На производстве, где работают различные станки с числовым программным управлением, используется множество различного программного обеспечения, но в большинстве случаев весь управляющий софт использует один и тот же управляющий код. Программное обеспечение для любительских станков, так же базируется на аналогичном коде. В обиходе его называют «G -код ». В данном материале представлена общая информация по G-коду (G-code).
G-code это условное именование языка для программирования устройств с ЧПУ (CNC) (Числовое программное управление). Был создан компанией Electronic Industries Alliance в начале 1960-х. Финальная доработка была одобрена в феврале 1980-о года как RS274D стандарт. Комитет ИСО утвердил G-code, как стандарт ISO 6983-1:1982, Госкомитет по стандартам СССР - как ГОСТ 20999-83. В советской технической литературе G-code обозначается, как код ИСО-7 бит.
Производители систем управления используют G-code в качестве базового подмножества языка программирования, расширяя его по своему усмотрению.
Программа, написанная с использованием G-code, имеет жесткую структуру. Все команды управления объединяются в кадры - группы, состоящие из одной или более команд. Кадр завершается символом перевода строки (ПС/LF) и имеет номер, за исключеним первого кадра программы. Первый кадр содержит только один символ» %». Завершается программа командой M02 или M30.
Основные (в стандарте называются подготовительными) команды языка начинаются с буквы G:
- перемещение рабочих органов оборудования с заданой скоростью (линейное и круговое;
- выполнение типовых последовательностей (таких, как обработка отверстий и резьб);
- управление параметрами инструмента, системами координат, и рабочих плоскостей.
Сводная таблица кодов:
Таблица основных команд:
| Код | Описание | Пример |
| G00 | Ускоренное перемещение инструмента (холостой ход) | G0 X0 Y0 Z100; |
| G01 | Линейная интерполяция | G01 X0 Y0 Z100 F200; |
| G02 | Круговая интерполяция почасовой стрелки | G02 X15 Y15 R5 F200; |
| G03 | Круговая интерполяция против часовой стрелки | G03 X15 Y15 R5 F200; |
| G04 | Задержка на P миллисекунд | G04 P500; |
| G10 | Задать новые координаты для начала координат | G10 X10 Y10 Z10; |
| G11 | Отмена | G10G11; |
| G15 | Отмена | G16G15 G90; |
| G16 | Переключение в полярную систему координат | G16 G91 X100 Y90; |
| G20 | Режим работы в дюймовой системе | G90 G20; |
| G21 | Режим работы в метрической системе | G90 G21; |
| G22 | Активировать установленый предел перемещений (Станок невыйдет за их предел). | G22 G01 X15 Y25; |
| G23 | Отмена | G22G23 G90 G54; |
| G28 | Вернуться на референтную точку | G28 G91 Z0 Y0; |
| G30 | Поднятие по оси Z на точку смены инструмента | G30 G91 Z0; |
| G40 | Отмена компенсации размера инструмента | G1 G40 X0 Y0 F200; |
| G41 | Компенсировать радиус инструмента слева | G41 X15 Y15 D1 F100; |
| G42 | Компенсировать радиус инструмента справа | G42 X15 Y15 D1 F100; |
| G43 | Компенсировать высоту инструмента положительно | G43 X15 Y15 Z100 H1 S1000 M3; |
| G44 | Компенсировать высоту инструмента отрицательно | G44 X15 Y15 Z4 H1 S1000 M3; |
| G53 | Переключиться на систему координат станка | G53 G0 X0 Y0 Z0; |
| G54-G59 | Переключиться на заданную оператором систему координат | G54 G0 X0 Y0 Z100; |
| G68 | Поворот координат на нужный угол | G68 X0 Y0 R45; |
| G69 | Отмена | G68G69; |
| G80 | Отмена циклов сверления | (G81-G84)G80 Z100; |
| G81 | Цикл сверления | G81 X0 Y0 Z-10 R3 F100; |
| G82 | Цикл сверления сзадержкой | G82 X0 Y0 Z-10 R3 P100 F100; |
| G83 | Цикл сверления сотходом | G83 X0 Y0 Z-10 R3 Q8 F100; |
| G84 | Цикл нарезание резьбы | |
| G90 | Абсолютная система координат | G90 G21; |
| G91 | Относительная система координат | G91 G1 X4 Y5 F100; |
| G94 | F (подача) - в формате мм/мин. | G94 G80 Z100; |
| G95 | F (подача)- в формате мм/об. | G95 G84 X0 Y0 Z-10 R3 F1.411; |
| G98 | Отмена | G99G98 G15 G90; |
| G99 | После каждого цикла не отходить на «подходную точку» | G99 G91 X10 K4; |
