17.1 Introduzione ai codici G della fresatrice

I principali codici G di taglio sono classificati come movimenti di interpolazione e cicli fissi. I codici di taglio per movimenti di interpolazione sono suddivisi come segue:

G01 - Movimento di interpolazione lineare
G02 - Movimento di interpolazione circolare in senso orario
G03 - Movimento di interpolazione circolare in senso antiorario
G12 - Fresatura di tasca circolare in senso orario
G13 - Fresatura di tasca circolare in senso antiorario

G01 Il movimento di interpolazione lineare viene usato per tagliare delle righe diritte. Richiede una velocità di avanzamento specificata con il codice di indirizzo Fnnn.nnnn. Xnn.nnnn, Ynn.nnnn, Znn.nnnn e Annn.nnn sono codici di indirizzo opzionali per specificare il taglio. I successivi comandi di movimento degli assi useranno la velocità di avanzamento specificata da G01 finché non viene comandato un altro movimento dell'asse G00, G02, G03, G12 o G13.

Gli angoli si possono smussare usando l'argomento opzionale Cnn.nnnn per definire lo smusso. Gli angoli si possono arrotondare usando il codice di indirizzo opzionale Rnn.nnnn per definire il raggio dell'arco. Vedere G01 Movimento di interpolazione lineare (Gruppo 01) per altre informazioni.

G02 e G03 sono codici G per movimenti di taglio circolari. Un movimento di interpolazione circolare ha parecchi codici di indirizzo opzionali per definire l’arco o il cerchio. Il taglio dell'arco o del cerchio inizia dalla posizione corrente dell'utensile [1] secondo la geometria specificata nei comandi G02/G03.

Gli archi possono essere definiti con due metodi differenti. Il metodo preferito consiste nella definizione del centro dell'arco o del cerchio con I, J e/o K e nella definizione del punto finale [3] dell'arco con X, Y e/o Z. I valori I J K definiscono le distanze relative di X Y Z dal punto di inizio [2] al centro del cerchio. I valori X Y Z definiscono le distanze assolute X Y Z dal punto iniziale al punto finale dell’arco nell’attuale sistema di coordinate. Questo è anche il solo metodo per tagliare un cerchio. Definendo solo i valori I J K senza definire i valori X Y Z del punto finale si otterrà un cerchio.

L’altro metodo di tagliare un arco è di definire i valori X Y Z per il punto finale e di definire il raggio del cerchio con un valore R.

Di seguito sono illustrati alcuni esempi di utilizzo dei due metodi differenti di tagliare un arco in senso antiorario di 180 gradi con un raggio di 2" (o 2 mm). L'utensile inizia a X0 Y0 [1], si sposta al punto iniziale dell'arco [2] e taglia l'arco fino al punto finale [3]:

Segue un esempio di come si taglia un cerchio con un raggio di 2" (o 2 mm):

%
T01 M06 ;
...
G00 X4. Y2. ;
G01 F20.0 Z-0.1 ;
G02 F20.0 I2.0 J0. ;
...
;M30 ;%
%

La compensazione utensile è un metodo usato per spostare la traiettoria utensile in modo che l’attuale linea centrale dell’utensile si sposti a sinistra o destra della traiettoria programmata.

Normalmente, la compensazione utensile è programmata per spostare l’utensile in modo da controllare le dimensioni. La pagina degli offset si usa per inserire il grado di spostamento dell’utensile.

L’offset può essere inserito come valore del diametro o del raggio, a seconda dell’impostazione 40, sia per i valori di geometria che per quelli di usura. Se viene specificato il diametro, lo spostamento è la metà del valore inserito.

I valori effettivi degli offset sono la somma dei valori di geometria e usura. La compensazione utensile è disponibile solo sugli assi X e Y per lavorazioni 2D (G17). Per lavorazioni 3D, la compensazione utensile è disponibile sugli assi X, Y e Z (G141).

G41 seleziona la compensazione utensile sinistra. Questo significa che il controllo sposta l'utensile a sinistra della traiettoria programmata (in relazione alla direzione della corsa) per compensare il raggio o diametro utensile definito nella tabella degli offset utensile (vedere l'impostazione 40). G42 seleziona la compensazione utensile destra che sposta l'utensile a destra della traiettoria programmata, in relazione alla direzione della corsa.

