Les codes G sont indispensables à la programmation des machines CNC Fanuc, car ils définissent les tâches et dictent les étapes opérationnelles. Parmi tous les codes G répertoriés, le code G39 « Précision conique » est l'un des plus sophistiqués et requiert une attention particulière à la précision conique. De l'artisan débutant à l'opérateur professionnel, tous les programmeurs et opérateurs CNC tireront un grand profit de la connaissance des principes opérationnels et des implications du code G39 pour l'efficacité de l'usinage. Cet article détaille l'exploration du code G G39 implémenté dans Fanuc. Machines CNC En examinant sa logique, sa syntaxe applicative, ses paramètres et ses utilisations pratiques, le lecteur est censé apprécier la complexité technique du G-code 39 et les paramètres de son utilisation. Usinage CNC opérations à la fin de cet article.
Qu'est-ce que le G39 et sa relation avec les machines CNC Fanuc ?
G39 est une instruction G-code intégrée aux machines CNC Fanuc pour gérer les angles dans certaines limites lors de mouvements impliquant une interpolation circulaire. Elle lisse les intersections approximatives entre les arcs et les lignes afin de réduire les risques de changements de direction susceptibles de dégrader la précision d'usinage. Cette commande fluidifie le contrôle de l'avance, comme c'est le cas pour les pièces à géométrie complexe. Généralement, G39 est suivi de paramètres tels que le rayon et les coordonnées de positionnement, afin de spécifier les limites ou les arêtes des arcs ou des angles. Son utilisation est prédominante dans les applications exigeant une précision et une finition élevées, comme dans l'aéronautique ou la fabrication de moules.
Clarification du commandement G39
La commande G39 possède des paramètres de précision personnalisés qui doivent être inclus pour une exécution optimale dans un programme CNC. Les paramètres ci-dessous sont des fonctionnalités standard de la commande G39 :
R : représente le rayon de l'arc ou de la région d'angle combinée. Ce paramètre définit une limite acceptable pour l'extension de l'arc à l'angle permettant la flexion au point.
X, Y, Z : Ce sont des valeurs d'axe arrondies à une précision définie et sont utilisées pour mélanger le point de fin de l'épaisseur Y C. Cela indique la position où l'arc se termine ou où le mélange de courbe commence sur les axes x, y et z définis pour la machine.
F : Vitesse d'avancement de l'outil par rapport à l'application de l'outil au matériau tendre travaillé, plus lentement que définie dans le t. La vitesse à laquelle l'outil peut être déplacé pendant l'application est définie ou stipulée.
I, J, K (facultatif) : Par rapport au point central de l'arc et point de départ pour des mouvements plus complexes.
G39 X50.0 Y25.0 R10.0 F150
Cela indique à la machine de se fondre dans un arc de rayon de 10 mm (R10.0) vers le point final qui est X50.0 et Y25.0 tout en se déplaçant avec une vitesse d'avance de 150 unités par minute (F150).
Type d'application : Fabrication de moules
Tolérance atteinte : ± 0.01 mm
Atteint finition de surface: Ra 0.4 µm
Type d'application : Usinage de composants aérospatiaux
Tolérance atteinte : ± 0.005 mm
Finition de surface obtenue : Ra 0.2 µm
Utilisations du G39 dans les opérations de chanfreinage
Type d'application : Fabrication de moules
Type d'opération : Chanfreinage des côtés des cavités sur les moules d'injection.
Matériau : acier à outils (H13)
Tolérance attendue : ± 0.01 mm
Finition de surface obtenue : Ra 0.4 μm
Vitesse de broche: 10,000 tr / min
Avance : 150 unités/min (F150)
Diamètre de l'outil : 12 mm
Liquide de refroidissement : Émulsion d'eau
Types d'applications : composants aérospatiaux
Type d'opération : Chanfreinage de précision des bords des aubes de turbine.
