Código G: Definição, comandos e aplicação prática

O que é o código G? A linguagem principal da programação CNC

O código G é a linguagem fundamental da programação CNC (Controlo Numérico Computadorizado) que controla o movimento da máquina. É uma série de instruções concisas que dizem à máquina para onde ir, qual o caminho a seguir e a que velocidade se deve mover. Na maquinagem CNC, o código G é a parte mais vital de qualquer programa, porque dita diretamente a forma como a ferramenta de corte interage com o material para formar a peça final.

De onde vem o código G?

A história do G-Code remonta aos anos 50 no Massachusetts Institute of Technology (MIT). Nessa altura, os engenheiros procuravam uma forma de automatizar as máquinas-ferramentas para tornar o fabrico mais eficiente e preciso. Desenvolveram um conjunto de comandos para controlar os eixos das máquinas, o que lançou as bases do código G tal como o conhecemos atualmente. Ao longo das décadas, esta linguagem evoluiu e tornou-se o padrão universal para máquinas CNC em todo o mundo.

Comandos comuns de código G por tipo

Os comandos G-Code podem ser classificados em diferentes tipos com base na sua função. Compreender estas categorias pode ajudá-lo a organizar e a dar sentido a um programa de código G.

Comandos de movimento

Estes são os comandos mais fundamentais do código G, pois controlam o movimento da ferramenta da máquina.

• G00 (Posicionamento rápido): Este comando desloca a ferramenta para uma determinada posição o mais rapidamente possível. É utilizado para movimentos que não sejam de corte, como por exemplo quando a ferramenta precisa de se deslocar rapidamente para o seu ponto de partida.
• G01 (Interpolação linear): G01 dá instruções à máquina para deslocar a ferramenta em linha reta a uma velocidade definida. É o comando mais comum para cortar linhas rectas.
• G02 / G03 (Interpolação circular): Estes comandos deslocam a ferramenta numa trajetória circular. G02 é para o movimento no sentido dos ponteiros do relógio, enquanto G03 é para o sentido contrário ao dos ponteiros do relógio. São essenciais para a maquinagem de caraterísticas como furos e curvas.

Comandos preparatórios e de ferramentas

Estes códigos G configuram o ambiente de maquinação ou preparam a ferramenta para uma tarefa.

• G90 / G91 (Programação absoluta / incremental): G90 coloca a máquina a trabalhar em modo absoluto, em que todas as coordenadas são referenciadas a partir do ponto de origem. G91 coloca a máquina a trabalhar em modo incremental, em que cada coordenada é referenciada a partir da posição atual da ferramenta.
• G04 (Dwell): G04 é uma pausa programada. É frequentemente utilizada para permitir que o fuso atinja a sua velocidade máxima antes de cortar ou para dar tempo à ferramenta para limpar as aparas.
• G40 / G41 / G42 (Compensação do cortador): Estes comandos permitem ajustar a trajetória da ferramenta para compensar o raio ou o comprimento da ferramenta, assegurando uma maquinagem de alta precisão.

Ciclos enlatados

Os ciclos fixos são um tipo de código G que combina uma série de passos de maquinação complexos (como a perfuração de um furo) num único e simples comando. São utilizados para poupar tempo e simplificar a programação.

Aplicações práticas do código G

O G-Code permite criar peças complexas e precisas que são difíceis de fabricar à mão. Segue-se um exemplo simples que mostra como o G-Code funciona num cenário do mundo real.

Vamos supor que queremos cortar um 40mm x 40mm quadrado numa peça de trabalho.

