Programación de máquinas de CNC con códigos G&M

La programación nativa de la mayoría de las máquinas de Control Numérico Computarizado se efectúa mediante un lenguaje de bajo nivel llamado G & M.

Se trata de un lenguaje de programación vectorial mediante el que se describen acciones simples y entidades geométricas sencillas (básicamente segmentos de recta y arcos de circunsferencia) junto con sus parámetros de maquinado (velocidades de husillo y de avance de herramienta).

El nombre G & M viene del hecho de que el programa está constituido por instrucciones Generales y Misceláneas.

Si bien en el mundo existen aún diferentes dialectos de programación con códigos G&M, se dio un gran paso adelante a través de la estandarización que promovió la ISO.

Esta estandarización fue adoptada por la totalidad de los fabricantes industriales serios de CNC y permite utilizar los mismos programas en distintas máquinas CNC de manera directa o con adaptaciones menores.

A pesar de tratarse de un lenguaje de programación muy rudimentario para los gustos actuales, lo robusto de su comportamiento y los millones de líneas de programación que hacen funcionar máquinas de CNC en todas las latitudes del planeta aseguran su vigencia en los años por venir.

Minidiccionario de G&M para Tornos CNC

A modo de ejemplo, presentamos los códigos de programación más utilizados en nuestros tornos de CNC. Según el modelo de que se trate, algunos de los códigos pueden estar inhabilitados.

Códigos Generales

G00: Posicionamiento rápido (sin maquinar) G01: Interpolación lineal (maquinando) G02: Interpolación circular (horaria) G03: Interpolación circular (antihoraria) G04: Compás de espera G10: Ajuste del valor de offset del programa G20: Comienzo de uso de unidades imperiales (pulgadas) G21: Comienzo de uso de unidades métricas G28: Volver al home de la máquina G32: Maquinar una rosca en una pasada G36: Compensación automática de herramienta en X G37: Compensación automática de herramienta en Z G40: Cancelar compensación de radio de curvatura de herramienta G41: Compensación de radio de curvatura de herramienta a la izquierda G42: Compensación de radio de curvatura de herramienta a la derecha G70: Ciclo de acabado 

G71: Ciclo de maquinado en torneado G72: Ciclo de maquinado en frenteado G73: Repetición de patrón G74: Taladrado intermitente, con salida para retirar virutas G76: Maquinar una rosca en múltiples pasadas G96: Comienzo de desbaste a velocidad tangencial constante G97: Fin de desbaste a velocidad tangencial constante G98: Velocidad de alimentación (unidades/min) G99: Velocidad de alimentación (unidades/revolución)

Códigos MisceláneosM00: Parada opcional M01: Parada opcional M02: Reset del programa M03: Hacer girar el husillo en sentido horario M04: Hacer girar el husillo en sentido antihorario M05: Frenar el husillo M06: Cambiar de herramienta M07: Abrir el paso del refrigerante B M08: Abrir el paso del refrigerante A M09: Cerrar el paso de los refrigerantes M10: Abrir mordazas M11: Cerrar mordazas M13: Hacer girar el husillo en sentido horario y abrir el paso de refrigerante M14: Hacer girar el husillo en sentido antihorario y abrir el paso de refrigerante M30: Finalizar programa y poner el puntero de ejecución en su inicio M31: Incrementar el contador de partes M37: Frenar el husillo y abrir la guarda M38: Abrir la guarda M39: Cerrar la guarda M40: Extender el alimentador de piezas M41: Retraer el alimentador de piezas M43: Avisar a la cinta transportadora que avance M44: Avisar a la cinta transportadora que retroceda M45: Avisar a la cinta transportadora que frene M48: Inhabilitar Spindle y Feed override (maquinar exclusivamente con las velocidades programadas) M49: Cancelar M48 M62: Activar salida auxiliar 1 M63: Activar salida auxiliar 2 M64: Desactivar salida auxiliar 1 M65: Desactivar salida auxiliar 2 M66: Esperar hasta que la entrada 1 esté en ON M67: Esperar hasta que la entrada 2 esté en ON M70: Activar espejo en X M76: Esperar hasta que la entrada 1 esté en OFF M77: Esperar hasta que la entrada 2 esté en OFF M80: Desactivar el espejo en X M98: Llamada a subprograma M99: Retorno de subprograma

Programa de Ejemplo para Torno CNC

Los programas de G&M son simples archivos de texto ASCII (sólo mayúsculas, números y signos de puntuación tradicionales, por lo que es muy frecuente que los programas se almacenen y comuniquen usando un formato restringido de 6 bits).