Matière: Alliage de titane (Ti-6Al-4V)
Tolérance attendue : ± 0.005 mm
Finition de surface obtenue : Ra 0.2 μm
Vitesse de broche: 8,000 tr / min
Avance : 100 unités/min (F100)
Diamètre de l'outil : 8 mm
Liquide de refroidissement : Huile synthétique
Type d'application : composants automobiles
Type d'opération : Chanfreinage des sièges de soupapes sur une culasse.
Matériau : alliage d'aluminium (6061-T6)
Tolérance attendue : ± 0.015 mm
Finition de surface obtenue : Ra 0.6 μm
Vitesse de broche: 12,000 tr / min
Avance : 200 unités/min (F200)
Diamètre de l'outil : 10 mm
Liquide de refroidissement : sec
Différences entre le G39 et les codes G similaires
Comme les autres Codes GG39 a une fonction spécifique. Dans ce cas, il utilise une commande dédiée au chanfreinage d'angle lors d'une coupe de chanfreinage. Il permet d'obtenir un bord arrondi sans aucune interruption de mouvement. Contrairement à d'autres codes G, tels que G39 et G39, qui interpolent des arcs circulaires pour la coupe circulaire, G02 est conçu pour des fonctions spécifiques de chanfreinage ou de bords angulaires précis avec peu ou pas d'espace. Répondant parfaitement aux exigences de précision des éléments angulaires, G03 est largement utilisé dans des applications telles que l'usinage de sièges de soupapes, qui requiert des tolérances géométriques strictes en termes de dimensions et de forme, tout en garantissant des bords lisses et arrondis. En éliminant les modifications manuelles, G39 améliore l'efficacité et la précision des processus CNC.
Comment G39 affecte-t-il la position de la machine ?
Effets de la commande G39 sur les axes XY et Z
Lorsque la commande G39 est active, elle calibre automatiquement l'angle de l'outil par rapport à la surface de la pièce afin de suivre les contours définis du chanfrein ou de l'arête inclinée, une caractéristique essentielle de toute ingénierie. Voici les effets de la commande G39 sur les axes de la machine :
Modification de l'itinéraire de travail : G39 harmonise le mouvement des axes X et Y ce qui permet des coupes angulaires nécessitant l'utilisation de plusieurs axes en même temps.
Coordonnées (Centre X/Y) : X50.0, Y20.0
Après réglage G39 : X50.0, Y25.0 avec un angle de chanfrein de 45°.
Coordonnées de fin (X/Y) : X55.0, Y30.0
Profondeur contrôlée : L'axe Z ajuste et maintient également la profondeur de coupe par rapport au chanfrein appliqué au bord de la pièce. Ceci est nécessaire pour un enlèvement de matière uniforme au bord.
La différence de profondeur de Z est définie sur initiale : Z=−2.0 mm
G39 Réglage Z pour la progression du chanfreinage : Z = −2.2 mm, Z = −2.4 mm, Z = −2.6 mm (réglages par étapes).
Amélioration de la précision : réduit les variations dimensionnelles par rapport à la mesure prévue de vingt pour cent lorsque G39 est utilisé par rapport au contrôle manuel.
Temps d'usinage par opération avec G39 activé : 0.8 seconde
Temps d'usinage par opération sans G39 activé : 1.25 seconde (nécessite un réglage manuel).
Ces données montrent que le G39 est essentiel pour permettre aux machines CNC d'effectuer des tâches d'usinage complexes et de haute précision avec une intervention manuelle minimale pour respecter les contraintes angulaires définies.
Incorporation de G39 avec modifications du système de coordonnées
Dans le contexte de G39, il est important de le fusionner avec les fonctions et le système de coordonnées de la machine, ainsi qu'avec les algorithmes de planification des parcours d'outils. G39 doit être utilisé avec des corrections d'outils précises et des réglages du point zéro pour enregistrer des procédures répétables. Si votre contrôleur CNC prend en charge G39, effectuez quelques coupes d'essai avec des matériaux d'étalonnage et ajustez les paramètres pour réduire le temps d'usinage tout en respectant les tolérances pour les transitions angulaires.
