G-KOOD

Mis on G-kood ja kuidas seda kasutatakse tööpinkide programmeerimisel

NC-kood, ISO-kood, või G-kood

NC-kood = Numerical Control

ISO-kood = International Organization for Standardization

G-kood = G käsud

M-kood = M käsud

G- ja M-kood on rahvapärane nimetus programmerimiskeelele, mida kasutatakse CNC seadmetel.

G-kood on defineeritud standardiga EIA RS-274-D (ISO 6983), millest tulenevalt on hakatud kasutama väljendit ISO-kood.

     Arvprogrammjuhtimine ehk APJ ehk CNC on tööpinkide ja masinate tähtedest ja numbritest koosneva programmiga juhtimine. Tänapäeval toimub arvprogrammjuhtimine põhiliselt G-koodi kasutades. 

     G-kood on programmeerimiskeel, mis on automatiseeritud tööpingile käskude edastamise keel. G-koodis on defineeritud lõikeriista trajektoor, selle liikumise kiirus jpm. G-koodi kasutatakse erinevate tööpinkide tööle seadistamiseks, näiteks treipingi, freespingi, laserpingi, 3D-printeri, mõõteriistade jpm seadistamiseks. 

Ettevalmistavad ja abifunktsioonid CNC/APJ freespinkide programmeerimisel

     Lihtsamat laadi APJ-pingi juhtprogrammi on võimalik sisestada üksikute tähemärkide ja sümbolitena otse tööpingi juhtpuldi klaviatuurilt. Teine võimalus juhtprogrammi loomiseks on kasutada juhtpulti sisseehitatut interaktiivset programmeerimise keskkonda. Tänapäeval kõige võimekamaks juhtprogrammide loomise tööriistaks võib pidada spetsiaalset CAD/CAM arvutiprogrammi, paketti. Igal juhul tuleb APJ-pingi töötajal koostada programm selliselt, et see oleks tööpingi juhtsüsteemile arusaadav ja üheselt tõlgendatav. Käesolevalt on enamlevinud programmeerimine formaadis mille struktuur on üldjoontes kirjeldatud standardiga ISO 6983 ja sellest tulenevalt leiab praktikas selle programmeerimiskeele kohta kasutamist väljend „ISO-kood“. Samuti kasutatakse terminit „G-kood“. See on ajendatud asjaolust, et sellise juhtprogrammi koostamisel kasutatakse rohkelt ettevalmistvaid funktsioone mida programmis kirjeldatakse sümboliga „G“. Juhtprogramm mis on koostatutud väljaspool juhtpulti tuleb esmalt kopeerida kontrolleri mälusse. Selleks on erinevad tehnoloogilised võimalused, neist kaasaegsemad on programmi edastamine üle arvutivõrgu või mõne portatiivse andmekandja (mälukaart, mälupulk) abil. Järgnevalt kirjeldatakse põgusalt juhtprogrammi koostamise loogikat APJ-tööpingi kontrollerisse sissehitatud interaktiivse programmeerimiskeskkonna baasil. Sõltumata sellest, et millisel viisil koostatakse juhtprogramm on tarvis välja mõelda detaili töötlemistehnoloogia. Interaktiivse graafilise programmi algsuses tuleb luua detaili ja tooriku geomeetria. Sõltuvalt kasutatava kontrollerist on võimalik programmi koostamiseks üleslaadida detailijoonis näiteks dxf-formaadis. Töötlemistehnoloogia järgmiseks etapiks on lõiketöötlemise etappide ja nende režiimide määramine. Igaks lõiketöötlemise operatsiooniks tuleb määrata vastav lõikeinstrument. Valminud programmi töökindlust ja ohutust saab kontrollida juhtprogrammi simuleerimisega. Üldiselt on enamikel kontrolleritel selline simuleerimise võimalus olemas. Interaktiivsel graafilisel meetodil loodud detaili juhtprogrammi koostamisel ei pea operaator ISO-koodi sümbolite haaval juhtpulti sisestama. Kood genereeritakse automaatselt kontrolleri poolt. Enamjaolt on kontrollerites olemas tekstitöötluse võimekus juhtprogrammi loomiseks otse ISO koodis. Selline juhtprogrammi kood on universaalne ja seda on võimalik kopeerida erinevate kontrolleritega APJ-tööpinkide vahel.

