Que sont les codes G dans la CNC ? Programmation et commandes

Les machines à commande numérique par ordinateur (CNC) doivent être capables de comprendre nos besoins de conception. Un langage de programmation G-Code permet de transmettre ces conceptions dans un langage compréhensible par une machine. Bien que les logiciels de CAO et de FAO modernes soient capables de traduire automatiquement les instructions en codes G, la connaissance des codes G reste pertinente pour les opérateurs CNC. Voyons pourquoi ?

Qu'est-ce que le code G ?

Le G-Code fait essentiellement le lien entre le concepteur CAO et la machine CNC. Il facilite le processus d'usinage CNC en programmant la conception assistée par ordinateur (CAO) dans un ensemble d'instructions sur la base desquelles les machines CNC fabriquent automatiquement les pièces.

Définition du code G

Les codes G signifient également « code géométrique ». Il s’agit d’un ensemble de commandes permettant de définir les paramètres d’usinage liés au mouvement de l’outil dans le processus d’usinage CNC.

À quoi servent les codes G ?

Les codes G utilisent une syntaxe spéciale pour les opérateurs tels que G00 ou G01 suivis de certaines mesures pour donner des instructions à la CNC de manière séquentielle. Par exemple, un code simple peut donner des instructions telles que : déplacer 2 unités dans la direction de l'axe x à une profondeur de 1 unité dans la direction de l'axe z, puis s'arrêter.

L'histoire du G-code

L'après-Seconde Guerre mondiale a vu le développement de nombreuses technologies avancées. Le développement de guides de machines CNC par codes G et codes M en fait partie. Bien que cela soit devenu très facile de nos jours, les premières versions n'étaient pas très conviviales. Explorons-les davantage !

Origines et développement

Le besoin d'automatisation des tours et des fraiseuses s'est fait sentir pour maintenir une qualité constante et augmenter la vitesse de production. Cela a conduit au développement de la commande numérique (NC). Elle utilisait un système de perforation de cartes ou de bandes. Plus tard, elle a évolué vers la commande numérique par ordinateur (CNC).

Qui a inventé le G-code et quand ?

Dans les années 1950, les ingénieurs du MIT ont développé les premiers codes G. Mais ils n'étaient pas standardisés et n'ont pas été largement adoptés. En moins d'une décennie, dans les années 1960, les codes G ont été standardisés. Nous utilisons à peu près la même version jusqu'à présent.

L'importance du code G dans la programmation CNC

Le code G est le composant le plus essentiel du processus d'usinage CNC. Même si vous disposez d'une conception assistée par ordinateur très parfaite, elle est presque inutile sans les codes G. La CNC aurait une idée de ce qu'il faut faire avec cette CAO.

Pourquoi le G-code est essentiel pour la fabrication de précision

La fabrication de précision moderne est largement dérivée de la CNC. La CNC utilise les codes G et M pour agir sur des commandes spécifiques.

Code G et code M : différences clés

Les codes G et M sont les deux langages de programmation de la CNC. Il existe une légère différence entre les deux. Les codes G ou codes géométriques définissent les instructions relatives au mouvement de l'outil. Les codes M ou codes divers définissent d'autres paramètres comme la pression du liquide de refroidissement par exemple.

Comment fonctionne le G-code ?

Il existe un ensemble d'opérateurs comme G00 ou G03 qui spécifient la tâche que la machine doit effectuer. Par exemple, si un opérateur souhaite que l'outil arrive à l'origine, il peut utiliser l'opérateur de positionnement G00 du G-Code.

Le processus G-code au niveau de la machine

Contrairement aux premiers temps où les codes G étaient écrits par le programmeur CNC, aujourd'hui, le logiciel FAO fait tout. Il fournit l'ensemble du programme sous forme de codes M et de codes G. La machine CNC agit sur les instructions de manière séquentielle.

Le rôle de l'opérateur dans la programmation en G-code

En règle générale, un code G ne nécessite aucune modification. Parfois, certaines modifications peuvent être nécessaires pour la personnalisation ou le prototypage. Un opérateur peut alors modifier le code G écrit par le logiciel de FAO à l'aide d'un logiciel d'édition.

Structure des commandes G-code

Les codes G sont désormais presque universellement normalisés pour les opérateurs de commande courants. Il existe cependant certaines variations d'un fabricant à l'autre. Il existe des tableaux de données imprimés et également en ligne qui définissent la fonction de chaque opérateur de commande. Les utilisateurs peuvent facilement acquérir une expertise au fil du temps.

Syntaxe et formatage de base

Cela commence par la lettre G qui représente le type de commande. Elle est suivie de chiffres comme « 00 » ou « 01 ». Viennent ensuite le nom du paramètre et sa valeur.

Éléments clés d'une commande G-code

À titre d'exemple, les opérateurs comme G01 pour l'interpolation linéaire sont précédés d'une valeur. G01 définit que la machine-outil doit se déplacer et Z05 définit par exemple qu'elle doit se déplacer de 5 unités le long de l'axe z.

Types de codes G et leurs fonctions

La connaissance des codes G et de leurs fonctions est d'une grande aide pour les opérateurs CNC. Les fonctions spécifiques sont décrites dans les tableaux ci-dessous.

Commandes de positionnement (G00, G01, G02, G03)

Commandes de vitesse et d'avance (G94, G95)

Commandes d'opération d'usinage (G81, G82, G83)

Commandes diverses (G4, G20, G21)

Exemples de codes G

À titre d’exemple, si un outil doit se déplacer de 50 unités dans la direction X avec une vitesse d’avance de 100 unités par minute, le bloc « G01 X50 F100 » serait utilisé.