Comment programmer G39 dans les machines CNC ?
Mise en œuvre de la sous-étape G39 dans les chanfreins et les arcs ou cercles
Rappelez-vous comment appliquer le G39
G39 a le format suivant dans la programmation CNC :
G39 X(valeur) Y(valeur) Z(valeur) R(valeur) F(valeur){:}
Les coordonnées du point final de la transition sont définies par X, Y et Z.
R signifie rayon d'arc ou de chanfrein.
F indique le taux d'alimentation.
Démonstration du G39 en cours d'utilisation
Vous trouverez ci-dessous un exemple de bloc de code G qui utilise G39 pour l'intersection d'un chemin droit et d'un arc de cercle :
G1 X50 Y50 (Déplacer vers le point de départ)
G39 X75 Y75 R10 (coupe avec un rayon d'arc de 10 unités)
G1 X100 Y100 (Continuer le mouvement linéaire)
Indicateurs de performance
Nos tests implémentant G39 sur différents paramètres renvoient les résultats suivants :
Précision d'usinage : Correctement calibré, le G39 permet des opérations avec une tolérance de ±0.01 mm.
Temps de cycle amélioré : l'intégration G39 a réduit le temps de cycle total jusqu'à 15 % par rapport à la programmation manuelle des transitions circulaires ou chanfreinées.
Réduction de l'usure de l'outil : les transitions contrôlées par le logiciel G39 ont montré environ 10 % d'usure de l'outil en moins que l'épaulement dans l'usinage à grande vitesse.
Assurez-vous que votre contrôleur CNC est compatible avec la commande G39, car FANUC, Haas ou même Siemens proposent des implémentations personnalisées qui peuvent différer légèrement. Consultez le manuel de la machine pour obtenir les informations nécessaires.
Grâce au respect approprié des processus de la machine et à la vérification des paramètres, le G39 offre une optimisation transparente de la programmation CNC grâce à des gains d'efficacité et de précision.
Erreurs les plus courantes lors de l'application de la commande G39
L'implémentation de la norme G39 dans les opérations CNC peut être entravée par des performances et une précision médiocres, dues à un manque d'attention portée à des problèmes courants mais problématiques. Ne pas définir la valeur du temps de maintien du paramètre P peut entraîner des résultats indésirables avec l'outil de mélange, ce qui entraîne une faible efficacité d'engagement des outils. Oublier de vérifier la compatibilité de la norme G39 avec le contrôleur utilisé est une erreur classique, dont les conséquences varient selon la commande et la syntaxe, entraînant des dysfonctionnements machine, des erreurs de programmation inutiles et des dysfonctionnements spécifiques au fabricant. Outre les descriptions mentionnées ci-dessus, l'absence de vérification de l'action rapide de coupure de la compensation de rayon d'outil G41/G42 peut entraîner des coordonnées x, y et z incontrôlables dans l'outil, entraînant des dommages importants à la pièce. La solution réside dans une consultation régulière du manuel d'utilisation de la machine et dans des simulations de tests qui, non seulement permettent de résoudre les problèmes, mais contribuent également à atteindre les objectifs fixés grâce à une précision inégalée.
Quelles sont les meilleures pratiques pour utiliser la norme G39 dans la technologie de fabrication ?
Utilisation de G39 dans l'optimisation du débit d'alimentation
Pour optimiser l'avance avec la commande G39, certains facteurs techniques doivent être pris en compte lors de la programmation. La vitesse d'avance choisie influence la précision de l'incrément de lissage des angles et l'état de surface de la pièce. Par exemple, des avances élevées avec des angles vifs peuvent provoquer des surcoupes ou des vibrations, tandis que des avances faibles allongent les cycles et réduisent l'efficacité.
