Código G para usinagem CNC: entenda como funciona

A usinagem CNC (Controle Numérico Computadorizado) transformou a indústria de manufatura ao permitir a produção precisa e eficiente de peças complexas. 

No coração dessa tecnologia está o Código G, uma linguagem de programação padrão que orienta as máquinas CNC em suas operações. 

Desenvolvido para simplificar e padronizar a comunicação entre o operador e a máquina, o Código G desempenha um papel crucial na automação industrial. 

Neste Post, vamos explorar em detalhes como o Código G funciona, suas principais funções, comandos modais e outras formas de programação CNC. 

O que é Código G?

O Código G, ou G-code, é uma linguagem de máquina universal utilizada em equipamentos CNC (Controle Numérico Computadorizado) para criar programas de fabricação de produtos. 

Utilizando uma combinação de letras e números, o Código G indica as tarefas e posições das ferramentas da máquina durante o processo de produção, orientando os motores sobre como se mover nas dimensões X, Y e Z, além de definir a velocidade e o caminho a percorrer. 

A interpretação desses comandos é realizada por firmwares específicos, como GRBL, Repetier e Marlin, que traduzem as instruções em movimentos precisos das máquinas.

O que é Usinagem CNC?

A usinagem CNC (Controle Numérico Computadorizado) é um método de produção onde máquinas são controladas por computadores para fabricar peças com alta precisão. 

Utilizando matemática e automação, o CNC permite o controle exato de ferramentas e equipamentos.

O processo geralmente começa com o desenvolvimento do projeto da peça em um software CAD (Computer-Aided Design), onde todas as especificações são definidas.

Esse projeto é então convertido em comandos numéricos chamado CAD-CAM que a máquina CNC utiliza para movimentar ferramentas e executar as operações necessárias.

A usinagem CNC pode incluir etapas manuais e o uso de instrumentos robóticos, conforme as necessidades específicas da aplicação.

Como funciona o código G?

O Código G, ou G-code, é uma linguagem de programação padrão usada em máquinas CNC para realizar operações específicas como movimentos, cortes e perfurações. 

Cada comando é composto por uma letra “G” seguida de um número, definindo a ação a ser executada. 

Ele controla os movimentos da máquina nos eixos X, Y e Z, define parâmetros de corte como profundidade e velocidade, e inclui comandos para operações como perfuração e fresagem. 

Comandos modais permanecem ativos até serem substituídos, enquanto comandos não modais são executados uma única vez.

Tabela de código G para CNC

Aqui está uma tabela detalhada com alguns dos códigos G mais comuns usados em máquinas CNC, categorizados por função, especificando se são modais e se são aplicáveis a torneamento, fresamento ou ambos:

Quais as principais linguagens de programação CNC?

A criação de um programa de Comando Numérico Computadorizado envolve informações como o formato da peça, tipo de máquina e ferramenta, e requer a utilização de uma linguagem de programação. Aqui estão as mais conhecidas:

Programação Manual (MDI)

Primeira linguagem criada para programação de máquinas CNC, atualmente é considerada obsoleta e é pouco usada, devido ao uso de opções mais modernas e rápidas.

Ainda assim, é importante conhecer as palavras e comandos envolvidos nesse tipo de programação, pois algumas aplicações simples, principalmente em empresas com poucas máquinas, ainda vêem vantagens no seu uso.

Na técnica MDI (Manual Data Input), as mesmas funções e recursos usados no modo automático são inseridos manualmente diretamente na MCU (unidade de controle) da máquina, por meio do painel de controle.

Programação conversacional (na máquina)

Modo de programação em que o programa é criado na própria máquina CNC, utilizando gráficos e funções do computador do equipamento.

Geralmente, é uma tarefa bem fácil, visto que os fabricantes de CNC costumam apresentar uma linguagem simples e intuitiva, com tutoriais ilustrados e a possibilidade de verificar se os comandos do programa estão corretos.

Nesta técnica, conhecida como controle conversacional ou sociável, podem ser geradas demonstrações gráficas da movimentação das ferramentas, simulando as operações previstas.

Programação com linguagem não gráfica para CNC (enfatizando APT)

A linguagem APT (Automatically Programed Tool) foi criada especificamente para programar o percurso da ferramenta de corte.

O Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) a desenvolveu, na década de 1950, e ela foi evoluindo para acompanhar as mudanças nas máquinas CNC (antes apenas CN).

Semelhante à programação manual, serve para a criação de roteiros – normalmente checados por meio de testes na própria máquina.

Modo de operação que também caiu em desuso, o APT deu lugar, principalmente, aos softwares CAD e CAM.

Programação CAM

Um dos métodos mais adotados para programação de CNC, o CAM possibilita a criação de roteiros para a produção de peças complexas, de uma forma mais simples e rápida, em comparação com outras linguagens.

Um sistema CAM agiliza as operações de produção evitando muitos cálculos matemáticos, facilitando a elaboração de programas para máquinas distintas, usando a mesma linguagem. Isso porque um computador auxilia nesse processo de preparação do roteiro, gerando um código e transferindo-o para a máquina CNC.

Outro atrativo do CAM é a demonstração gráfica que ele apresenta dos processos, enquanto estão sendo programados.

Código G

O G-code é a linguagem mais escolhida pelas empresas para programação CNC, sendo aplicado principalmente para o controle de máquinas-ferramenta automatizadas.

