机器编程语言：G 代码命令与 M 代码

如果没有机器编程，今天的大部分多任务和多轴加工将无法运行。以下是机器编程语言的基础知识：G 代码、M 代码和 CAM——展望 G 代码之外的未来。

要理解机器编程在当今 CNC 制造中的作用，需要对 G 代码和 M 代码有基本的了解。

“CNC 加工已经存在 40 或 50 年了，所以它在我们的行业中并不是一个新工艺，”大西洋技术学院和技术高中的讲师 Kevin Finan 说。当 Finan 教授制造和加工时，他首先要确保学生了解零件的蓝图。之后，他们学习了一些手工加工，然后学习使用 G 代码和 M 代码进行 CNC 加工，然后学习 CAM（计算机辅助制造）软件。

G 代码命令与 M 代码：有什么区别？

G 代码命令是一组特定的字母和数字组合，它们指示机器移动哪个部件、如何移动以及去哪里。通用 G 代码命令对于任何机器通常都是相同的，例如：

• G0 是快速移动到另一个位置
• G1 是直线切割
• G2是顺时针圆弧
• G3是逆时针圆弧

“这些代码与 XYZ 坐标相结合，因此，例如，G0 命令会将机器快速移动到指定位置，”Finan 说。

“几年前，他们曾经要求学生和实习生记住代码，但我不一定会这样做，因为你最终会通过简单地使用它们来记住它们，而且它们可以在网上和机械师手册中找到，”他说.

机器控制器可以读取和处理 G 代码，以移动头部或床身以在切割平面内执行切割操作。它们在同一个程序中与 M 代码一起工作（M 代表杂项）。

M 代码控制机床的辅助（非切削）功能，例如冷却液流量或空气压缩机以吹走切屑。在更复杂的车铣复合机床上，M 代码可能会命令尾座从前支架上抓取零件，以便加工零件的背面。

从 G 代码命令到 CAM 系统

“过去，你需要手写这些 G 代码，”3D Systems 的技术营销经理 Chris MacBain 说。 “程序员会设想工具应该做什么来创建零件——如何移动、切割哪里、切割多快，然后将这些移动转换为由 G 代码和 M 代码组成的文本文件。”

根据 MacBain 的说法，CNC 加工历史上是从输入机器的打孔卡或打孔带上输入的运动命令开始的。

“控制器是 CNC 机器的大脑，它会读取卡片或磁带上的孔，然后执行适当的动作，”他说。

但在繁忙的机械车间环境中，纸卡和胶带往往会被撕裂、弄脏、丢失或无序送入机器，从而导致零件报废和机器崩溃。最终建立了电子控制器，操作员可以站在机器旁直接打码。

“然后，随着制造变得更加先进，3 轴和 5 轴加工几乎不可能手动编写 G 代码——这就是计算机辅助制造或 CAM 系统诞生的时候，”MacBain 说。

使用 CAM 系统编程创建 G 代码命令

“CAM 系统允许您获取零件的计算机辅助设计模型，并指定您希望刀具切割的位置、您想要使用的工具、您希望它移动的速度、您希望它开始的位置、您想要切割的位置。希望它停止，去除多少材料，以及您希望工具在开始切割之前下降到零件多近，”MacBain 说。 “它确实加快了 G 代码的创建过程。”

但在 CAM 系统创建 G 代码之前，它允许程序员构建一个刀具路径模拟，以模拟机器的操作方式以创建零件。

“就像那句老话，‘垃圾进，垃圾出’，这些机器无论如何都会按照你的要求去做，”麦克贝恩说。 “如果您告诉工具向下移动 8 英寸，代码不会识别出可能有障碍物，例如夹具或零件的一部分，但 CAM 系统允许您预览工具的运行情况在你真正按下按钮之前做。”

MacBain 将 CAM 软件与计算机打印图像所需的特定打印驱动程序进行比较。驱动程序称为后处理器，它创建移动 CNC 机床的 G 代码。

“所有控制器都使用相同的通用 G 和 M 命令，但它们的顺序、它们的间隔方式、数字的显示方式（带或不带前导零）是特定于机器的，”MacBain 说。 “所以就像每台打印机都需要一个特定的驱动程序一样，每台 CNC 机器也需要一个不同的后处理器，专门为该机器创建 G 代码。”

CAM 系统中的后处理操作会创建 G 代码，然后通过网络或闪存驱动器将其发布到机器控制器。该文件被发布到机器上，然后操作员将程序拉到控制器监视器上并查看 G 代码，以确保它在正确的偏移处使用正确的工具运行正确的零件。

“此时，操作员可以根据需要对代码进行更改，一旦机器准备好运行程序，他们就会点击绿色按钮并执行程序来制作零件，”MacBain 说。

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