Таблица технологических кодов:
Технологические команды языка начинаются с буквы М. Включают такие действия, как:
- Сменить инструмент
- Включить/выключить шпиндель
- Включить/выключить охлаждение
- Вызвать/закончить подпрограмму
Вспомогательные (технологические) команды:
| Код | Описание | Пример |
| M00 | Приостановить работу станка до нажатия кнопки «старт» на пульте управления, так называемый «технологический останов» | G0 X0 Y0 Z100 M0; |
| M01 | Приостановить работу станка до нажатия кнопки «старт», если включен режим подтверждения останова | G0 X0 Y0 Z100 M1; |
| M02 | Конец программы | M02; |
| M03 | Начать вращение шпинделя по часовой стрелке | M3 S2000; |
| M04 | Начать вращение шпинделя против часовой стрелки | M4 S2000; |
| M05 | Остановить вращение шпинделя | M5; |
| M06 | Сменить инструмент | M6 T15; |
| M07 | Включить дополнительное охлаждение | M3 S2000 M7; |
| M08 | Включить основное охлаждение | M3 S2000 M8; |
| M09 | Выключить охлаждение | G0 X0 Y0 Z100 M5 M9; |
| M30 | Конец информации | M30; |
| M98 | Вызов подпрограммы | M98 P101; |
| M99 | Конец подпрограммы, возврат к основной программе | M99; |
Параметры команд задаются буквами латинского алфавита:
| Код константы | Описание | Пример |
| X | Координата точки траектории по оси X | G0 X0 Y0 Z100 |
| Y | Координата точки траектории по оси Y | G0 X0 Y0 Z100 |
| Z | Координата точки траектории по оси Z | G0 X0 Y0 Z100 |
| F | Скорость рабочей подачи | G1 G91 X10 F100 |
| S | Скорость вращения шпинделя | S3000 M3 |
| R | Радиус или параметр стандартного цикла | G1 G91 X12.5 R12.5 или G81 R1 0 R2 -10 F50 |
| D | Параметр коррекции выбранного инструмента | M06 T1 D1 |
| P | Величина задержки или число вызовов подпрограммы | M04 P101 или G82 R3 Z-10 P1000 F50 |
| I,J,K | Параметры дуги при круговой интерполяции | G03 X10 Y10 I0 J0 F10 |
| L | Вызов подпрограммы с данной меткой | L12 P3 |
Добрый день Уважаемые читатели!
Программа, написанная с использованием G-кода, имеет жесткое строение.
Все команды управления объединяются в кадры - состоящие из одной или более команд.
Кадр завершается символом перевода строки (CR/LF).
Порядок команд в кадре строго не оговаривается, но традиционно предполагается, что первыми указываются подготовительные команды, затем команды перемещения, затем выбора режимов обработки и технологические команды.
Если говорить коротко, то наш ПК через USB, просто посылают команды на порт принтера (микроконтроллера), а принтер без прикословно их выполняет.
Немного забегая вперед скажу, что G-код для принтера местами отличается от привычного G-кода. Какие-то команды были переделаны под нужды принтера, какие-то были удалены, какие-то вообще не используются, но в целом все очень похоже.
Описание команд будет производится для прошивки MARLIN , возможно будет работать и на других прошивках.
Будут рассмотрены самые только самые основные команды (рабочий минимум), в поисках экзотики, можно пройти по ссылке .
Сами команды делятся на группы:
G - Подготовительные (основные) команды;
М - Вспомогательные (технологические) команды.
Эти команды имеют параметры.
X - Координата точки траектории по оси X [G0 X100 Y0 Z0 ]
Y - Координата точки траектории по оси Y [G0 X0 Y100 Z0 ]
Z - Координата точки траектории по оси Z [G0 X0 Y0 Z100 ]
E - Координата точки выдавливания пластика [G1 E100 F100 ]
P - Параметр команды [M300 S5000 P280 ]
S - Параметр команды [G04 S15 ]
F - Параметр команды, подача (скорость) [G1 Y10 X10 F1000 ]
G - команды
G0 - Холостой ход, без работы инструмента [G 0 X 10 ]
G1 - Координированное движение по осям X Y Z E [G 1 X 10 ]
G4 - Пауза в секундах [G4 S15 ]
G28 - Команда Home - паркуем головку [G28 Y0 X0 Z0 ]
G90 - Использовать абсолютные координаты [G90 ]
G91 - Использовать относительные координаты [G91 ]
G92 - Установить текущую заданную позицию [G92 ]
Пояснение:
Относительные координаты - это координаты относительно текущего положения головки.