Juhtprogrammi struktuur

     APJ/CNC tööpinkide juhtprogramm koosneb järjestikkudest standardses formaadis esitatud sümbolitest. Juhtsüsteemis täidetakse juhtprogramm lausete kaupa selliselt, et lõpp-tulemusena valmib nõutud geomeetria ja täpsusega detail. Juhtprogramm peab olema koostatud selliselt, et see oleks juhtsüsteemile, kontrollerile üheselt arusaadav. Kood eraldatakse lauseteks, laused koosnevad sõnadest, sõnad omakorda adressaadist ja arvsõnast. Enimkasutatavad adressaadid on erinevad ettevalmistavad ja abifunktsioonid mida juhtprogrammis tähistatakse erinevate G ja M käskudega. Juhtprogrammi lausetele on võimalik, aga mitte tingimata vajalik lisada lausenumber.

     Kood koosneb sümbolitest. Sümboliteks on numbrid, tähed, märgid. Programmi koostamisel tuleb kasutada suurtähti. Sümbolite abil pannakse kirja programmi sõna mis algab adressaadiga millele järgneb arvsõna. Adressaat esitatakse ladinatähestiku suurtähega ja sellele järgnevalt (ilma tühikuta) kirjutatakse arvsõna. Järjestikused sõnad moodustavad programmi lause. Lugemise ja arusaamise hõlbustamiseks on soovituslik sõnad lauses eraldada tühikutega. Laused eraldatakse üksteisest spetsiaalse lauselõpu sümboliga.

     Lausenumbrit tähistav sõna programmi koodis hakkab adressaadiga „N“ millele järgneb arvsõna täisarvu kujul. Numbrite arv täisarvus võib varieeruda. Arvsõna võimalik kümnendkohtade arv on määratud juhtsüsteemis. Arvsõna aktiveerib spetsiaalse funktsiooni, seadistab parameetri, koordinaadi vms väärtuse. Näiteks, adressaatidele G ja M järgnevad arvsõnad kirjeldavad ettevalmistavat või abifunktsiooni; adressaadile T järgnev arvsõna määrab tööriista numbri; adressaadile F järgneb ettenihke väärtus; S ja spindli pöörlemissagedus jne.

     APJ/CNC tööpingi juhtsüsteem tunneb ära ja oskab „lugeda“ korrektselt koostatud ja vormidatud juhtprogrammi. Kood algab reeglina sõnast adressaadiga O ja selle järel olevast arvsõnast, mis tähistab ühtlasi programmi numbrit. Programm lõppeb programmi lõpu tähisega. Programmi teksti saab lisada kommentaare. Need ei juhi tööpingi tööd, vaid on ainult informatsiooniks teistele programmi lugejale. Näiteks pärast uue tööriista väljakutsumist programmis on mõistlik lisada selle juurde kommentaar koos tööriista kirjeldusega.

Ettevalmistavad funktsioonid (G-käsud)

     Üldiselt programmi sõnad, mis hakkavad adressaadiga G on ettevalmistavad funktsioonid. Kõnekeeles kasutatakse nende kirjeldamiseks sagedalt terminit „G-koodi“ käsud. Programmis järgneb adressaadile G kahe-kolme kohaline arvsõna. Ettevalmistavate funktsioonidega seadistatakse juhtsüsteem järgneva töörežiimi tarbeks. Suuremas osas puudutavad G-käsud tööpingi liikumisi koordinaattelgedel. Näiteks kood „G02“ häälestab kontrolleri täide viima liikumist ettenihkega ringjoonel päripäeva; „G03“ programmeerib sama asja, aga vastupäeva suunas. Liikumistega mitte seotud G-käskude näitena käsud G20 ja G21, mis häälestavad kontrolleri töötama vastavalt toll või meetermõõdustikus. Enamus ettevalmistavad funktsioonid (G-käsud) on kontrolleritel samasuguse tähendusega sõltumata konkreetsest tootjast. Siiski eksisteerib erisusi ja selles osas on oluline uurida konkreetse tootja juhtsüsteemi kasutusjuhendit. Samuti võib ettevalmistavate funktsioonide tähendus sõltuda tööpingist. Treimisel ja freesimisel on mõned funktsioonid sama kirjapildiga, aga erineva tähendusega.  

• Saulius Baskutis, Gintaras Rimša, Jüri Riives (2020). Tööstuse 4.0 väljakutse: metallitöötajate võimestamine nutikate tehaste jaoks.