• G90: Definir para coordenadas absolutas
• G00 X0 Y0 Z5: Deslocação rápida para o ponto de partida (0,0,5), com o eixo Z a uma altura segura
• G01 Z-2 F100: Corte ao longo do eixo Z, avanço de 100 mm/min
• G01 X40 F200: Cortar ao longo do eixo X até X=40
• G01 Y40 F200: Cortar ao longo do eixo Y até Y=40
• G01 X0 F200: Cortar ao longo do eixo X para X=0
• G01 Y0 F200: Cortar ao longo do eixo Y para Y=0
• G00 Z5: Deslocação rápida até uma altura segura
• M30: Fim do programa

Ao compreender cada linha deste código, pode ver como comandos simples se combinam para completar uma tarefa de corte completa. Pode visualizar a ferramenta a começar num ponto, a seguir um caminho de coordenadas preciso passo a passo e, finalmente, a terminar num quadrado perfeito.

Vantagens da utilização do código G

A utilização do código G oferece várias vantagens importantes no fabrico:

• Alta precisão: O G-Code permite o controlo digital de todos os movimentos, garantindo que as peças são fabricadas com uma precisão e consistência incríveis.
• Eficiência: Quando um programa de código G é escrito, uma máquina CNC pode funcionar continuamente, o que acelera a produção e reduz os custos de mão de obra.
• Complexidade: O G-Code permite criar geometrias intrincadas e complexas que seriam difíceis ou impossíveis de produzir com métodos tradicionais de maquinação manual.

Quem deve aprender G-Code?

A aprendizagem do código G é essencial para vários profissionais nos domínios da produção e da engenharia. Antes de mais nada, Maquinistas e operadores de CNC deve compreender o código G para ler, editar e resolver problemas de programas diretamente na máquina. Este conhecimento é crucial para efetuar ajustes rápidos e garantir a precisão das peças. Engenheiros de fabrico Deve também ter uma forte compreensão do código G para conceber processos eficientes e comunicar eficazmente com o chão de fábrica. Finalmente, designers de produtos e técnicos de CAD/CAM podem beneficiar da aprendizagem do código G, uma vez que lhes dá uma compreensão mais profunda da forma como os seus projectos serão produzidos fisicamente, permitindo-lhes criar peças que são mais fáceis e mais rentáveis de maquinar.

Que máquinas utilizam o código G?

O código G é a linguagem universal da maquinagem CNC (Controlo Numérico Computadorizado), pelo que é utilizado numa vasta gama de equipamentos de fabrico automatizado.

Fresadoras CNC

As fresadoras CNC são a aplicação mais comum do código G. Utilizam uma ferramenta de corte rotativa para se deslocarem ao longo dos eixos XYZ, moldando o material para criar peças complexas. Os programas de código G controlam com precisão todos os movimentos da ferramenta para garantir a precisão e a qualidade da peça.

Tornos CNC

Ao contrário das fresadoras, os tornos cortam o material principalmente através da rotação da peça de trabalho. São utilizados para fabricar peças cilíndricas como veios e porcas. Aqui, o código G controla a forma como a ferramenta de corte se aproxima, se move e sai da peça de trabalho em rotação.

Impressoras 3D

Embora as impressoras 3D sejam máquinas de fabrico aditivo, também dependem do código G. O código G indica à cabeça de impressão onde se deve mover no espaço tridimensional, a que velocidade se deve mover e que quantidade de material deve ser extrudido, construindo o objeto camada a camada.

Cortadores a laser e a plasma

Estas máquinas utilizam o código G para controlar a trajetória e a velocidade da cabeça de corte para cortar com precisão as chapas metálicas. O G-Code garante que as linhas de corte são suaves e exactas, o que é crucial para a criação de peças ou arte em metal.

Braços robóticos

Nas linhas de produção automatizadas, muitos braços robóticos também utilizam o código G para controlar os seus movimentos complexos em tarefas como a soldadura, a colagem, a montagem e a pintura. A precisão do código G permite que os robots executem repetidamente operações altamente complexas.

Como escrever código G: Do projeto ao código

Escrever o código G é o processo de traduzir o design de uma peça num conjunto de instruções que a máquina pode compreender. Embora o software CAD/CAM moderno possa automatizar este processo, compreender as bases do código G é crucial para a resolução de problemas e otimização dos processos de maquinagem.