На пример, если головка находиться в положении X10 Y10, то при подаче команды G91
G1 X10 F1000 , произойдет смещение головы на 10 мм по оси Х на скорости 1000.
Эту команду можно делать много раз, до достижения «софтового» ограничение в прошивке.
Абсолютные координаты - это координаты, строго привязанные к рабочей области.
При выполнении команды G90 G1 X10 F1000 - головка сместиться в координату X10 на скорости 1000.
Команда выполниться только один раз.
Обычные команды
M0 - Сделать паузу и ожидать нажатия кнопки на LCD дисплеи (работает если в прошивку установлен параметр ULTRA_LCD) [G0 X10 Y10 Z10 M0 ]
M17 - Подать ток на двигатели (двигатели руками не вращаются)
M18 - Убрать ток с двигателей (двигатели можно вращать руками, аналог M84)
M42 - Управление контактами ARDUINO MEGA 2560 [M42 P4 S255 ]
M80 - Включить питание, только для ATX - блок питания
M81 - Выключить питания, только для ATX - блок питания
M84 - Выключение всех осей (моторов после простоя) [M84 S10 ]
М112 - Экстренная остановка
M114 - Получить текущие координаты
M115 - Получить версию прошивки
M117 - Написать сообщение на экране [M117 Hello World ]
M119 - Получить статус концевиков
M300 - Проиграть звук [M300 S5000 P280 ]
Команды SD карты
M21 - Инициализировать SD карту
M22 - Использовать SD карту
M23 - Выбрать файл с SD карты [M23 filename.gcode ]
M24 - Начать/возобновить печать с SD карты
M25 - Пауза печати с SD карты
M26 - Установить позицию SD карты в байтах [M 26 S 12345 ]
M27 - Узнать статус печати с SD карты
M28 - Записать файл на SD карту [M 28 filename . gcode ]
M29 - Закончить записать файла на SD карте
M30 - Удалить файл с SD карты [M 30 filename . gcode ]
M31 - Получить значение, сколько прошло времени с последнего M109
M32 - Выбрать файл с SD карты и начать печатать [M 32 / path / filename # ]
M928 - Логирование на SD карту [M 928 filename . gcode ]
Экструдер
M82 - Установить экструдер в абсолютную систему координат
M83 - Установить экструдер в относительную систему координат
M104 - Ожидание нагрева экструдера до определенной температуры [M104 S190 ]
M105 - Получить текущую температуру экструдера [M105 S2 ]
M106 - Включение вентилятора обдува детали [M106 S127 ] - мощность 50%
M107 - Выключение вентилятора обдува детали [M 107 ]
M109 - Нагреть экструдер и удерживать температуру [M109 S215 ]
Стол
M140 - Установить температуру стола [M140 S65 ]
M190 - Нагреть стол и удерживать температуру [M190 S60 ]
В Pronterface можно включить режим ответа в меню Settings / Debug communications , программа будет писать все ответы от принтера.
Можно дописать в слайсерах (Slic3r и Cura) в начале и в конце G-код файла.
Или открыть файл с G-кодом в блокноте и написать все руками. =)
M190 S60 - включаем нагрев стола и ждём, пока он не нагреется до температуры 60 градусов
M109 S210 - включаем нагрев сопла и ждём, пока оно не нагреется до температуры 210 градусов
G21 - устанавливает метрическую систему координат
G90 - устанавливает абсолютную систему координат
M82 - устанавливает абсолютную систему координат для экструдера
M107 - выключаем обдув детали
M300 S5000 P280 – звуковой сигнал
G28 X0 Y0 - команда Home X Y
G28 Z0 - команда Home Z
G1 X100 Y100 Z5 F1000 - центруем сопло относительно стола
G92 E0 - обнуляет количество выдавленного пластика
G1 F300 E4 - выдавливаем 4 мм пластика со скоростью 300 мм
M117 Printing - выводит сообщение на экран
M106 S125 - включаем обдув детали со скоростью 50%
G1 Z0 - опускаем сопло на 0 мм
G1 X96.11 Y110.92 E87.55
G1 Z0.2 - поднимаем сопло на 0.2 мм
G1 X96.11 Y111.00 E89.60 - ездим по координатам и выдавливаем пластик
M140 S50 - изменяем температуру стола
G1 Z4.8 - поднимаем сопло на 4.8 мм
G1 X96.11 Y110.92 E87.55 - ездим по координатам и выдавливаем пластик
G1 Z5 - поднимаем сопло на 5 мм
G1 X96.11 Y111.00 E89.60 - ездим по координатам и выдавливаем пластик
G91 - устанавливает относительную систему координат
G1 E-5 F200 - всасывание экструдером 5 мм прутка
M104 S0 - отключением нагрев экструдера
M140 S0 - отключением нагрев стола
M107 - выключаем обдув детали
M84 - выключаем шаговые двигатели
M300 S5000 P280 – звуковой сигнал
Благодарю Вас за внимание!
