G代碼與數控編程簡介

G代碼是數控加工的操作語言。它告訴數控車床和加工中心如何移動刀具以執行各種切削操作。它相當于手動編程，其中每個操作都逐行說明，并與控制機器和工具的M代碼和T代碼分開。G代碼介于對話控制（操作員描述零件及其加工方式）和CAM（或計算機輔助制造）程序（軟件開發數控機床將材料切割成成品所需的必要刀具路徑、進給速度等）之間。

雖然G代碼作為一個術語經常與數控（NC）互換使用，但它實際上只是一個組件，并與其他代碼一起執行相應的任務。標準版本的G代碼被稱為RS-274D，雖然其他版本的數控機床存在兼容性問題。

本文將簡要介紹G代碼及其在數控加工中的應用。有關更多信息，請參閱本系列的其他相關文章。

方向

數控機床基于笛卡爾坐標系，有時稱為直角坐標系。這三個軸可以在立式銑床上識別，例如，用右手定則。將右手手掌向上放在機器的桌子上，伸出拇指、食指和中指，形成三個軸，正X軸指向拇指方向；正Y軸指向食指方向；正Z軸指向中指方向。同樣的應用，右手法則有助于識別其他數控機床上的軸。正向運動是指刀具相對于工件的運動。例如，如果工作臺向左移動，而刀具保持靜止，這仍然會產生積極的加工動作。

這三個軸的交點表示機器的初始位置。重設機器原點將使三個軸處于X0、Y0、Z0位置。例如，可以移動零位來找到工件的角。

命令

由于G代碼是預備代碼，在CNC程序中，它們以字母G開頭并引導機器。G-代碼指導的典型行動包括：

更換托盤

快速移動

一系列受控的進給運動，產生工件切割、鉆孔或裝飾輪廓形狀

以圓弧或直線控制進給運動

設置刀具信息

G代碼中的“G”表示后面有一個預備命令。例如，G00告訴機器將刀具快速移動到指定位置，例如X22，如果機器設置為公制模式，則會將刀具移動到原點右側22 mm。如果該命令給出Y值，則快速定位命令將以盡可能快的方式移動刀具，而不一定是沿著一條對角線移動。大多數G代碼命令都是模態的，這意味著它們在被另一個命令更改之前一直有效。 例如，G21將機器設置為公制。有些命令是非模態的，只執行一次臨時活動。

上述X移動的一行代碼可能如下所示：G21 G00 X22.0

除G代碼外，CNC編程還使用M代碼實現各種功能（如M00用于程序暫停），S代碼用于主軸轉速控制，F代碼用于進給速度，T代碼用于刀具選擇。一個典型的程序將使用這些字母的全部或大部分。所有程序都以百分號開始和結束，每個程序的第一個百分號后面都有一個程序號，如O0007。

G01將刀具沿直線移動到指定坐標。它將以上一個F代碼設定的任何速度運行。G1將做同樣的事情；不需要前導零。

銑削進給速度以進給速度/min表示，而車削操作以進給速度/rev表示。類似地，主軸速度取決于功能；例如，銑削以rev/min表示，而車削以英尺或米/min表示。刀具存儲在刀庫或刀架中，每個刀具都有一個數字地址。

絕對移動（G90）和增量移動（G91）是有區別的。絕對移動總是引用原點。增量移動從刀具的當前位置開始。大約有100個G代碼，分別用于車削和銑削。這兩種機器類型的許多代碼是相同的，盡管不同制造商的機器代碼之間存在一些差異。

G代碼

下面是一些常見的單獨代碼，當它們組合在一起時，會引導機器的移動。

G00：快速定位

此代碼使機器高速運轉。

G01：線性插值

機器將沿直線移動，執行適當的加工（銑削、切割等）。

G02：圓/螺旋插值

機器將以圓形或螺旋形順時針移動，執行適當的加工過程。

G03：圓/螺旋插值

此代碼與G02相同，但允許逆時針移動。

G17:X-Y平面選擇

G18:X-Z平面選擇

G19:Y-Z平面選擇

這些代碼將機器操縱到不同的平面上進行協調運動。

G20:以英寸為單位編程

G21：編程單位：mm

編程單位的變化會隨著這些特定代碼的出現而短期發生。

上述代碼對于銑削和車削都是相同的，但其他單位可能有所不同。例如，G34在銑削中是指螺栓孔圓的封閉循環，而在車削中是指可變導程螺紋切削。就軟件規格而言，大多數g代碼文件可以使用CAM創建，但某些CNC機床依賴于“對話式”編程，它要么完全隱藏或繞過g代碼的使用。

刀具補償

刀具半徑補償考慮刀具的幾何形狀，并允許編程零件尺寸，程序根據刀具尺寸確定刀具的路徑。它允許同一程序使用不同半徑的刀具。同樣，數控車床采用刀尖半徑補償。在每種情況下，補償校正了這樣一個事實，即刀具的幾何形狀不是一個銳角，而是具有一些厚度或半徑，在使用G代碼定位刀具時需要考慮這些厚度或半徑。

編程功能

代碼G70到G76被稱為固定循環，作為單個實例用于鉆孔、攻絲、粗車等。例如，G73調用了一個斷屑程序，該程序設計為反復將刀具浸入工件中，然后驅動回縮，以移除或斷開在切削過程中累積的切屑。G80系列命令中提供了相同的操作，但這些操作是重復的，可能用于在螺栓圓中鉆多個孔，必須在程序中關閉。例如，G81調用了一個鉆孔例程。

插值

如果在同一條直線上給定多個坐標，控制器將沿直線將刀具移動到該點，這一過程稱為線性插值。同樣的想法也適用于曲線，其中刀具必須沿兩個軸協調其運動；以及螺旋插補（可能用于銑削螺紋），其中機床必須沿所有三個軸協調運動。

對于曲線，G02指定順時針圓弧，G03指定逆時針圓弧。除終點坐標外，還必須指定中心點坐標或半徑。一個名為G01 rounding的函數用于打斷銳角。

其他

單獨的行號可以用“N”來表示，盡管行號完全沒有必要。注釋可以添加到任何帶有左括號和右括號的行中。

本文簡要介紹了G代碼及其在數控加工中的應用。有關相關產品的信息，請參閱我們的其他指南或訪問托馬斯供應商發現平臺，以找到潛在的供應源或查看特定產品的詳細信息。