Estos programas pueden ser cargados a pie de máquina usando su teclado o ser transportados desde una PC con diskettes, cables seriales RS232C o USB.

Presentamos un programa de ejemplo que efectúa una serie de operaciones básicas sobre un tocho de material de 55mm por una pulgada de diámetro, frentéandolo primero y cilindrándolo a 25mm después. 

Programa ComentarioG21 Usar sistema métrico[BILLET X25.4 Z55

Definición de tamaño de tocho para el simulador (no para el torno)

G98 Hasta nuevo aviso, las velocidades de corte están expresadas en mm/minG28U0W0 Antes que nada, retirar las herramientas de la zona de trabajo

M06T0404 Elegir la herramienta número 4, con el juego de parámetros de compensación 04 (depende de la cara/punta con que desbaste)

M03S3500 Poner a andar el husillo en sentido horario a 3500 rpm

G00X26Z0 Ir velozmente (sin maquinar, se supone que se está en el aire) hasta las proximidades del tocho

G01X-2F80 Ahora sí, maquinando, se frentea el tocho, de arriba hacia abajo. Pasamos de largo el cero para que no queden pupitos.

G00Z2X25 Retirar la herramienta y prepararse para cilindrar.G01Z-40F140 Cilindrar hasta Z=-40G28U2W0 Enviar la herramienta al home, retirándose primero 2mm en XM05 Frenar el husilloM30 Terminar el programa y preparase para ejecutarlo nuevamente

Ejemplo un poco más complejo (que se puede cortar y pegar en editor de VR Turning)

( Ejemplo de ciclos encajonados para desbastar grandes cantidades de material con pocas lineas de programa ( Ajustes previos: ( La PC debe estar ajustada de manera que el punto decimal sea efectivamente un punto y no una coma ( Si se va a ejecutar este programa sobre un verdadero torno de CNC

( Definimos el tamano del tocho para que el simulador sepa con qué empezar [ BILLET X25 Z55

( Las velocidades de husillo y avance de herramienta son las que corresponderian ( a una maquina mediana trabajando un acero relativamente blando tipo 1010

( El cambiador de

herramientas tendria una herramienta de desbaste fino/pulido en el puesto 1 ( una mecha de 5mm en el puesto 2 ( y una herramienta de roscado en el puesto 3

( Los nombres de los viejos programa de CNC solo podian contener numeros ( Si este programa se hubiera llamado 0001.fnl la linea siguiente seria su identificador univoco O0001

( Usamos sistema metrico G21

( Los avances estaran definidos en avance por revolucion G99

( otra forma podria haber sido avance por minuto

( Antes de arrancar, pedimos un cambio de herramienta. La herramienta 01 con el juego de offset locales 01 M06 T0101

( La velocidad de husillo sera indicada en RPM ( Ahora pedimos 1800 rpm ( y que se arranque el motor en sentido horario G97 S1800 M03

( Pedimos que cada eje se mueva lo mas rapido que pueda hasta las coordenadas relativas a la pieza ( diametro X=26 mm y eje Z = 2 mm ( El movimiento no necesariamente sera una linea recta ( Lo mas probable es que resulte una linea quebrada segun el lugar del que se parta ( y de las velocidades de desplazamiento de eje que tenga la maquina en cuestion G00 X26 Z2 ( llegados a ese punto cercano a la pieza, nos movemos justamente hasta Z=0 el borde derecho ( pero todavia fuera del tocho ya que su diametro seria de 25 mm ( Seguimos dentro de la G00 que puede tener varias lineas indicando desplazamientos sucesivos Z0

( Ahora si desplazamos la herramienta de manera controlada a traves de segmentos de recta y circunsferencia ( Esta manera controlada se llama a veces interpolacion lineal o circular segun el caso ( Nos movemos hasta un diametro negativo ( Pasamos de largo el centro para frentear el tocho ( El avance será de 5 centesimas de mm por vuelta 

G01 X-1 F.05

( Ahora volvemos a una posicion externa lo mas rapido posible ( Esta posicion se eligio arriba y a la derecha del contorno que se va a definir a continuacion G00 X26 Z2