М00 – запрограммированный останов. Когда СЧПУ исполняет команду М00, то происходит так называемый запрограммированный останов. Все осевые перемещения останавливаются и возобновляются лишь после того, как оператор станка нажмет клавишу Старт цикла на панели УЧПУ. При этом шпиндель продолжает вращаться (у большинства станков) и другие функции остаются активными. Если оператор станка нажимает клавишу Старт цикла, то выполнение программы будет продолжено с кадра, следующего за М00.
М01 – останов по выбору. Код М01 предназначен для останова по выбору. Действует он аналогично коду М00, однако предоставляет выбор оператору – нужно или не нужно прерывать выполнение управляющей программы. На панели УЧПУ практически любого станка имеется клавиша (или переключатель) М01. Если эта клавиша нажата, то при чтении кадра с М01 происходит останов. Если же клавиша не нажата, то кадр М01 пропускается и выполнение УП не прерывается.
М02 – конец программы. Код М02 информирует СЧПУ о завершении программы.
М03 – прямое вращение шпинделя. При помощи кода М03 включается прямое (по часовой стрелке) вращение шпинделя с запрограммированным числом оборотов (S-слово). Команда М03 остается действующей до тех пор, пока она не будет отменена с помощью М04 или М05.
М04 – обратное вращение шпинделя. При помощи кода М04 включается обратное (против часовой стрелки) вращение шпинделя с запрограммированным числом оборотов (S-слово). Команда М04 остается действующей до тех пор, пока она не будет отменена с помощью М03 или М05.
М05 – останов шпинделя. Команда М05 останавливает вращение шпинделя, но не останавливает осевые перемещения (за исключением режима G95).
М06 – автоматическая смена инструмента. При помощи команды М06 инструмент, закрепленный в шпинделе, меняется на инструмент, находящийся в положении готовности в магазине инструментов.
М07 – включение подачи СОЖ в распыленном виде. Команда М07 включает подачу СОЖ в зону обработки в распыленном виде, если станок обладает такой возможностью.
М08 – включение подачи СОЖ. Команда М08 включает подачу СОЖ в зону обработки в виде струи.
М09 – выключение подачи СОЖ. Команда М09 выключает подачу СОЖ и отменяет команды М07 и М08.
М19 – юстировка шпинделя. При помощи команды M19 осуществляется радиальная юстировка шпинделя (поворот в определенное положение), чтобы выставить приводной носик шпинделя на позицию смены инструмента. В этом положении шпиндель обычно зажимается и его не провернуть рукой.
М20 – отмена юстировки шпинделя. При помощи команды М20 отменяется команда юстировки шпинделя М19.
М30 – конец программы. Код М30 информирует СЧПУ о завершении программы.
М98 – вызов подпрограммы. Команда М98 предназначена для вызова подпрограммы. Вместе с этой командой программируется Р-слово данных, которое обозначает номер вызываемой подпрограммы.
Пример:
М98 Р1001 – вызвать подпрограмму О1001.
М99 – конец подпрограммы. При помощи команды М99 по окончании подпрограммы осуществляется возврат к главной программе, из которой была вызвана подпрограмма.
Коды, обозначающиеся буквой М, называются вспомогательными и предназначены для управления режимами работы станка. М код может стоять как отдельно, так и находится в кадре с G кодами. Некоторые М коды работают совместно с другими адресами. Например, М код, отвечающий за направление вращения шпинделя, обычно указывается с адресом S, который необходим для задания числа его оборотов при вращении. Порядок выполнения команд и действий при нахождении в кадре M и G-кодов зависит от модели ЧПУ. Некоторые системы ЧПУ позволяют задавать в кадре только один М код.
