Uma introdução ao código CNC G

O que é código G?

As pessoas falam sobre a “linguagem” da programação de computadores, como se fosse uma única linguagem. Mas, como qualquer programador experiente lhe dirá, essa imagem é drasticamente simplificada. Existem literalmente centenas de linguagens de programação, cada uma projetada para facilitar aspectos específicos da programação ou para operar sistemas específicos. Toda essa variedade significa que as linguagens de programação não são unificadas, nem sempre remotamente semelhantes em seu conteúdo e certamente não fazem as mesmas coisas. Algumas linguagens de programação tornam-se obsoletas e extintas rapidamente, enquanto outras demonstram uma resiliência surpreendente.

Uma das linguagens de programação que resistiu ao teste do tempo foi o G-code. G-code é uma das linguagens usadas para operar máquinas de controle numérico computadorizado (CNC). As máquinas CNC dependem de um computador para dirigir as operações, em vez de um operador humano; G-code é a linguagem usada por esses computadores para realizar operações. Neste artigo, vamos nos aprofundar no que é o código G e como ele funciona, dando a você uma melhor compreensão da importância do código G para os campos de fabricação e usinagem modernos.

Primeiramente, uma breve definição. O Controle Numérico Computadorizado, ou CNC, refere-se a máquinas que podem ser programadas para realizar uma série de cortes e manobras sem um operador. A tecnologia CNC permite a automação de muitas etapas no processo de fabricação. Também oferece controle de qualidade e uniformidade amplamente aprimorados das peças produzidas. A tecnologia CNC existe desde a década de 1950, mas com o advento dos computadores e da robótica, as máquinas CNC podem lidar com operações cada vez mais complicadas, movendo-se em vários eixos e alternando entre diferentes ferramentas e cabeças de corte na mesma máquina.

Características básicas do código G

As tarefas de manutenção para máquinas CNC se enquadram em três categorias gerais:inspeções diárias, trabalhos que precisam ser executados a cada 500 horas ou a cada seis meses e inspeções adicionais a serem feitas a cada 1.000 horas ou a cada ano. A lista de verificação diária será obviamente a mais longa e a que você usará com mais frequência. Não se esqueça das outras verificações, no entanto, especialmente se sua máquina estiver funcionando ininterruptamente ou em turnos prolongados. Cinco dias de 24 horas são 121 horas, o que significa que as máquinas que estão em uso quase constante podem exigir uma inspeção de 500 horas quase todos os meses.

O código G surgiu na década de 1950. A letra “g” iniciava os comandos no código, muitas vezes dizendo à máquina para iniciar as operações, parar, etc. Assim, toda a linguagem ficou conhecida como código-g – embora nem todos os comandos comecem com “g”.

O G-code começou em uma época em que os computadores tinham recursos limitados e não eram capazes de lidar com sequências de comandos longas e complexas:assim, o g-code tende a ser curto e agradável. Uma string de exemplo pode ter esta aparência:

G01 X1 Y1 F20 T01 M03 S500

O comando G inicia o movimento da máquina e X e Y dão as coordenadas de destino. F tells the machine how fast to move, in this case, at a rate of 20. T01 instructs the machine to use Tool 1 to perform the job, M03 starts the spindle moving, and S500 sets the spindle speed. (Example taken from here.)

While g-code doesn’t have to be terribly complex, it communicates all the necessary information to perform a variety of tasks. This succinctness makes it ideal for CNC routers, mills, lathes, electron discharge machines (EDMs), and any number of other factory and machine-shop machines. In the early days, programmers needed to enter g-code manually; today, CAD programs or wizards will often do so for you, making it easier for people without direct experience of g-code to operate CNC machinery.

How G-code is used

Every six months to a year, you should have your CNC machines thoroughly inspected by a trained technician, often one sent from the original manufacturer of the machine. That person can completely drain and replace the hydraulic fluid, clean the coolant tank itself, and perform an inspection of the chuck, jaws, and clamps of the machine heads.

G-code makes it possible to automate large industrial machines and manufacturing equipment. From its base form, established in the United States officially as RS-274-D, g-code has developed a number of flavors. Those flavors depend partly on the country of origin, and even more so on the particular machine using them.

G-codes generally initiate an operating or a series of operations, with other codes, often M-codes, forming the “body” of the code block. Some machines may use a g-code to initiate a particular part rotation, or even to follow an arc or curve in the tool’s path. Other machines won’t use those codes at all, and will employ completely different ones.

Each CNC program aims to produce parts quickly and efficiently, using G-code to keep commands as simple as possible. Nevertheless, certain codes pop up in CNC programs everywhere. These are some of the common ones:

• G0 – Move the tool to a set of coordinates as rapidly as possible. G0 can indicate a non-linear position:the tool may have to move along more than one axis.
• G1 – Move the tool to a new position in a straight line.
• G17, G18, G19 – Plane designation for an arc machining.

As mentioned, there are sets for common functions or common types of machinery

• G80-G89 – milling instructions
• G81-G88 – cylindrical grinding instructions

Whatever the machine and whatever the function, g-code has been instrumental in the development of modern industry. One of the most significant functions of g-code is its repeatability:a program can be written, entered into a machine, and then performed a limitless number of times. Rather than rely on a human operator to follow instructions correctly, industries can turn to operators to write programs (in g-code!) which command their machines to perform the same operation over and over again. Assuming the program is correct, this means parts can be made the same way, drilling done to the same depth, and machining done to the exact same standards across an entire run of parts.

In short, g-code made industrial automation possible. A good accomplishment for a nearly seventy-year-old programming language!