Un G41 o G42 deve avere un valore Dnnn per selezionare il numero di offset corretto dalla colonna degli offset raggio/diametro. Il numero da usare con D si trova nella colonna all'estrema sinistra della tool offsets table.Il valore usato dal controllo per la compensazione utensile si trova nella colonna GEOMETRIA alla lettera D (se l'impostazione 40 è DIAMETRO) o R (se l'impostazione 40 è RAGGIO).

Se il valore dell’offset è negativo, la compensazione utensile funziona come se nel programma si fosse specificato il codice G opposto. Per esempio, inserendo un valore negativo per un G41, si otterrà lo stesso risultato che se si inserisse un valore positivo per G42. Inoltre, quando la compensazione utensile è attiva (G41 o G42), si può usare solamente il piano X-Y (G17) per i movimenti circolari. La compensazione utensile viene limitata al solo piano X-Y.

Il codice G40 cancella la compensazione utensile, ed è la condizione di default quando si accende la macchina. Quando compensazione utensile non è attiva, la traiettoria programmata è la stessa del centro della traiettoria dell’utensile. Non si può terminare un programma (M30, M00, M01 o M02) con la compensazione utensile attiva.

Il controllo esegue un blocco di movimento alla volta. Tuttavia, eseguirà la lettura preventiva dei prossimi (2) blocchi che contengono movimenti degli assi X o Y. Il controllo verifica questi (3) blocchi di informazioni per qualsiasi interferenza. L’impostazione 58 controlla come funziona questa parte della compensazione utensile. I valori disponibili per l’impostazione 58 sono Fanuc o Yasnac.

Se l’impostazione 58 è impostata su Yasnac, il controllo deve essere in grado di collocare il lato dell’utensile lungo tutte le estremità del contorno programmato, senza tagliare in eccesso i due movimenti successivi. Un movimento circolare unisce tutti gli angoli esterni.

Se l’impostazione 58 è impostata su Fanuc, il controllo non richiede il posizionamento dei margini di taglio dell’utensile lungo tutte le estremità del contorno programmato, evitando il taglio eccessivo. Tuttavia, il controllo genera un allarme se la traiettoria dell’utensile è programmata in modo da provocare un taglio eccessivo. Il controllo unisce gli angoli esterni minori o uguali a 270 gradi con un angolo acuto. Il controllo unisce gli angoli esterni maggiori di 270 gradi con un ulteriore movimento lineare.

Questi diagrammi mostrano come funziona la compensazione utensile per i possibili valori dell’impostazione 58. Notare che un taglio piccolo inferiore al raggio dell’utensile e ad angolo retto rispetto al movimento precedente, funziona solo con l’impostazione Fanuc.

Quando si usa la compensazione utensile nei movimenti circolari, esiste la possibilità di adattare la velocità a quella programmata. Se il taglio finale desiderato si trova all’interno di un movimento circolare, l’utensile deve essere rallentato per garantire che la velocità superficiale non superi quella desiderata dal programmatore. Tuttavia, se la velocità viene diminuita troppo si verificano dei problemi. Per questa ragione, si usa l'impostazione 44 per limitare la misura di regolazione dell'avanzamento in questo caso. Può essere impostata fra 1% e 100%. Se è impostata al 100% non si verificheranno modifiche nella velocità. Se è impostata all’1%, la velocità può essere rallentata all’1% rispetto all’avanzamento programmato.

Quando il taglio si trova all’esterno di un movimento circolare, non si effettuano regolazioni dell’accelerazione per la velocità di avanzamento.

In questa sezione, si descrive l’utilizzo di G02 (Interpolazione circolare in senso orario), G03 Interpolazione circolare in senso antiorario) e della compensazione utensile (G41: Compensazione utensile sinistra, G42: Compensazione utensile destra).

Usando G02 e G03, si può programmare la macchina per tagliare con movimenti circolari e in base a dei raggi. Generalmente, quando si programma un profilo o un contorno, il modo più facile per descrivere un raggio tra due punti è con un R e un valore. Per movimenti circolari completi (360 gradi), si deve specificare un I o un J con un valore. L’illustrazione della sezione dei cerchi descrive le differenti sezioni di un cerchio.

Usando la compensazione utensile di questa sezione, il programmatore sarà in grado di spostare la fresa a una distanza precisa e potrà lavorare un profilo o un contorno secondo le esatte dimensioni di stampa. Utilizzando la compensazione utensile, si riduce il tempo di programmazione, e le possibilità di errori di calcolo nel programma diminuiscono grazie al fatto che si possono programmare le dimensioni reali, e si possono effettivamente controllare la dimensione del pezzo e la geometria.