( ATENCION una de las mejores instrucciones de CNC Ciclos encajonados de cilindrado ( Sirve para desbastar grandes cantidades de material en varias pasadas de cilindrado ( haciendo una escalerita pero sin tener que definir los movimientos de la escalerita ( sino solamente los movimientos que describen el contorno final deseado ( Hay dos restricciones que deben tenerse en cuenta. ( a) El contorno debe ser monotonamente creciente o decreciente ( b) El primer movimiento definido debe ser de FRENTEADO ( G71 es tan larga que no cabia en los viejos monitores de planta con caracteres grandes y baja resolucion ( por lo que se desdoblo en 2 lineas consecutivas G71 U.75 R.25 G71 P1 Q2 U1.0 W.1 F.07

( U.75 En cada cilindrado calamos 75 centesimas de mm ( R.25 Llegado al final del cilindro separamos la herramienta 25 centesimas de mm para no rayar la pieza ( P1 El contorno se comienza a definir en la linea N1. N1 no precisa ser contigua a G71 ( Q2 El contorno se termino de definir en la linea N2 ( U1.0 Nos reservamos 1mm de sobremedida de diametro para dejarselo al ciclo de acabado/pulido ( W.1 Nos reservamos 1 decima de mm de sobremedida en el eje Z a los mismos fines ( F.07 La herramienta avanzara 7 centesimas de mm por cada revolucion

( Linea N1 empieza el contorno, haciendo un avance de FRENTEADO puro desde la ultima posicion previa a la G71 ( casi hasta el morro del tocho N1 G00 X0 ( Entramos despacito maquinando hasta el morro del tocho G01 Z0 ( Cortamos un arco de circunsferencia antihorario desde donde estamos hasta Z=-8mm con un radio de 8 mm y medio ( Dejamos que el CNC se encargue de calcular donde tiene que estar el centro, etc ( Definimos una velocidad de 2500 rpm que sera obviada en el desbaste grueso pero tenida en cuenta en el acabado G03 X17 Z-8.5 R8.5 S2500

( Ahora cilindramos hasta Z=-13 mm y medio 

G01 Z-13.5

( Hacemos un tronco de cono hasta diametro 20mm y Z=-14 y algo de mm X20 Z-14.36

( Cilindramos hasta Z=-28 mm y medio Z-28.5

( Otro tronco de cono ( Notese que los diametros siempre van creciendo ( Si hubiera que maquinar una entalladura debera programarse otro ciclo monotonamente decreciente X24 Z-46.5

( Un escaloncito hasta el diametro de 26 mm X26

( Ultima linea del ciclo ( Enviamos la herramienta a la misma posicion que tenia antes de invocar G71 N2 G00 X26 Z2

( Ahora que ya hicimos el desbaste grueso hacemos el acabado en una sola pasada con G70 ( El contorno a seguir es el mismo usado antes y definido entre las lineas N1 y N2 G70 P1 Q2

( Enviamos el carro a la posicion de reposo lejos de la pieza G28 U0 W0

( Frenamos el motor M05

( Pedimos un cambio de herramienta ( Se viene el roscado con la herramienta 03 usando su juego de offset local 03 M06 T0303

( Reconfirmamos que la velocidad de husillo estara definida en RPM ( Bajamos drasticamente la velocidad de giro y reencendemos el motor G97 S500 M03

( Nos acercamos velozmente a la pieza G00 X20.5 Z-10

( Comenzamos un ciclo de roscado con varias pasadas ( G76 es otra instruccion larga desdoblada en 2 lineas ( G76 es mas compleja que G71 porque la seccion vista por la herramienta depende de la profundidad 

( que ha llegado a calar ( Por esto la primera calada puede ser relativamente profunda pero cada una de las siguientes tiene un calado menor G76 P050060 Q035 R.0 G76 X18.00 Z-26.5 P1000 Q070 F1.5 ( P05 el ACABADO de la rosca se hara en 5 pasadas Habra otras pasadas previas claro ( 00 angulo de chanfle al entrar y salir del roscado ( 60 es el angulo que tiene la punta de roscar utilizada ( Q035 si lo que queda por calar es 35 micras o menos se hara en una sola pasada ( R.0 sobremedida que se deja para una pasada de acabado con otra herramienta En este caso no dejamos nada ( X18.00 diametro interno de la rosca de 18 mm ( Z-26.5 la rosca se extendera hasta esa posicion de Z ( P1000 el filete de la rosca tendra 1000 micras en el sentido del diametro ( Q070 El primer corte tendra un calado de 70 micrones o 7 centesimas ( En las pasadas siguientes la punta vera siempre la misma area de material a desbastar ( F1.5 la rosca tendra un paso de 1 mm y medio