Escolher a ferramenta de programação correta

Embora seja possível escrever código G utilizando qualquer editor de texto, os editores de código G profissionais oferecem funcionalidades especificamente concebidas para a programação CNC. Estas ferramentas podem melhorar drasticamente a eficiência e reduzir os erros.

Eis alguns editores de G-Code populares:

• Código VS (Código do Visual Studio): Este é um editor de código poderoso e gratuito. Ao instalar uma extensão relevante (como o Sintaxe do código G), pode ativar o realce de sintaxe e o preenchimento automático, transformando-o num excelente editor de código G.
• Visualizador NC: Esta é uma ferramenta online conveniente e gratuita. Basta copiar e colar o seu código G e ele visualizará imediatamente o caminho da ferramenta. Esta é uma óptima maneira de verificar possíveis erros antes de executar o programa.
• Fusão 360: Para além de ser um software CAD/CAM robusto, o Fusion 360 inclui um editor de código G integrado. Isto permite-lhe conceber uma peça, gerar o percurso da ferramenta e editar o código G, tudo num único programa.

Cinco passos básicos para escrever código G

1. Cabeçalho do programa: Cada programa em código G começa com um número de programa (O + um número). No início do programa, normalmente define-se o plano de trabalho (por exemplo, G17) e selecionar coordenadas absolutas ou incrementais (G90 ou G91).
2. Movimento seguro: Utilizar G00 para deslocar rapidamente a ferramenta para uma posição segura acima da peça de trabalho. Isto assegura que não há colisões antes do início do corte.
3. Corte no material: Utilizar G01 para deslocar a ferramenta para baixo ao longo do eixo Z até à profundidade de corte desejada. Certifique-se de que define uma taxa de avanço correta.
4. Cortar o perfil da peça: Utilizar G01 (para linhas rectas) e G02/G03 (para arcos) para cortar o perfil da peça. Para cada movimento, é necessário indicar as coordenadas do ponto final (X, Y, Z) e a velocidade de avanço.
5. Fim do programa: Quando o corte estiver concluído, utilizar G00 para retrair rapidamente a ferramenta. De seguida, utilize comandos como M30 para terminar o programa e repor a máquina na sua posição inicial.

Código G vs. Código M: Uma diferença clara

Embora o código G seja o núcleo da programação CNC, não é o único tipo de instrução. Num programa CNC, funciona frequentemente em conjunto com Código M (abreviatura de Miscellaneous Function). O código G controla principalmente movimentoO código M, por outro lado, controla a máquina, dizendo-lhe como se deve mover e cortar. O código M, por outro lado, controla a funções não motoras da máquina, como por exemplo ligar ou desligar o mandril (M03/M05), ligar ou desligar o líquido de refrigeração (M08/M09), e terminar o programa (M30). Pode pensar no código G como as instruções para o que fazerenquanto o código M é a instrução suplementar para como o fazer. Em conjunto, formam uma linguagem de programação CNC completa.

Perguntas frequentes (FAQ)

O G-Code é difícil de aprender?

Para os principiantes, as noções básicas do código G não são difíceis de aprender. Muitos dos comandos mais comuns são intuitivos e fáceis de memorizar. No entanto, tornar-se um especialista capaz de escrever programas complexos a partir do zero requer muita prática e uma compreensão mais profunda dos princípios de geometria e maquinagem. A melhor maneira de começar é dominar os comandos principais e praticar com projectos simples.

Por que razão devo aprender código G se posso simplesmente utilizar o software CAM?

Embora o software CAM (fabrico assistido por computador) moderno possa gerar automaticamente o código G, a compreensão dos seus fundamentos continua a ser crucial. Um bom conhecimento do código G permite-lhe resolver rapidamente os problemas, otimizar programas, e fazer edições em tempo real diretamente na máquina, poupando-lhe tempo e esforço significativos e proporcionando-lhe um maior controlo sobre o processo de maquinagem.