G代码与数控编程简介

G代码是数控加工的操作语言。它告诉数控车床和加工中心如何移动刀具以执行各种切削操作。它相当于手动编程，其中每个操作都逐行说明，并与控制机器和工具的M代码和T代码分开。G代码介于对话控制（操作员描述零件及其加工方式）和CAM（或计算机辅助制造）程序（软件开发数控机床将材料切割成成品所需的必要刀具路径、进给速度等）之间。

虽然G代码作为一个术语经常与数控（NC）互换使用，但它实际上只是一个组件，并与其他代码一起执行相应的任务。标准版本的G代码被称为RS-274D，虽然其他版本的数控机床存在兼容性问题。

本文将简要介绍G代码及其在数控加工中的应用。有关更多信息，请参阅本系列的其他相关文章。

方向

数控机床基于笛卡尔坐标系，有时称为直角坐标系。这三个轴可以在立式铣床上识别，例如，用右手定则。将右手手掌向上放在机器的桌子上，伸出拇指、食指和中指，形成三个轴，正X轴指向拇指方向；正Y轴指向食指方向；正Z轴指向中指方向。同样的应用，右手法则有助于识别其他数控机床上的轴。正向运动是指刀具相对于工件的运动。例如，如果工作台向左移动，而刀具保持静止，这仍然会产生积极的加工动作。

这三个轴的交点表示机器的初始位置。重设机器原点将使三个轴处于X0、Y0、Z0位置。例如，可以移动零位来找到工件的角。

命令

由于G代码是预备代码，在CNC程序中，它们以字母G开头并引导机器。G-代码指导的典型行动包括：

更换托盘

快速移动

一系列受控的进给运动，产生工件切割、钻孔或装饰轮廓形状

以圆弧或直线控制进给运动

设置刀具信息

G代码中的“G”表示后面有一个预备命令。例如，G00告诉机器将刀具快速移动到指定位置，例如X22，如果机器设置为公制模式，则会将刀具移动到原点右侧22 mm。如果该命令给出Y值，则快速定位命令将以尽可能快的方式移动刀具，而不一定是沿着一条对角线移动。大多数G代码命令都是模态的，这意味着它们在被另一个命令更改之前一直有效。 例如，G21将机器设置为公制。有些命令是非模态的，只执行一次临时活动。

上述X移动的一行代码可能如下所示：G21 G00 X22.0

除G代码外，CNC编程还使用M代码实现各种功能（如M00用于程序暂停），S代码用于主轴转速控制，F代码用于进给速度，T代码用于刀具选择。一个典型的程序将使用这些字母的全部或大部分。所有程序都以百分号开始和结束，每个程序的第一个百分号后面都有一个程序号，如O0007。

G01将刀具沿直线移动到指定坐标。它将以上一个F代码设定的任何速度运行。G1将做同样的事情；不需要前导零。

铣削进给速度以进给速度/min表示，而车削操作以进给速度/rev表示。类似地，主轴速度取决于功能；例如，铣削以rev/min表示，而车削以英尺或米/min表示。刀具存储在刀库或刀架中，每个刀具都有一个数字地址。

绝对移动（G90）和增量移动（G91）是有区别的。绝对移动总是引用原点。增量移动从刀具的当前位置开始。大约有100个G代码，分别用于车削和铣削。这两种机器类型的许多代码是相同的，尽管不同制造商的机器代码之间存在一些差异。

G代码

下面是一些常见的单独代码，当它们组合在一起时，会引导机器的移动。

G00：快速定位

此代码使机器高速运转。

G01：线性插值

机器将沿直线移动，执行适当的加工（铣削、切割等）。

G02：圆/螺旋插值

机器将以圆形或螺旋形顺时针移动，执行适当的加工过程。

G03：圆/螺旋插值

此代码与G02相同，但允许逆时针移动。

G17:X-Y平面选择

G18:X-Z平面选择

G19:Y-Z平面选择

这些代码将机器操纵到不同的平面上进行协调运动。

G20:以英寸为单位编程

G21：编程单位：mm

编程单位的变化会随着这些特定代码的出现而短期发生。

上述代码对于铣削和车削都是相同的，但其他单位可能有所不同。例如，G34在铣削中是指螺栓孔圆的封闭循环，而在车削中是指可变导程螺纹切削。就软件规格而言，大多数g代码文件可以使用CAM创建，但某些CNC机床依赖于“对话式”编程，它要么完全隐藏或绕过g代码的使用。

刀具补偿

刀具半径补偿考虑刀具的几何形状，并允许编程零件尺寸，程序根据刀具尺寸确定刀具的路径。它允许同一程序使用不同半径的刀具。同样，数控车床采用刀尖半径补偿。在每种情况下，补偿校正了这样一个事实，即刀具的几何形状不是一个锐角，而是具有一些厚度或半径，在使用G代码定位刀具时需要考虑这些厚度或半径。

编程功能

代码G70到G76被称为固定循环，作为单个实例用于钻孔、攻丝、粗车等。例如，G73调用了一个断屑程序，该程序设计为反复将刀具浸入工件中，然后驱动回缩，以移除或断开在切削过程中累积的切屑。G80系列命令中提供了相同的操作，但这些操作是重复的，可能用于在螺栓圆中钻多个孔，必须在程序中关闭。例如，G81调用了一个钻孔例程。

插值

如果在同一条直线上给定多个坐标，控制器将沿直线将刀具移动到该点，这一过程称为线性插值。同样的想法也适用于曲线，其中刀具必须沿两个轴协调其运动；以及螺旋插补（可能用于铣削螺纹），其中机床必须沿所有三个轴协调运动。

对于曲线，G02指定顺时针圆弧，G03指定逆时针圆弧。除终点坐标外，还必须指定中心点坐标或半径。一个名为G01 rounding的函数用于打断锐角。

其他

单独的行号可以用“N”来表示，尽管行号完全没有必要。注释可以添加到任何带有左括号和右括号的行中。

本文简要介绍了G代码及其在数控加工中的应用。有关相关产品的信息，请参阅我们的其他指南或访问托马斯供应商发现平台，以找到潜在的供应源或查看特定产品的详细信息。