CNC 加工は、さまざまな業界で応用される複雑で洗練された製品を製造する製造の中核プロセスの XNUMX つです。 CNC 加工の比類のない効率と精度の中心となるのは、CNC 機械をガイドする重要なプログラミング言語である G コードと M コードです。
一般的な認識とは異なり、G コードと M コードは CNC 操作において異なる役割を果たします。 G コードは主に切削の形状について機械に指示するのに対し、M コードはスピンドルのオン/オフなどのハードウェアの側面を制御します。この微妙な違いは、CNC 加工の可能性を最大限に理解する上で極めて重要です。
この記事では、これらのコードの詳細を掘り下げ、その独自の機能と、それらがどのように相乗して CNC マシンのパフォーマンスを最適化するかを解明します。
CNC加工とは何ですか?
CNC プログラミング コードの詳細を掘り下げる前に、CNC 加工を理解することが重要です。 CNC加工、または コンピュータ数値制御加工は、コンピュータ制御と工作機械を利用して、さまざまな材料から正確で複雑な部品を製造します。このテクノロジーは効率と精度を向上させ、複雑な形状を作成できるため、現代の製造業の状況を大きく変えました。
その主な利点は次のとおりです。
- 精度： CNC 加工により、複雑な部品の製造において高い精度と精度が得られます。
- 効率性： 自動化されたプロセスと最適化されたツールパスは、効率的な材料除去に貢献します。
- 汎用性： 幅広い材質や用途に対応します。
- 繰り返し性： CNC マシンは、同一の部品を一貫した品質で製造できます。
CNC プログラミングはどのように CNC マシンを制御しますか?
コンピューターが登場する前は、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。彼らはこれらのカードに特定の順序で穴を開けてコードを作成しました。これも当時は効果的でしたが、非常に面倒でした。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、当時の生産において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を使用し始めたときも、いくつかの問題に遭遇しました。 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、多くの指示を必要とする非常に洗練された部品を作成する場合、これは非常に面倒な作業になります。
高度なコンピュータとソフトウェアの出現により、CNC 加工に革命が起こりました。機械工はソフトウェアに命令を入力するだけで、機械に必要な G コードと M コードが生成されます。このプロセスは、次のように大幅に簡素化されます。 CADおよびCAMソフトウェアにより、コード生成と機械操作がより効率的かつアクセスしやすくなり、製造における精度と複雑さの両方が向上しました。
このプロセスを開始するには、プログラマは高レベルのコンピュータ支援ソフトウェアが必要です。次に、プログラマはマシン モデルと 加工治具 をソフトウェアに入力し、工具と主軸のツーリング パスを選択します。これらのパラメータが設定されると、ソフトウェアは CNC 機械が効果的に動作するために不可欠な必要な G コードと M コードを効率的に生成します。
CNC プログラミングにおける G コードとは何ですか?
G コード (RS-274D とも呼ばれます) は、最も人気のある CNC プログラミング言語です。 ほとんどの G コード コマンドは英数字です。 フォーマットし、ジオメトリを表す G で始まります。これらは CNC 機械の動きを担当し、部品の製造時にどこから開始するか、どのように移動するか、いつ停止するかを機械に指示します。
ただし、機械ごとに異なる形式で G コードを読み取るため、G コードは機械工にとって非常に複雑になる可能性があります。ほとんどのマシンの違いは、コマンド間のスペースの有無と、コマンド内の文字と数字の間にあるゼロの数です。たとえば、あるマシンは G3 を使用し、別のマシンは G03 を使用する場合があります。機械工は、使用している機械の種類を常に把握しておく必要があります。そうしないと、コマンドのエラーが部品の生産に重大な問題を引き起こす可能性があります。
プログラマは、G コード以外にも、個別の機能を表す他の文字も使用します。これらの文字は CNC プログラミングの言語を多様化し、正確で複雑な加工タスクのための幅広いコマンドを可能にします。
- A: ツールを X 軸の周りに向けます。
- R: これは、機械が作成する円弧の半径を示します。
- X、Y、Z： これら XNUMX つの値は、XNUMX 次元でのツールの位置を示します。X と Y はそれぞれ水平方向と垂直方向の寸法を表し、Z は深さを表します。
- 私とJ： どちらの値も、マシンが作成する円弧の増分中心を指定します。
- N: N は行番号を示します。
コードでは、マシンの機能に応じて他の文字も使用されます。
| ブロック | Description | 目的 |
| % | プログラムの開始 | プログラムを開始 |
| O00001 (プロジェクト 1) | プログラム番号（プログラム名） | プログラムを開始 |
| (T1 0.25エンドミル) | オペレーター向けツールの説明 | プログラムを開始 |