Таблица 1 - Базовые М коды
Останов выполнения управляющей программы - М00 и М01. Очень часто возникают ситуации, когда необходимо временно прервать выполнение программы. Например, для того чтобы удалить стружку, проверить размеры обрабатываемой детали или переставить крепежные элементы в другое положение.
Коды М00 и М01 временно приостанавливают выполнение программы обработки или, говоря другими словами, делают паузу в производственном цикле станка. Когда система ЧПУ читает код М00, то происходит так называемый запрограммированный останов. Все осевые перемещения останавливаются и возобновляются лишь после того, как оператор станка нажмет клавишу "Старт цикла" на панели устройства ЧПУ. При этом шпиндель продолжает вращаться, и другие функции остаются активными. Если оператор станка нажимает клавишу "Старт цикла", то выполнение программы будет продолжено с кадра, следующего за М00.
N40 М05 /Останов шпинделя
N50 М00 /Останов выполнения управляющей программы
N60 М03 S1000 /Включение шпинделя 1000 об/мин
Код М01 предназначен для останова по выбору. Действует он аналогично коду М00, однако, предоставляет выбор оператору - нужно или не нужно прерывать выполнение управляющей программы. На панели УЧПУ практически любого станка имеется клавиша (или переключатель) "М01". Если эта клавиша нажата, то при чтении кадра с М01 происходит останов. Если же клавиша не нажата, то команда М01 пропускается и выполнение УП не прерывается.
Управление вращением шпинделя – М0З, М04, М05. Вспомогательные коды М0З и М04 предназначены для управления вращением шпинделя. Код М0З отвечает за прямое (по часовой стрелке), а М04 - за обратное вращение шпинделя (против часовой стрелки). Направление вращения определяется, если смотреть в отрицательном направлении оси Z (со стороны шпинделя в сторону заготовки). При фрезеровании режущие инструменты должны иметь прямое вращение (М03). При выводе метчика из отверстия, при нарезании левой резьбы, в циклах автоматического измерения диаметра инструмента может потребоваться обратное вращение шпинделя (М04). В конце программы обработки и перед сменой инструмента нужно остановить вращение шпинделя при помощи команды М05.
Рисунок 1 – Прямое и обратное вращение шпинделя
Для задания частоты вращения шпинделя используется S адрес. За S следует числовое значение, выражающее скорость вращения шпинделя в оборотах за одну минуту. Большинство СЧПУ воспринимают только целочисленное значение S. Обычно код М03 и S находятся в одном кадре.
Управление подачей смазывающе-охлаждающей жидкости - М07, М08, М09. В процессе фрезерования охлаждающая жидкость подается в зону обработки для увеличения стойкости инструмента, улучшения качества обрабатываемой поверхности и удаления (вымывания) стружки Станки с ЧПУ оснащаются системой автоматической подачи СОЖ. Управление этой системой осуществляется при помощи нескольких М кодов. Обычно код М08 используется для включения подачи охлаждающей жидкости, а код М09 – для выключения. Некоторые станки позволяют подавать СОЖ в зону обработки в различном виде. Например, код М08 может вызывать подачу охлаждающей жидкости в виде струи, а код М07 - в распыленном виде.
Подачу СОЖ принято отключать перед сменой инструмента и в конце программы обработки. Многие современные станки делают это автоматически при чтении кода М06 (смена инструмента), кодов М30 и М02 (конец программы). Кроме программного управления системой автоматической подачи СОЖ существует и ручное управление, позволяющее оператору станка при помощи определенных клавиш на панели УЧПУ включать или выключать подачу охлаждающей жидкости в случае необходимости.
Обычно для выполнения автоматической смены инструмента в программе указывается следующая команда:
Адрес T обозначает номер вызываемого инструмента (в данном случае инструмент №1), а М06 обеспечивает смену. Большинство СЧПУ допускают любой порядок слов данных в кадре смены инструмента.
Завершение программы – М30 и М02. В конце любой управляющей программы должен находиться код ее завершения – М30 или М02. При выполнении любого из этих кодов станок останавливается независимо от того, какую функцию он выполнял. Разница между М30 и М02 заключается лишь в том, что при окончании программы обработки с М30 курсор текущего положения переводится в самое начало программы, а с М02 остается в конце.
Обычно при завершении программы обработки производится перемещение рабочего стола или инструмента в позицию, которая облегчает оператору снятие готовой детали со станка. Такое перемещение совершается с помощью кода возврата в исходную позицию G74.