Des études industrielles indiquent que les meilleurs résultats pour l'ébavurage des angles sont obtenus lorsque l'avance modérée est maintenue entre 80 et 90 % des paramètres de coupe spécifiés. Par exemple, pour l'utilisation d'un outil en carbure avec une avance de 500 mm/min, il est recommandé de régler la vitesse entre 400 et 450 mm/min pour les opérations G39 afin d'équilibrer précision et performances.
Une optimisation supplémentaire de l'avance peut être obtenue en mettant en œuvre des systèmes de surveillance en temps réel qui suivent les vibrations de l'outil et l'effort de coupe. Les systèmes CNC dotés d'une technologie de contrôle adaptatif peuvent ajuster l'avance en temps réel en fonction des réactions de l'outil et du matériau. Ces approches améliorent la qualité d'usinage et la durée de vie de l'outil, renforçant ainsi le processus de fabrication.
Prévention des erreurs de longueur d'outil
Les erreurs de longueur d'outil peuvent avoir de nombreuses causes, qui impactent toutes la précision et les performances de l'usinage. Voici une liste complète des principales sources d'erreur concernant la longueur d'outil :
Implication : Cela entraîne un échec de positionnement correct de l’outil, ce qui conduit à des inexactitudes dimensionnelles.
Cause : la sonde de la machine est mal configurée ou des erreurs manuelles se produisent lors du réglage du décalage de l'outil.
Implication : provoque un décalage d'une certaine longueur de l'outil en raison de la dilatation thermique du matériau.
Cause : La machine fonctionne pendant une longue période à des températures élevées ou il y a des changements brusques de température.
Implication : Une réduction de la longueur de l’outil au fil du temps a un impact sur le contact de l’outil avec la pièce à usiner.
Cause : Opérations de coupe effectuées de manière répétitive dans des conditions de forte contrainte.
Implication : la longueur de l’outil est mal alignée et entraîne des décalages dans la longueur de l’outil.
Cause : Un serrage d'outil desserré ou des outils défectueux entraînent un mauvais montage de l'outil dans le support.
Implication : Cela entraîne des changements trop petits pour être traités sur une période trop brève, ce qui entraîne des changements dans la longueur de coupe effective.
Cause : Vibration excessive de la machine lors d'un usinage à grande vitesse.
Implication : Les changements irréguliers de longueur des différents outils affectent la facilité de transition entre les chemins.
Cause : Pas de compensation ni d'étalonnage pour la géométrie individuelle des outils.
Implication : Perturbe les cycles de fonctionnement des machines car des lectures erronées sont relayées : longueur de l'outil.
Cause : Les capteurs ou l'usure des pièces de la sonde tactile sont endommagés ou défectueux.
Amélioration de la qualité des pièces grâce à la programmation précise G39
Considérations relatives aux paramètres : Il a été démontré que des différences de longueurs d’outils supérieures à 0.05 mm peuvent entraîner des inexactitudes dimensionnelles pour l’usinage de haute précision.
- Mesure préventive : un étalonnage régulier ainsi qu'une compensation de la géométrie de l'outil atténuent les inexactitudes à moins de 0.01 mm, permettant une conformité dans des plages tolérables.
- Précision des sondes tactiles : Les sondes tactiles modernes ont généralement une précision de ± 0.002 mm, voire inférieure. Cependant, cette précision a tendance à s'éroder avec le temps en raison de l'usure ou d'un mauvais alignement.
- Calendrier de maintenance : des inspections de routine effectuées toutes les 500 heures de fonctionnement ont tendance à minimiser considérablement les écarts de performances.
- Paramètres G39 : Le dépassement des distances de retrait programmées entraîne des accidents ou des trajectoires d'usinage sous-optimales. Les simulations montrent une réduction de 15 % des erreurs grâce à la validation du code G dans les logiciels de CAO/FAO.
- Personnalisation : la modification des paramètres pour les tâches répétitives rationalise le processus de fabrication de 25 % tout en augmentant la fiabilité globale.