| N1 G17 G20 G40 G49 G80 G90 | マシンが安全モードであることを保証する安全ブロック | プログラムを開始 |
| N2 T1 M6 | ロードツール #1 | 変更ツール |
| N3 S9200 M3 | 主軸速度 9200 RPM、CW 時 | 変更ツール |
| N4 G54 | フィクスチャのオフセット #1 を使用 | 位置に移動 |
| N5M8 | クーラントオン | 位置に移動 |
| N6 グー X-0.025 Y-0.275 | 急流上部 | 位置に移動 |
| N7 G43 Z1。 H1 | 安全な平面まで急速に移動します。工具長さのオフセット #1 を使用します。 | 位置に移動 |
| N8 ZO.1 | 給紙面までの速度が速い | 位置に移動 |
| N9 G01 Z-0.1 F18 | 18 IPM でラインが切込み深さに移動 | 位置に移動 |
| N10 G41 Y0.1 D1 F36 | CDC は、リードインライン、Dia を残しました。オフセット #1、36 IPM | 機械の輪郭 |
| N11 ￥2.025 | ライン移動 | 機械の輪郭 |
| N12X2.025 | ライン移動 | 機械の輪郭 |
| N13 Y-0.025 | ライン移動 | 機械の輪郭 |
| N14 X-0.025 | ライン移動 | 機械の輪郭 |
| N15 G40 X-0.4 | リードアウトムーブでCDCをオフにする | 機械の輪郭 |
| N16 G00 Z1 | 迅速に安全な飛行機へ | 機械の輪郭 |
| N17MS | スピンドルオフ | 変更ツール |
| N18M9 | クーラントオフ | 変更ツール |
| (T2 0.25ドリル) | オペレーター向けツールの説明 | 変更ツール |
| N19 T2 M6 | ロードツール #2 | 変更ツール |
| N20 S3820 M3 | 主軸速度 3820 RPM、CW 時 | 変更ツール |
| N21M8 | クーラントオン | 位置に移動 |
| N22 X1 Y1 | ホール上の急流 | 位置に移動 |
| N23 G43 Z1 H2 | 高速から安全な平面へ、工具長を使用、オフセット 2 | 位置に移動 |
| N24 Z0.25 | 給紙面までの速度が速い | 位置に移動 |
| N25 G98 G81 Z-0.325 RO.1 F12 | ドリル穴 (缶詰) サイクル。深さ Z-.325、F12 | ドリル穴 |
| N26 G80 | ドリルサイクルをキャンセルする | ドリル穴 |
| N27 Z1 | 迅速に安全な飛行機へ | ドリル穴 |
| N28MS | スピンドルオフ | プログラム終了 |
| N29M9 | クーラントオフ | プログラム終了 |
| N30 G91 G28 Z0 | Z 方向のマシンのホーム位置に戻る | プログラム終了 |
| N31 G91 G28 X0 Y0 | XY のマシンのホームポジションに戻る | プログラム終了 |
| N32 G90 | 絶対位置決めモードにリセット（安全のため） | プログラム終了 |
| N33M30 | プログラムを最初にリセットします | プログラム終了 |
| % | プログラム終了 | プログラム終了 |
CNC プログラミングにおける M コードとは何ですか?
M コードは G コードに似ており、文字「M」で始まり、CNC マシンの非幾何学的機能を制御するために不可欠な一連の補助コマンドを含みます。これらのコードは、「その他のコード」とも呼ばれ、プログラムの停止、冷却システムの起動、動作後の機械の電源切断などの重要な操作を管理します。
CNC プログラミングでは、M コードを正確に使用することが重要です。通常、番組情報の各ブロックには、M コードが XNUMX つだけ含まれます。 M コードはさまざまなマシン機能をアクティブまたは非アクティブにすることが多いため、この実践は不可欠です。単一ブロック内でこれらのコマンドが重複すると、プログラミングの競合や操作エラーが発生する可能性があります。
G コードと同様に、M コードも CNC マシンごとに異なります。この差異には、先行ゼロの有無など、コードの数値形式の違いが含まれる場合があります。たとえば、あるマシンは M コードを「M3」として認識しますが、別のマシンは「M03」を必要とする場合があります。したがって、機械工は、シームレスでエラーのない機械加工プロセスを保証するために、操作する装置の特定のコーディング要件をよく理解している必要があります。
のリスト CNC 加工用の G および M コード
このセクションでは、さまざまな基本的な G および M コードを説明し、その独特の機能を強調します。一部のコードは両方のリストで同様の意味を持ちますが、他のコードは CNC 加工における適用と解釈が大きく異なります。
よく使われるGコード
CNC 加工の G コードは、標準化されたコードにより、複雑な操作を体系的なタスクに変換し、一貫性と最高のパフォーマンスを保証します。ここでは、CNC マシンを扱う人にとって重要な重要な G コードをいくつか紹介します。
- G00 – 高速測位: 指定した座標へツールを最高速度で素早く移動させるコマンドです。主に、材料の切断を行わずに工具を位置決めし、非切断動作における機械の効率を最適化します。
- G01 – 線形補間: このコマンドは、設定された送り速度で 01 点間を直線で移動するようにツールに指示します。主に直線切削に使用される GXNUMX は、CNC 加工で最も頻繁に使用される G コードの XNUMX つです。
