシンに何をすべきかを指示し、精度と反復可能なパーツを容易にします。 M コードは、スピンドル回転の開始と停止など、すべての種類の CNC マシン機能を管理します。 M コードには多くの種類があり、機械でカスタマイズできるため、オペレーターは、機械が始動する前に正しい機能にあることを再確認する必要があります。

G コード制御

CNC マシンの実行中は、読み取られて動作するコードを表示する画面がマシン上にあります。

G コードについてすばやく学習 — アクションの達人

簡単に言えば、G コードは、CNC マシンを制御するために使用されるソフトウェア プログラミング言語です。 CNC 機械加工のレベルがどんなに複雑であっても、G コードは単純明快で論理的な方法で記述されます。

「G」の後に続く数字は、ジオメトリを変更するコマンドを形成します。たとえば、「G00」は高速移動を表す単純なコマンドです。パーツ ジオメトリに最大レートで移動するようにツールに指示します。これは通常、ツールとパーツを近くから遠くに、またはその逆に移動するために使用されます。

G コードの例:

• G00:特定の座標位置への高速移動
• G01:直線送りの移動
• G02/G03:時計回り/反時計回りのフィード移動

これらのコード (G00 など) の後には、幾何学的な位置が続きます。ジオメトリは、軸上の座標によって伝達されます。したがって、平面上の「X」および「Y」座標です。

「G00G58X-120.Y-5」を分解してみましょう。 「G00」は素早い動きを意味します。

「G58」はワークピースの座標を指定し、部品の原点などのワークピースのオフセットを基準にしてジオメトリを変更します。 「X-120」 X 軸の「-120mm」、「Y-5」に移動することを意味します。 Y 軸上で「-5mm」に移動することを示します。

G コードは、停止するまでアクションを無期限に繰り返すことができます。たとえば、G01 の後に一連の X、Y、または Z 位置が続く場合は、すべての直線送り込み移動が G01 で発生することを意味します。典型的な機械加工の例は、一連の位置を使用して部品の表面プロファイルを機械加工する正面フライス加工です。

G コード内のこれらすべての座標により、CNC マシンは一貫して動作し、さまざまな部品を生産するのに十分な柔軟性を備えています。

3D ワイヤフレームは、X、Y、Z、および B を含む CNC マシンの自由度を示します。X 軸と Y 軸の回転は、切削またはその他の機能のためにスピンドルを正確に配置します。

M コードについてすばやく学習 — 関数のオーガナイザー

M コードは、一般に非幾何学的機械機能と見なすことができるさまざまな機能を制御します。例としては、スピンドルの回転の開始と停止、クーラントのオンとオフ、パレットの変更などがあります。これらの機能の一部は、特定のマシンによって異なる場合があります。

M コードの例:

• M00:プログラムが現在実行中の機能を停止します
• M03:スピンドルを時計回りに回転
• M08/M09:クーラントのオン/オフ

M コードは、G コードと同様に、「M」と数字で構成されます。ただし、G コードとは異なり、M コードはさまざまなマシンに固有であり、よりカスタマイズ可能です。それぞれの機能を実行するには、両方のタイプの CNC マシンが必要です。

他の言語と同様に、CNC には他にも多くの側面があります。この図は、コードに含めることができるすべてのプログラム行の例にすぎません。

G コードと M コードは CNC 加工でどのように機能しますか?

コンピュータが登場する前は、機械工はカードやテープを使用して機械の動きを制御していました。彼らは、コードを作成するために特定の順序でこれらのカードに穴を開けました。これも当時は効果的でしたが、かなり面倒でした。また、これらのカードは機械工場で破損したり紛失したりする傾向がありました。これにより、当時のプロダクションでいくつかの問題が発生しました。

機械工が数値制御機械にコンピューターを使用し始めたとき、まだいくつかの問題に直面していました。これは、コードを手動で入力する必要があったためです。もちろん、これは、多くの指示を必要とする非常に洗練された部品を作成していた場合、非常に面倒です.

しかし、はるかに高度なコンピューターとソフトウェアを使用すると、機械工はソフトウェアに何をすべきかを簡単に指示できます。ソフトウェアは、マシンが理解できる G コードと M コードを生成します。 CAD (コンピューター支援設計) と CAM (コンピューター支援製造) ソフトウェアにより、機械機能のコード生成が非常に簡単になりました。

4 つの重要な CNC マシン プログラミングのヒント

• 時間をかけて基本を再確認する

最高の CNC プログラマー、オペレーター、およびメカニックは、プロジェクトを開始する前に基本をマスターしていることを確認します。手動および会話型プログラミングの場合、オペレーターは数学をチェックして、CNC マシンに正しい仕様をプログラミングしていることを確認する必要があります。

• CNC マシン プログラミング

大工として、プログラマーは「2 回測定して 1 回切断する」方がよいでしょう。

この初期段階では、プログラマーは、CNC ソフトウェアが絶対確実ではないことにも留意する必要があります。たとえば、ほとんどの CNC マシン プログラムは、カーブや円を実際のサーフェスではなく、一連の文字列として描画します。これは、メイン パターンのカーブに影響を与えます。 CNC マシン プログラムは基礎となる数学と同じくらい正確であり、自分の作業を再確認することは決して悪いことではありません。

• CNC マシンの送り速度をカスタマイズ

大規模な CNC プロジェクトでは、オペレーターはスムーズで効率的で一貫した操作を確保するために、プログラムの調整に多くの時間を費やします。完了してロックされると、オペレーターは「設定して忘れる」ことができます。ただし、カスタム CNC 機械プログラミングの特定の側面は、製造用に最適化できます。

たとえば、CNC マシンが実行するすべてのコード行は、速度と送りを呼び出します。オペレーターが速度コマンドを発行せずにスピンドルの始動を命令すると、マシンは最後の RPM に戻ります。同じ原則が送り速度にも当てはまります。プロジェクトの初期段階では、オペレータは最終製品の品質とその他の関連データに基づいて供給時間を調整できるように準備する必要があります。

• CNC 機械の補正タイプを理解する

補償は、予測不可能な変化を単純に許容し、許容します。オペレーターは、CNC フライス盤のプログラミング コードを完全に入力したり、完璧な部品を生成する値を計算したりできますが、機械加工が完了するまでプログラミングの精度と精度を確認することはできません。結果に影響を与える可能性がある、説明が難しい変数が多数あります。たとえば、他のすべての初期調整と計算が正しい場合でも、ツールの応力が最終製品に影響を与える可能性があります。

オペレーターは、最も一般的なタイプの補正を認識し、プログラミング中に説明する必要があります。補正は手動で入力するか、CNC マシンの自動プリセット ツールを使用してプログラムすることができます。加工補正タイプには、工具長補正、工具半径補正、工具摩耗、固定具オフセットが含まれます。調整と補正を行うたびに、加工がより正確になります。

CNC マシンのプログラミングを簡素化する

G コードは、ほぼすべての CNC 加工プログラムの標準コードです。ただし、操作を 1 つずつプログラミングするのは時間がかかる場合があります。オペレーターは、固定サイクルを使用することで、穴加工操作のプログラミング時間を大幅に短縮できます。

固定ループでは、加工方法に関係なく、穴ごとに 1 つのプログラム セグメントのみが必要です。オペレーターが固定ループに入ると、穴の座標を再プログラムするだけで追加の穴を処理できます。 G83 のようなコードは、時間を節約し、エラーを減らし、CNC マシン プログラミングをより包括的にすることができます。

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