Qui ci sono alcune regole sulla compensazione utensile che devono essere seguite strettamente per eseguire delle lavorazioni di successo. Fare sempre riferimento a queste regole quando si scrivono i programmi.

1. La compensazione utensile deve essere attivata durante un movimento G01 X,Y che sia uguale o superiore al raggio dell'utensile, o alla misura della compensazione.
2. Quando si termina un’operazione che usa la compensazione utensile, si deve disattivare la compensazione utensile, usando le stesse regole del processo di attivazione, cioè, quello che è stato inserito deve essere disinserito.
3. Nella maggior parte delle macchine, durante una compensazione utensile, un movimento lineare X,Y inferiore al raggio dell’utensile potrebbe non funzionare. (Impostazione 58 - impostata a Fanuc - per risultati positivi.)
4. La compensazione utensile non può essere attivata o disattivata in un movimento ad arco G02 o G03.
5. Con la compensazione utensile attiva, la lavorazione all’interno di un arco con un raggio inferiore a quello definito dal valore attivo di causa un allarme della macchina. Non si può avere un diametro utensile troppo grande se il raggio dell’arco è troppo piccolo.

I cicli fissi sono dei codici G che eseguono operazioni ripetitive, quali la foratura, la maschiatura e l’alesatura. Un ciclo fisso viene definito con dei codici di indirizzo alfabetici. Mentre il ciclo fisso è attivo, la macchina esegue l’operazione definita ogni qualvolta si comanda una nuova posizione, a meno che non si specifichi di non farlo.

I cicli fissi semplificano la programmazione per i pezzi. Le più comuni operazioni ripetitive dell’asse Z quali la foratura, la maschiatura e l’alesatura, hanno dei cicli fissi. Quando è attivo, un ciclo fisso viene eseguito in qualsiasi nuova posizione dell’asse. I cicli fissi eseguono i movimenti degli assi con comandi rapidi (G00) e l'operazione del ciclo fisso viene eseguita dopo il movimento dell'asse. Questo si applica ai cicli G17, G19, e ai movimenti dell'asse Y su torni con asse Y.

Tutti quattro i cicli fissi di foratura possono essere inseriti in un loop in modalità di programmazione incrementale G91.

• Il ciclo fisso G81 è il ciclo di foratura di base. Viene usato per praticare dei fori poco profondi e per forare con Circolazione del refrigerante nel mandrino ciclo di foratura e Circolazione del refrigerante nel mandrino (TSC).
• Il ciclo fisso di centratura G82 è uguale al ciclo fisso di foratura G81 eccetto che può fare una pausa in fondo al foro. L’argomento opzionale Pn.nnn specifica la durata della pausa.
• Il ciclo fisso di foratura profonda normale G83 viene solitamente usato per fori profondi. La profondità di taglio può essere variabile o costante e sempre incrementale. Qnn.nnn. Non usare un valore Q quando si programma con I, J e K.
• Il ciclo fisso di foratura profonda ad alta velocità G73 è uguale al ciclo fisso di foratura profonda normale G83 eccetto che la ritrazione dell'utensile è specificata nell'impostazione 22 - Ciclo fisso Delta Z. Si consigliano dei cicli di foratura profonda per profondità superiori a 3 volte il diametro della punta di foratura. La foratura profonda iniziale, definita da I, dovrebbe generalmente avere la profondità del diametro di 1 utensile.

Ci sono due cicli fissi di maschiatura. Tutti i cicli fissi di maschiatura possono essere inseriti in un loop in modalità di programmazione incrementale G91.

Il ciclo fisso di maschiatura G84 è il ciclo di maschiatura normale. Viene usato per maschiare una filettatura destrorsa.

G74, Ciclo fisso di maschiatura inversa, è il ciclo di filettatura inverso. Viene usato per maschiare una filettatura sinistrorsa.

Ci sono (5) cicli fissi di alesatura. Tutti i cicli fissi di alesatura possono essere inseriti in un loop in modalità di programmazione incrementale G91.