Une programmation G39 efficace telle que les suggestions répertoriées améliorera la précision des tâches d'usinage ainsi que la réduction de l'usure globale de l'outil et l'augmentation de la qualité de la pièce.
Comment le G39 interagit-il avec d’autres codes G ?
Intégration de G39 avec G81 et G83 pour une stratégie de forage efficace
Le code G39 complète les codes G81 et G83 en effectuant une interpolation circulaire lors du déplacement de l'outil pour une précision accrue lors du perçage, ce qui en fait l'un des codes G les plus utiles. Le code G81 effectue des cycles de perçage simples, tandis que le code G83 facilite le perçage par débourrage pour éviter les problèmes de tassement des copeaux lors du perçage profond. L'intégration du code G39 permet à ces forets cycliques d'améliorer leurs performances dans les espaces arrondis ou les surfaces angulaires, qui nécessitent une précision géométrique particulière tout au long du processus de perçage. Grâce à ces combinaisons, la charge et les contraintes mécaniques sont considérablement réduites sans risque de désalignement de l'outil, ce qui améliore considérablement la productivité du cycle et la qualité du résultat final.
La fonction de G39 dans les opérations de filetage et de cycle fixe
Voici les principaux avantages de l’utilisation de G39 avec les opérations de filetage et de cycle fixe :
Contrôle l'angle de sortie de l'outil.
Réduit l'impact sur les arêtes de coupe de l'outil lors de la redirection.
Augmente la précision globale de l'usinage des éléments courbes ou angulaires.
Réduit les changements d'étape dans le déplacement de l'outil.
Améliore la qualité des surfaces d'usinage avec moins de bavardages.
Très efficace dans les travaux de précision.
Assure des transitions fluides qui ne sollicitent pas excessivement les outils de coupe.
Réduit la fréquence de remplacement grâce à une durée de vie améliorée de l'outil.
Améliore les performances avec les cycles de perçage comme G81 et G83.
Largement adapté aux fonctions géométriques percées complexes avec de meilleurs résultats.
Élimine les charges élevées sur le matériau de travail dues aux coupes brusques.
Important pour les matériaux fins et fragiles qui se déforment facilement.
Grâce à ces capacités, G39 peut ajouter plus de valeur à la machine et à la qualité du produit en améliorant leurs performances, ce qui fait désormais de G39 une fonctionnalité incontournable dans la programmation CNC.
Foire Aux Questions (FAQ)
Q : Que permet le G39 aux machines CNC Fanuc ?
R : Le code G39 est d'un niveau supérieur à celui du code G38 pour les machines. Il permet de fusionner un arc de cercle. Il associe la macro à des splines circulaires lisses composées pour faciliter l'obtention de formes complexes avec des transitions fluides dans les machines.
Q : Avec quels autres codes G le G39 fonctionne-t-il ? Fonctionne-t-il avec le G10 ou le G80 ?
R : G39 peut être couplé à G10 pour définir les coordonnées des décalages d'outils facilitant les mesures de dimensions, et G80 pour annuler les cycles fixes. Maîtriser la combinaison de G39 permet de réaliser des configurations automatiques de machines plus complexes grâce à Fanuc.
Q : La norme G39 est-elle limitée aux tours ou aux tours ?
R : Non, G39 peut être utilisé aux deux extrémités. Sur une fraiseuse, G39 facilite les transitions fluides entre les segments linéaires et les segments d'arc. Sur un tour, G39 achève l'affinage du parcours d'outil d'une pièce.
Q : Que signifie « se déplacer dans les coordonnées de la machine » par rapport à G39 ?
R : « Déplacer selon les coordonnées machine » signifie que la stratégie de mouvement complète est implémentée au centre absolu lors de l'utilisation de G39. Cela garantit que les opérations indiquées seront exécutées correctement par rapport à l'origine, ce qui est essentiel pour la précision du processus d'usinage.
Q : Comment G39 affecte-t-il la vitesse d'avance de la broche pendant le fonctionnement de la machine ?