Suas instruções são enviadas ao controlador da máquina, que indica aos motores o que fazer.

Em um torno CNC ou fresa, por exemplo, uma ferramenta de corte se move de acordo com esses comandos, seguindo um “caminho” para cortar a peça.

Quais as vantagens de usar o código G?

O uso do Código G em usinagem CNC oferece várias vantagens, incluindo alta precisão e repetibilidade na fabricação de peças, eficiência na programação e execução de operações complexas, e flexibilidade para ajustar parâmetros de corte e movimento conforme necessário. 

Além disso, o Código G permite a automação de processos, reduzindo a necessidade de intervenção manual e minimizando erros humanos, o que resulta em maior produtividade e consistência na qualidade dos produtos.

Exemplos de programação com código G

A programação com Código G inclui comandos como G01 X10 Y10 F150 para movimento linear com velocidade de avanço, G00 X0 Y0 para movimento rápido, G81 X5 Y5 Z-10 R1 F100 para perfuração, G02 X10 Y10 I5 J5 e G03 X10 Y10 I5 J5 para interpolação circular no sentido horário e anti-horário, respectivamente, M06 T1 para troca de ferramenta, M03 S500 e M04 S500 para iniciar o spindle em diferentes direções, e M00 e M01 para paradas do programa. Esses comandos permitem controlar com precisão as operações de uma máquina CNC.

Como programar em G-code?

A elaboração de um roteiro de produção em código G é baseada nessa estrutura:

• Dar início ao programa CNC;
• Equipar a ferramenta adequada;
• Iniciar a rotação do eixo;
• Ativar fluido refrigerante (para evitar superaquecimento);
• Posicionar a ferramenta em cima da peça;
• Realizar a usinagem e o desbaste da peça;
• Desligar o fluido refrigerante;
• Desativar o eixo girante;
• Mover a ferramenta de cima da peça para um local seguro;
• Finalizar o programa CNC.

O programa é formado por linhas, cada uma contendo letras e números que definem tarefas específicas. Existem mais de 500 códigos pré-determinados, veja o significado de alguns, que seguem o padrão ISO 1056:

• G08 = aceleração;
• G09 = desaceleração;
• G28 = início dos eixos;
• G33 = corte em linha, com avanço constante;
• G68 = habilitar fluido refrigerante por dentro da ferramenta;
• G90/G91 = determina se o movimento é por meio de valores absolutos ou relativos; etc.

Como interpretar o código G?

Interpretar o Código G envolve identificar os comandos G-Codes, que determinam o tipo de operação (ex.: G01 para movimento linear), e M-Codes, que controlam funções auxiliares da máquina (ex.: M03 para ligar o motor spindle). 

O programa é lido linha por linha, com cada linha chamada de “bloco”. 

Comandos são seguidos por parâmetros que especificam detalhes como coordenadas X, Y, Z e velocidade de avanço (F). 

Comandos modais permanecem ativos até serem substituídos (ex.: G01), enquanto comandos não modais afetam apenas a linha em que estão presentes (ex.: G04 para pausa). 

Comentários no código ajudam a entender a lógica, e é recomendável usar software de simulação para verificar a trajetória antes da execução.

Principais dicas para usar o código G

Para usar o Código G de forma eficaz, identifique corretamente os comandos G-Codes e M-Codes, leia o programa linha por linha, entenda os parâmetros detalhados como coordenadas e velocidades, e diferencie entre comandos modais e não modais. Utilize comentários para clareza e sempre simule o código antes da execução para evitar erros.

O que são as funções G modais usadas num programa CNC?

As funções G modais são comandos no Código G que, uma vez ativados, permanecem em efeito até serem substituídos por outro comando da mesma categoria. 

Em um programa CNC, essas funções são essenciais para definir modos de operação que não precisam ser repetidos em cada linha de código, simplificando a programação e reduzindo a possibilidade de erros.

O que significa G0 no CNC?

No contexto da programação CNC, o comando G0 (ou G00) é utilizado para realizar movimentações rápidas da ferramenta ou do cabeçote da máquina de um ponto a outro. 

Este comando é essencial para otimizar o tempo de usinagem, pois permite que a máquina se desloque rapidamente entre diferentes posições sem a necessidade de seguir uma trajetória específica ou controlar a velocidade de avanço.

Qual é a diferença entre os códigos G e M na programação CNC?

Na programação CNC, os códigos G (preparatórios) são utilizados para definir modos de operação e movimentos da máquina, como movimentações lineares e circulares, seleção de planos e sistemas de coordenadas. 

Já os códigos M (miscelâneos) controlam funções auxiliares e periféricas, como ligar e desligar o spindle, ativar o refrigerante, realizar trocas de ferramentas e definir paradas do programa. 

Em resumo, enquanto os códigos G determinam como a máquina deve se mover e operar, os códigos M gerenciam funções adicionais que suportam o processo de usinagem.

Conclusão

Apesar de ser um assunto que exige estudo e dedicação, esperamos que essa seleção de informações tenha esclarecido suas dúvidas iniciais sobre usinagem CNC e (g-code).

Além do (g-code), que é a linguagem mais utilizada no mundo de cortes e usinagem, existem outras formas de programação, como a manual e a conversacional, adequadas para casos específicos.

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