Liste générale des codes G pour le fraisage CNC

Le tableau ci-dessous donne une liste générale des codes G pour le fraisage CNC.

Machines CNC et utilisation du code G

La relation entre les machines CNC et les codes G est analogue à celle d'une voiture et de son conducteur. La machine CNC est comme une voiture et le code G est comme son conducteur. C'est le code G qui indique à la CNC ce qu'elle doit faire et quand le faire.

Fraiseuses CNC et leurs codes G

Les fraiseuses CNC sont constituées d'une pièce fixe et d'un outil mobile. Les codes G guident ainsi le mouvement de l'outil par rapport à la pièce.

Tours et machines de tournage CNC

Les tours CNC disposent d'une pièce mobile et d'un outil fixe.

Autres machines utilisant le code G (meuleuses, perceuses, etc.)

D'autres machines CNC comme les meuleuses et les perceuses ont leurs opérateurs pertinents dans la liste des codes G qui définissent le temps de séjour, la profondeur du trou, etc.

Qui a besoin d’apprendre le G-code ?

Les codes G sont désormais universellement normalisés et les outils modernes comme la CAO et la FAO peuvent automatiquement transmettre des codes G aux machines CNC. Néanmoins, l'apprentissage des codes G est pertinent pour les tâches de personnalisation. Ainsi, une usine doit avoir au moins 1 ou 2 personnes capables de modifier les codes G.

Opérateurs et programmeurs CNC

Les opérateurs normaux peuvent manipuler les machines CNC même sans apprendre les codes G, mais il est toujours utile d'avoir une connaissance des codes G. Le programmeur doit comprendre les codes G à des fins d'édition.

Ingénieurs et techniciens en fabrication CNC

Les ingénieurs et techniciens se concentrent davantage sur la R&D, la conception et la mise en œuvre du plan de fabrication. En règle générale, les ingénieurs concepteurs n'ont pas nécessairement de connaissances sur les codes G. Les ingénieurs mécaniciens et/ou mécatroniques spécialisés en CNC ont des connaissances sur les codes G.

Comment lire les commandes G-code et interpréter les programmes

Les codes G sont des instructions données à une machine de manière séquentielle. Ils donnent des instructions complètes. Notez soigneusement les lettres alphabétiques précédant le numéro, par exemple G01 définirait une fonction de mouvement de la machine tandis que F100 définirait la vitesse d'avance.

Comprendre les lignes et les blocs du code G

Les codes G sont constitués de lignes. Par exemple, G01 X50Y50 F100 signifie que l'outil doit interpoler linéairement les coordonnées (50,50) avec une vitesse d'avance de 100 unités/minute.

Interprétation des informations sur le mouvement et l'outillage

Pour le déplacement de l'outil, les opérateurs les plus pertinents sont G01, G02, G03 et F et S. Pour plus de détails, voir le tableau ci-dessus.

Le rôle des sous-programmes et des macros dans la programmation CNC

Les sous-programmes et les macros améliorent considérablement l'efficacité opérationnelle en réduisant la répétition des données redondantes. Les macros contribuent à l'automatisation.

Comment les sous-programmes améliorent l'efficacité

Les sous-programmes stockent les codes de bloc, réduisant ainsi le besoin de stockage d'informations.

La puissance des macros pour l'automatisation

Les macros utilisent des opérateurs logiques et des codes M98 et M99 pour effectuer certaines tâches automatiquement.

Éviter les erreurs courantes de code G dans l'usinage CNC

Simulateurs et éditeurs de G-code

Les simulateurs sont nécessaires pour vérifier si la programmation CNC est opérationnelle. Cela permet d'éviter toute perte potentielle due à des erreurs dans les codes G. Les éditeurs permettent de modifier manuellement les codes G pour les personnaliser.

Meilleurs simulateurs de code G pour la programmation CNC

Visualiseur NC, Modifier et Fusion 360 sont considérés comme les trois meilleurs simulateurs de code G.

Meilleurs éditeurs de code G et leurs fonctionnalités

Comment écrire du code G

Contrairement aux premières années où les codes G étaient écrits manuellement, les logiciels de FAO modernes peuvent écrire eux-mêmes des codes G. Quoi qu'il en soit, si besoin est, les opérateurs de codes G peuvent être vérifiés à partir du manuel du fournisseur de la CNC ou même à partir d'une version standardisée. Par exemple, G01, X50 signifierait une interpolation linéaire de 50 unités dans la direction x. Si nous le changeons en G01 X60, cela signifierait une interpolation linéaire de 60 unités dans la direction X. De même, les codes G peuvent être écrits en utilisant la syntaxe standardisée. Les simulateurs peuvent vérifier l'exactitude des codes G.

Questions fréquemment posées (FAQ) sur les codes G

Quels sont les codes G les plus courants ?

Les codes G les plus courants sont G00 pour le positionnement rapide, G01 pour l'interpolation linéaire et G02/G03 pour les mouvements circulaires.

Le G-code est-il difficile à apprendre ?

Pas nécessairement. Cela dépend de vos compétences. Si vous aimez les ordinateurs et la programmation, vous pouvez apprendre facilement.

Les codes G sont-ils universels sur toutes les machines CNC ?

Les codes G sont presque universels pour les opérateurs courants comme G00, G01, etc. Mais il est préférable de vérifier le manuel du fournisseur. Certains fournisseurs comme FANUC, Siemens et Haas présentent des variations dans la syntaxe.