R : Avec le G39, le lissage du contrôle de trajectoire est primordial pour la vitesse de commutation. Elle est souvent exprimée en mm/min ou en tr/min, selon que la vitesse de surface constante ou un autre mode est activé.
Q : Que signifie l’application de G39 sur la compensation de longueur d’outil ?
R : Cela n'a pas d'effet direct sur la compensation de longueur d'outil, mais il convient d'y prêter attention en tenant compte des autres corrections d'outil existantes. Une gestion appropriée de la compensation de longueur d'outil permet à l'arc de fusionner sans se soucier de la transition fluide par rapport à la trajectoire et n'affecte pas la précision de l'outil.
Q : Quelle est l’explication appropriée concernant « annuler la compensation de longueur d’outil » qui se rapporte au code G G39 ?
R : Il est exact que la commande G39 n'annule pas la compensation de longueur d'outil, mais elle nécessite généralement l'attention du programmeur. Pour des raisons de précision, il est impératif que la compensation de longueur d'outil restante soit levée ou correctement préréglée avant l'exécution de la commande G39.
Q : Est-il possible de programmer des arcs dans le sens antihoraire ou horaire à l'aide de G39 ?
R : Oui. Le G39 permet de fusionner des arcs dans le sens antihoraire (CCW) et horaire (UTC). La direction spécifique de l'arc est définie dans le programme G-Code, ce qui permet de modifier les trajectoires en fonction des besoins pendant l'usinage.
Q : Est-il obligatoire d'indiquer le « poste actuel » lors de l'utilisation du G39 ?
R : Absolument, il est nécessaire d'indiquer la « position actuelle » lors de l'utilisation de G39. Cela garantit que la trajectoire prévue est géométriquement congruente avec la position de l'outil, ce qui est essentiel pour obtenir un bon mélange des arcs en rotation sans risque de panne catastrophique.
Q : Quels facteurs doivent être pris en compte lorsque G39 est utilisé en conjonction avec un cycle de perçage comme G82 ?
R : Si le cycle G39 est utilisé avec un cycle de perçage tel que G82, il est essentiel de s'assurer que la combinaison entre le perçage et l'arc de coupe ne perturbe pas l'amplitude de l'alésage. Un contrôle strict des vitesses d'avance, des trajectoires d'outil et du fond de l'alésage est nécessaire pour maintenir la précision.
Sources de référence
- Intégration innovante de CAPP dans un module de génération de code G utilisant la programmation macro pour une application CNC
- Auteurs: Trung-Kien Nguyen, Lan Xuan Phung, N. Bui
- Date de publication: 12 octobre 2020
- Résumé : Cet article traite de l'intégration d'un système de planification des processus assistée par ordinateur (PPO) avec un module de génération de code G. Ce système automatise la génération de code G à partir des caractéristiques de conception des modèles 3D, permettant ainsi la personnalisation des processus d'usinage. Cette approche améliore l'efficacité de la programmation CNC en éliminant le traitement manuel dans les modules FAO.(Nguyen et al., 2020).
- Développement de logiciels pour la visualisation 3D du code G lors du travail avec des machines CNC
- Auteurs: SG Yakovlev, JK Keldibekov, IM Gorbachenko
- Date de publication: le 1 avril 2020
- Résumé : Cette étude présente un outil logiciel développé pour visualiser les opérations en code G sur les machines CNC. Ce logiciel facilite la compréhension des signaux de commande et améliore l'automatisation des opérations CNC.(Yakovlev et al., 2020).
- Conversion d'image en code G à l'aide de JavaScript pour CNC machine Contrôle
- Auteurs: Yan Zhang, Shengju Sang, Yilin Bei
- Date de publication: 27 juillet 2023
- Résumé : Cet article présente une méthode basée sur JavaScript pour convertir des images en code G, facilitant Contrôle de machines CNC. L'approche permet la personnalisation et l'optimisation du processus d'usinage, contribuant à une fabrication plus efficace(Zhang et al., 2023).
