Código G: Definición, comandos y aplicación práctica

¿Qué es el código G? El lenguaje básico de la programación CNC

El código G es el lenguaje fundamental de la programación CNC (control numérico por ordenador) que controla el movimiento de la máquina. Se trata de una serie de instrucciones concisas que indican a la máquina dónde ir, qué trayectoria seguir y a qué velocidad moverse. En el mecanizado CNC, el código G es la parte más importante de cualquier programa porque determina directamente cómo interactúa la herramienta de corte con el material para formar la pieza final.

¿De dónde viene el código G?

La historia de G-Code se remonta a los años 50 en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). En aquella época, los ingenieros buscaban una forma de automatizar las máquinas herramienta para que la fabricación fuera más eficaz y precisa. Desarrollaron un conjunto de comandos para controlar los ejes de las máquinas, que sentaron las bases del código G tal y como lo conocemos hoy. A lo largo de las décadas, este lenguaje ha evolucionado y se ha convertido en el estándar universal para las máquinas CNC de todo el mundo.

Comandos comunes del código G por tipo

Los comandos de G-Code pueden clasificarse en diferentes tipos según su función. Comprender estas categorías puede ayudarle a organizar y dar sentido a un programa G-Code.

Comandos de movimiento

Estos son los comandos G-Code más fundamentales, ya que controlan el movimiento de la herramienta de la máquina.

• G00 (Posicionamiento rápido): Este comando mueve la herramienta a una posición especificada lo más rápido posible. Se utiliza para movimientos que no son de corte, como cuando la herramienta necesita desplazarse rápidamente a su punto inicial.
• G01 (Interpolación lineal): G01 ordena a la máquina mover la herramienta en línea recta a una velocidad definida. Es el comando más común para cortar líneas rectas.
• G02 / G03 (Interpolación circular): Estos comandos mueven la herramienta en una trayectoria circular. G02 es para el movimiento en el sentido de las agujas del reloj, mientras que G03 es para el sentido contrario a las agujas del reloj. Son esenciales para mecanizar elementos como orificios y curvas.

Comandos preparatorios y de herramientas

Estos códigos G configuran el entorno de mecanizado o preparan la herramienta para una tarea.

• G90 / G91 (Programación Absoluta / Incremental): G90 configura la máquina para trabajar en modo absoluto, donde todas las coordenadas están referenciadas desde el punto de origen. G91 configura la máquina para trabajar en modo incremental, donde cada coordenada se referencia desde la posición actual de la herramienta.
• G04 (Vivienda): G04 es una pausa programada. A menudo se utiliza para permitir que el husillo alcance su velocidad máxima antes de cortar o para dar tiempo a la herramienta a eliminar las virutas.
• G40 / G41 / G42 (Compensación de corte): Estos comandos se utilizan para ajustar la trayectoria de la herramienta para compensar el radio o la longitud de la herramienta, garantizando un mecanizado de alta precisión.

Ciclos enlatados

Los ciclos fijos son un tipo de código G que combina una serie de pasos de mecanizado complejos (como taladrar un agujero) en un único comando sencillo. Se utilizan para ahorrar tiempo y simplificar la programación.

Aplicaciones prácticas del código G

G-Code permite crear piezas complejas y precisas que son difíciles de fabricar a mano. A continuación se muestra un sencillo ejemplo de cómo funciona G-Code en un escenario real.

Supongamos que queremos cortar un Cuadrado de 40 mm x 40 mm en una pieza de trabajo.