• Il ciclo fisso di alesatura G85 è il ciclo di alesatura di base. Pratica un foro fino all’altezza desiderata e ritorna all’altezza specificata.
• Il ciclo fisso di alesatura e arresto G86 è uguale al ciclo fisso di alesatura G85 eccetto che il mandrino si arresta in fondo al foro prima di tornare all'altezza specificata.
• Il ciclo fisso di alesatura interna, pausa, alesatura esterna G89 è uguale a G85 eccetto che c'è una pausa in fondo al foro, e il foro continua a essere alesato alla velocità di avanzamento specificata man mano che l'utensile ritorna alla posizione specificata. Questo è diverso da altri cicli fissi di alesatura in cui l’utensile si sposta con un avanzamento in rapido o un avanzamento a intermittenza per tornare alla posizione di ritorno.
• Il ciclo fisso di alesatura precisa G76 pratica il foro alla profondità specificata, e dopo la foratura si sposta per pulire l'utensile dal foro prima della ritrazione.
• Il ciclo fisso di sovralesaggio G77 funziona in modo simile a G76, eccetto che prima di iniziare la foratura, sposta l'utensile per pulire il foro, si abbassa nel foro ed esegue l'alesatura fino alla profondità specificata.

I piani R, o piani di ritorno, sono comandi in codice G che specificano l'altezza di ritorno dell'asse Z durante i cicli fissi.

I codici G del piano R rimangono attivi per la durata del ciclo fisso in cui sono usati. G98, Ciclo fisso di ritorno al punto iniziale, sposta l'asse Z all'altezza dell'asse Z, prima del ciclo fisso.

G99, Ritorno al piano R del ciclo fisso, sposta l'asse Z all'altezza specificata dall'argomento Rnn.nnnn specificato nel ciclo fisso. 

I codici G speciali sono usati per fresature complesse. Esse includono:

• Incisione (G47)
• Fresatura di tasche (G12, G13 e G150)
• Rotazione e messa in scala (G68, G69, G50, G51)
• Immagine speculare (G101 e G100)

Il codice G47 di incisione di testo consente di incidere un testo (compresi alcuni caratteri ASCII) o dei numeri di serie sequenziali, con un singolo codice.

Vedere G47 Incisione di testo (Gruppo 00) per altre informazioni sulle incisioni.

Sul controllo Haas ci sono due tipi di codici G per la fresatura di tasche:

La fresatura di tasca circolare viene eseguita con i codici G del comando G12 Fresatura di tasca circolare in senso orario e del comando G13 Fresatura di tasca circolare in senso antiorario.

Il comando G150 Fresatura di tasche polivalente usa un sottoprogramma per eseguire geometrie di tasche definite dall'utente.

Assicurarsi che la geometria del sottoprogramma sia una sagoma completamente chiusa. Assicurarsi che il punto iniziale X-Y del comando G150 sia all'interno del contorno della sagoma completamente chiusa. Non facendolo si potrebbe far scattare l’allarme 370 - Errore definizione tasca.

Vedere G12 Fresatura di tasca circolare CW / G13 Fresatura di tasca circolare CCW (Gruppo 00) per altre informazioni sui codici G di fresatura delle tasche.

NOTA:  Si deve acquistare l’opzione di rotazione e messa in scala per usare queste funzioni. Inoltre è disponibile una versione di prova di 200 ore.

G68, Rotazione, è usato per ruotare il sistema di coordinate nel piano desiderato. Si può usare questa funzione insieme alla modalità di programmazione incrementale G91 per lavorare sagome simmetriche. G69 cancella la rotazione.

G51 applica un fattore di scala ai valori di posizionamento nei blocchi che seguono il comando G51. G50 cancella la messa in scala. Si può usare la messa in scala insieme alla rotazione, ma ci si deve assicurare di comandare per prima la messa in scala.

Vedere G68 Rotazione (Gruppo 16) per altre informazioni sui codici G di rotazione e messa in scala.

Con G101, Attiva immagine speculare, il movimento dell'asse specificato viene specchiato (invertito). Le impostazioni 45-48, 80 e 250 attivano l'immagine speculare degli assi X, Y, Z, A, B e C.

Il punto di rotazione speculare lungo un asse è definito dall'argomento Xnn.nn. Questo può essere specificato per un asse Y abilitato sulla macchina e nelle impostazioni utilizzando come argomento gli assi da riflettere. G100 annulla G101.

Vedere G100/G101 Disattiva/attiva immagine speculare (Gruppo 00) per altre informazioni sui codici G dell'immagine speculare.