( Enviamos el carro a la posicion de reposo lejos de la pieza G28 U0 W0

( Mision cumplida frenamos el programa y lo rebobinamos dejandolo listo para otra ejecucion M30 ( Tambien podria usarse M00 que lo frena pero no lo rebobina

Minidiccionario de G&M para Fresadoras CNC

A modo de ejemplo, presentamos los códigos de programación más utilizados en nuestras fresadoras de CNC. Según el modelo de que se trate, algunos de los códigos pueden estar inhabilitados.

Códigos Generales

G00: Posicionamiento rápido (sin maquinar) G01: Interpolación lineal (maquinando) G02: Interpolación circular (horaria) G03: Interpolación circular (antihoraria) G04: Compás de espera G15: Programación en coordenadas polares G20: Comienzo de uso de unidades imperiales (pulgadas) G21: Comienzo de uso de unidades métricas G28: Volver al home de la máquina G40: Cancelar compensación de radio de curvatura de herramienta G41: Compensación de radio de herramienta a la izquierda G42: Compensación de radio de herramienta a la derecha G50: Cambio de escala G68: Rotación de coordenadas G73: Ciclos encajonados G74: Perforado con ciclo de giro antihorario para descargar virutas 

G76: Alesado fino G80: Cancelar ciclo encajonado G81: Taladrado G82: Taladrado con giro antihorario G83: Taladrado profundo con ciclos de retracción para retiro de viruta G90: Coordenadas absolutas G91: Coordenadas relativas G92: Desplazamiento del área de trabajo G94: Velocidad de corte expresada en avance por minuto G95: Velocidad de corte expresada en avance por revolución G98: Retorno al nivel inicial G99: Retorno al nivel R G107: Programación del 4o eje

Códigos MisceláneosM00: Parada M01: Parada opcional M02: Reset del programa M03: Hacer girar el husillo en sentido horario M04: Hacer girar el husillo en sentido antihorario M05: Frenar el husillo M06: Cambiar de herramienta M08: Abrir el paso del refrigerante M09: Cerrar el paso de los refrigerantes M10: Abrir mordazas M11: Cerrar mordazas M13: Hacer girar el husillo en sentido horario y abrir el paso de refrigerante M14: Hacer girar el husillo en sentido antihorario y abrir el paso de refrigerante M30: Finalizar programa y poner el puntero de ejecución en su inicio M38: Abrir la guarda M39: Cerrar la guarda M62: Activar salida auxiliar 1 M67: Esperar hasta que la entrada 2 esté en ON M71: Activar el espejo en Y M80: Desactivar el espejo en X M81: Desactivar el espejo en Y M98: Llamada a subprograma M99: Retorno de subprograma

Secuencia de Manufactura Recomendada

La seguridad primero

Asegúrese de que todos saben dónde está y cómo se activa el botón de parada de emergencia

Nunca deje objetos extraños en el área de maquinado (calibres, cepillos, latas de lubricantes, piezas ya maquinadas, etc)

En ninguna circunstancia trate de acceder a la zona de maquinado mientras haya partes en movimiento

Use las herramientas provistas para ajustar puntas y fresas

Ahora sí, la secuencia:

1. Comience la ejecución de nuestro software de maquinado en realidad virtual

(VRT o VRM)2. Cargue, cree o edite su programa de CNC3. Actualice la configuración de herramientas que tiene cargada el software4. Simule el programa de maquinado en 2D o 3D (aunque es menos vistosa, la

simulación en 2D es sumamente útil y clara)5. Encienda su máquina de CNC6. Lleve los ejes a la posición de reposo (desde la lengüeta Home)7. Prepare las herramientas de la máquina, de manera que se correspondan

con la configuración que cargó en el software8. Cargue la pieza de materia prima en el plato o banco9. Ajuste el offset de la pieza y las herramientas10. Ejecute el maquinado (desde la lengüeta Auto)