• G90: Establecer coordenadas absolutas
• G00 X0 Y0 Z5: Desplazamiento rápido al punto inicial (0,0,5), con el eje Z a una altura segura.
• G01 Z-2 F100: Corte a lo largo del eje Z, avance 100 mm/min
• G01 X40 F200: Corte a lo largo del eje X hasta X=40
• G01 Y40 F200: Corte a lo largo del eje Y hasta Y=40
• G01 X0 F200: Recorta a lo largo del eje X hasta X=0
• G01 Y0 F200: Recorta a lo largo del eje Y hasta Y=0
• G00 Z5: Desplazamiento rápido hasta una altura segura
• M30: Fin del programa

Al comprender cada línea de este código, puede ver cómo se combinan comandos sencillos para completar una tarea de corte completa. Puedes visualizar la herramienta comenzando en un punto, siguiendo una ruta de coordenadas precisa paso a paso, y finalmente terminando un cuadrado perfecto.

Ventajas del código G

El uso del código G ofrece varias ventajas clave en la fabricación:

• Alta precisión: G-Code permite el control digital de cada movimiento, garantizando que las piezas se fabrican con una precisión y consistencia increíbles.
• Eficacia: Una vez escrito un programa de código G, una máquina CNC puede funcionar de forma continua, lo que acelera la producción y reduce los costes de mano de obra.
• Complejidad: G-Code permite crear geometrías intrincadas y complejas que serían difíciles o imposibles de producir con los métodos tradicionales de mecanizado manual.

¿Quién debe aprender G-Code?

Aprender G-Code es esencial para varios profesionales de los campos de la fabricación y la ingeniería. En primer lugar, Maquinistas y operadores de CNC debe comprender el código G para leer, editar y solucionar problemas de los programas directamente en la máquina. Este conocimiento es crucial para realizar ajustes rápidos y garantizar la precisión de las piezas. Ingenieros de fabricación También debe tener un buen dominio del código G para diseñar procesos eficientes y comunicarse eficazmente con el taller. Por último, diseñadores de productos y técnicos de CAD/CAM pueden beneficiarse del aprendizaje de G-Code, ya que les proporciona una comprensión más profunda de cómo se producirán físicamente sus diseños, lo que les permite crear piezas más fáciles y rentables de mecanizar.

¿Qué máquinas utilizan código G?

El código G es el lenguaje universal del mecanizado CNC (control numérico por ordenador), por lo que se utiliza en una amplia gama de equipos de fabricación automatizada.

Fresadoras CNC

Las fresadoras CNC son la aplicación más común del código G. Utilizan una herramienta de corte giratoria que se desplaza a lo largo de los ejes XYZ, dando forma al material para crear piezas complejas. Los programas G-Code controlan con precisión cada movimiento de la herramienta para garantizar la precisión y calidad de la pieza.

Tornos CNC

A diferencia de las fresadoras, los tornos cortan el material principalmente mediante la rotación de la pieza. Se utilizan para fabricar piezas cilíndricas como ejes y tuercas. Aquí, el código G controla cómo la herramienta de corte se acerca, se mueve y sale de la pieza giratoria.

Impresoras 3D

Aunque las impresoras 3D son máquinas de fabricación aditiva, también dependen del código G. El código G indica al cabezal de impresión dónde moverse en el espacio tridimensional, a qué velocidad y cuánto material extruir, construyendo el objeto capa a capa.

Cortadoras láser y de plasma

Estas máquinas utilizan el código G para controlar la trayectoria y la velocidad del cabezal de corte para cortar con precisión las chapas metálicas. El G-Code garantiza que las líneas de corte sean suaves y precisas, lo que resulta crucial para crear piezas metálicas o arte.

Brazos robóticos

En las líneas de producción automatizadas, muchos brazos robóticos también utilizan G-Code para controlar sus complejos movimientos en tareas como soldadura, pegado, ensamblaje y pintura. La precisión del código G permite a los robots realizar repetidamente operaciones muy complejas.

Cómo escribir código G: Del plano al código

Escribir código G es el proceso de traducir el diseño de una pieza en un conjunto de instrucciones que la máquina pueda entender. Aunque el software CAD/CAM moderno puede automatizar este proceso, comprender los conceptos básicos del código G es crucial para solucionar problemas y optimizar los procesos de mecanizado.