- G02 – 円弧補間 (時計回り): このコマンドは、ツールを円形のパスに沿って時計回りにガイドすることにより、円弧と円の作成を容易にします。円形の加工タスクに不可欠な、指定された終点への正確な移動を保証します。
- G03 – 円弧補間 (反時計回り): このコマンドは G02 を反映していますが、ツールは円形のパスに沿って反時計回りに移動します。反時計回りのアプローチが必要な円弧や円を作成する場合に不可欠です。
- G04 – 滞在: このコマンドは、CNC マシンに、事前定義された期間、現在の位置で一時停止するように指示します。ドウェル機能は、切削工具を冷却したり、スピンドルが希望の速度に到達できるようにするなどのシナリオで特に役立ちます。
その他の機能Gコード一覧
| Code | カテゴリー | 演算 | 粒度分布、 | 旋削またはフライス加工用 |
| G17 | 平面の選択 | XY 平面の選択 | はい | 両方 |
| G96 | 速度と送り | 一定の表面速度 | はい | ターニング |
| G91 | 位置決めとモード | インクリメンタルモード | はい | 両方 |
| G03 | 円弧補間 (CCW) | 円弧と円の作成 (反時計回り) | はい | 両方 |
| G04 | ドウェル | 指定した期間一時停止する | いいえ | 両方 |
| G18 | 平面の選択 | XZ 平面の選択 | はい | ターニング |
| G19 | 平面の選択 | YZ 平面の選択 | はい | ターニング |
| G20 | 単位系 | インチ系 | はい | 両方 |
| G21 | 単位系 | メートル法 | はい | 両方 |
| G40 | カッター補正 | カッター補正のキャンセル | はい | フライス加工 |
G コードの詳細については、以下を参照してください。 このリソース.
よく使われるMコード
CNC マシンは通常、G コードと同様の M コードを使用しますが、モデル間の標準化は普遍的に採用されているわけではありません。したがって、CNC プログラマはマシン固有のコードについて注意する必要があります。ただし、特定の M コードは、すべてのマシンで一貫して同じ意味を保持します。
- M00 – プログラム停止: CNCプログラムを一時停止します。多くの場合、プログラムを再開するにはオペレーターの介入が必要です。
- M02 – プログラム終了: CNCプログラムを終了します。このコードを実行すると制御が停止するため、オペレータはマシンをリセットまたは再起動する必要がある場合があります。
- M03 – スピンドルオン、時計回り: スピンドルの回転を時計回りに開始します。多くの場合、その後に速度コマンド (S) が続き、スピンドル速度を設定します。
- M04 – スピンドルオン、反時計回り: M03 と同様に、M04 は主軸の始動に使用されますが、反時計方向に回転します。
- M05 – スピンドルストップ: スピンドルの回転を停止させます。工具交換やその他の作業で主軸を固定する必要がある場合によく使用されます。
その他の機能Mコード一覧
| Code | カテゴリー | 演算 | 粒度分布、 | 旋削またはフライス加工用 |
| M08 | クーラント | クーラントの浸水またはオン | いいえ | 両方 |
| M42 | 補助機能 | ハイギアセレクト | いいえ | ターニング |
| M19 | スピンドル制御 | スピンドルの向きを変更する | いいえ | フライス加工 |
| M00 | プログラム制御 | プログラム停止 | いいえ | 両方 |
| M02 | プログラム制御 | プログラム終了 | いいえ | 両方 |
| M03 | スピンドル制御 | スピンドルオン、時計回り | いいえ | 両方 |
| M04 | スピンドル制御 | スピンドルオン、反時計回り | いいえ | 両方 |
| M05 | スピンドル制御 | スピンドルストップ | いいえ | 両方 |
| M06 | ツール交換 | ツール交換 | いいえ | 両方 |
| M09 | クーラント | クーラントオフ | いいえ | 両方 |
M コードの詳細については、以下を参照してください。 このリソース.
GコードとMコードの違いをまとめてみよう
Gコード:
- CNC マシンの動きと機能を指示します。
- 特定の XY 平面への高速位置決め、直線送り動作、円弧補間などの位置と動作を説明します。
- 幾何学的コードに関連し、製品デザインに役立ちます。
- CNC マシンを起動します。
M コード:
- プログラムの停止、工具の交換、主軸のオン/オフ、冷却システムの作動など、動作を伴わない制御操作。
- 機械の機能に関係し、さまざまな業務を担当します。
- マシンのプログラマブル ロジック コントローラー (PLC) をアクティブにします。
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まとめ
CNC マシンの使用は、CNC 加工の最も重要なプロセスの XNUMX つです。ただし、これらの機械は、動作を指示する G コードと M コードがなければ機能しません。これらのコードの生成方法を理解することは、CNC 加工プロセスと部品製造の成功にとって不可欠です。これらのコードをマスターすると、より有利なスタートを切ることができます。 CNC プログラミングのキャリア.
