Programação CNC Desmistificada: G-Code vs M-Code

Grande parte da usinagem multitarefa e multieixo de hoje não funcionaria sem programação de máquina. Aqui estão os fundamentos das linguagens de programação: G-code, M-code e CAM — com um olhar para o futuro além do G-code.

Para compreender o papel da programação de máquina na manufatura CNC hoje requer entendimento básico de G-code e M-code.

"A usinagem CNC existe há 40 ou 50 anos, então não é um processo novo em nossa indústria", diz Kevin Finan, instrutor do Atlantic Technical College and Technical High School. Quando Finan ensina manufatura e usinagem, começa garantindo que os alunos entendam o desenho técnico de uma peça. Depois aprendem usinagem manual, então usinagem CNC usando G-code e M-code, e depois, software CAM (manufatura auxiliada por computador).

Comandos G-Code vs. M-Codes: Qual a Diferença?

Comandos G-code são um conjunto de combinações específicas de letras e números que ditam à máquina qual parte mover, como mover e para onde ir. Comandos G-code genéricos geralmente são os mesmos para qualquer máquina, por exemplo:

• G0 é um movimento rápido para outra localização
• G1 é um corte em linha reta
• G2 é um arco horário
• G3 é um arco anti-horário

"Esses códigos são combinados com coordenadas XYZ, então por exemplo, o comando G0 moverá a máquina rapidamente para a localização especificada", diz Finan.

"Anos atrás pediam para alunos e estagiários decorarem os códigos, mas eu não necessariamente faço isso porque você acabará decorando-os simplesmente ao usá-los, e podem ser encontrados online e no manual do mecânico", diz ele.

G-codes podem ser lidos e processados pelo controlador da máquina para mover either o cabeçote ou a mesa para realizar operações de corte dentro de um plano de corte. Eles trabalham junto com M-codes no mesmo programa (M significa miscelânea/diversos).

M-codes controlam funções auxiliares (não de corte) da máquina como fluxo de refrigerante ou compressor de ar para soprar cavacos. Em máquinas mill-turn mais complexas, um M-code pode comandar o contraponte a pegar a peça do fuso frontal para que o verso da peça seja usinado.

De Comandos G-Code a Sistemas CAM

"Antigamente você escrevia esses G-codes à mão", diz Chris MacBain, gerente de marketing técnico da 3D Systems. "O programador imaginava o que a ferramenta deveria fazer para criar a peça — como mover, onde cortar, quão rápido cortar — e então convertia esses movimentos em um arquivo de texto consistindo de G-codes e M-codes."

Segundo MacBain, a usinagem CNC historicamente começou com comandos de movimento inseridos em cartões perfurados ou fita perfurada alimentada na máquina.

"O controlador, que é o cérebro da máquina CNC, lia os furos nos cartões ou na fita e então realizava o movimento apropriado", diz ele.

Mas cartões e fitas de papel em ambiente de oficina movimentado tendiam a rasgar, sujar, perder ou ser alimentados fora de ordem, causando peças sucateadas e máquinas colididas. Eventualmente controladores eletrônicos foram construídos onde o operador podia inserir os códigos diretamente enquanto estava na máquina.

"Então, conforme a manufatura se tornou mais avançada, a usinagem de 3 eixos e 5 eixos tornou a escrita manual de G-code quase impossível — foi quando nasceram a manufatura auxiliada por computador, ou sistemas CAM", diz MacBain.

Criando Comandos G-Code com Programação de Sistema CAM

"Sistemas CAM permitem pegar um modelo de design auxiliado por computador de uma peça e ditar onde você quer que o cortador corte, qual ferramenta usar, quão rápido mover, onde começar, onde parar, quanto material remover, e quão perto você quer que a ferramenta chegue da peça antes de começar a cortar", diz MacBain. "Realmente acelera o processo de criação do G-code."

Mas antes do sistema CAM criar o G-code, ele permite ao programador construir uma simulação de trajetória de ferramenta de como a máquina operará para criar a peça.

"Como diz o velho ditado, 'lixo entra, lixo sai' e essas máquinas farão exatamente o que você pediu, não importa o que seja", diz MacBain. "Se você mandar a ferramenta mover 8 polegadas para baixo, o código não reconhece que pode haver algo no caminho, como fixação ou parte da peça, mas o sistema CAM permite pré-visualizar o que a ferramenta vai fazer antes de você realmente apertar o botão."

MacBain compara software CAM ao driver de impressora específico que um computador requer para imprimir uma imagem. O driver é chamado de pós-processador, que cria o G-code que move a máquina CNC.

"Todos controladores usam os mesmos comandos G e M genéricos, mas a ordem em que estão, como são espaçados, como os números são apresentados com ou sem zeros à esquerda, são específicos da máquina", diz MacBain. "Assim como cada impressora precisa de um driver específico, cada máquina CNC precisa de um pós-processador diferente que cria G-code especificamente para aquela máquina."

A ação de pós-processamento em um sistema CAM é o que cria o G-code, que é então enviado ao controlador da máquina, seja via rede ou pen drive. O arquivo é enviado à máquina e o operador puxa o programa para o monitor do controlador e olha o G-code para garantir que está rodando a peça correta com as ferramentas corretas no offset correto.

"Nesse ponto, o operador pode fazer alterações no código se necessário, e uma vez que a máquina está preparada para rodar o programa, eles apertariam o botão verde e executariam o programa para fazer a peça", diz MacBain.

Precisa de conselhos de outros mecânicos e especialistas em usinagem experientes? Participe das conversas no fórum de usinagem. [registro necessário]

Participe da Nossa Enquete

Quais áreas de programação de máquina dão mais trabalho no seu dia a dia?