Elegir la herramienta de programación adecuada

Aunque puede escribir G-Code con cualquier editor de texto, los editores profesionales de G-Code ofrecen funciones diseñadas específicamente para la programación CNC. Estas herramientas pueden mejorar drásticamente la eficiencia y reducir los errores.

Éstos son algunos de los editores de código G más populares:

• VS Code (Visual Studio Code): Se trata de un potente editor de código gratuito. Mediante la instalación de una extensión relevante (como Sintaxis del código G), puede activar el resaltado de sintaxis y el autocompletado, convirtiéndolo en un excelente editor de código G.
• Visor NC: Se trata de una cómoda herramienta en línea gratuita. Sólo tiene que copiar y pegar su código G y visualizará inmediatamente la trayectoria de la herramienta. Esta es una gran manera de comprobar los posibles errores antes de ejecutar el programa.
• Fusión 360: Además de ser un sólido software CAD/CAM, Fusion 360 incluye un editor de G-Code integrado. Esto le permite diseñar una pieza, generar la trayectoria de la herramienta y editar el G-Code, todo en un solo programa.

Cinco pasos básicos para escribir código G

1. Cabecera del programa: Cada programa G-Code comienza con un número de programa (O + un número). Al principio del programa, normalmente se establece el plano de trabajo (por ejemplo, G17) y seleccione coordenadas absolutas o incrementales (G90 o G91).
2. Movimiento seguro: Utilice G00 para desplazar rápidamente la herramienta a una posición segura por encima de la pieza. Esto garantiza que no se produzcan colisiones antes de iniciar el corte.
3. Cortar el material: Utilice G01 para mover la herramienta hacia abajo a lo largo del eje Z hasta la profundidad de corte deseada. Asegúrese de ajustar una velocidad de avance adecuada.
4. Cortar el perfil de la pieza: Utilice G01 (para líneas rectas) y G02/G03 (para arcos) para cortar el perfil de la pieza. Debe especificar las coordenadas del punto final (X, Y, Z) y la velocidad de avance para cada movimiento.
5. Fin del programa: Cuando haya terminado de cortar, utilice G00 para retraer rápidamente la herramienta. A continuación, utilice comandos como M30 para finalizar el programa y volver a colocar la máquina en la posición inicial.

G-Code vs. M-Code: Una clara diferencia

Aunque el código G es el núcleo de la programación CNC, no es el único tipo de instrucción. En un programa CNC, a menudo trabaja junto con Código M (abreviatura de Función Miscelánea). El código G controla principalmente movimientoque indica a la máquina cómo moverse y cortar. El código M, por otro lado, controla el funciones sin movimiento de la máquina, como encender o apagar el cabezal (M03/M05), encender o apagar el refrigerante (M08/M09), y finalizar el programa (M30). Se puede pensar en G-Code como las instrucciones para qué hacermientras que M-Code es la instrucción complementaria para cómo hacerlo. Juntos forman un lenguaje de programación CNC completo.

Preguntas más frecuentes (FAQ)

¿Es difícil aprender G-Code?

Para los principiantes, los conceptos básicos de G-Code no son difíciles de aprender. Muchos de los comandos más comunes son intuitivos y fáciles de recordar. Sin embargo, convertirse en un experto capaz de escribir programas complejos desde cero requiere mucha práctica y una comprensión más profunda de los principios de la geometría y el mecanizado. La mejor manera de empezar es dominar los comandos básicos y practicar con proyectos sencillos.

¿Por qué tengo que aprender G-Code si puedo utilizar un software CAM?

Aunque los modernos programas de CAM (fabricación asistida por ordenador) pueden generar automáticamente código G, sigue siendo fundamental comprender sus fundamentos. Un buen conocimiento del código G permite solucionar problemas rápidamente, optimizar programasy hacer ediciones sobre la marcha directamente en la máquina, lo que le ahorrará mucho tiempo y esfuerzo y le proporcionará un mayor control sobre el proceso de mecanizado.