如今，数控编程在制造业中至关重要，因为它可以让机器在切割物品时保持精确。G 代码是数控编程的必备知识；有了它，您可以在机器上执行任何操作，例如车床和啄钻。这些命令告诉机器要做什么以及如何操作。两个最必要的代码是 G20和G21，分别确定测量单位是英寸还是毫米。了解这些代码的含义对于程序员来说至关重要，因为这会影响整个生产过程的准确性和效率。因此，本文的目标是揭开 G20 和 G21 的神秘面纱，同时让读者全面了解它们，包括它们在计算机数控编程语言 (G 代码) 中的用途和重要性。所以不用担心。阅读本文后，您将获得所有这些信息，帮助您在使用这些命令处理项目时变得更加了解。
CNC 编程中的 G20 G 代码是什么？
了解 G20：英寸单位
啄钻操作要求所有编程操作的测量单位为英寸，由 CNC 编程中的 G20 命令完成。一旦激活，G20 会告诉计算机数控机床以公制单位读取进给率、位置坐标和刀具偏移，而不是毫米。这可确保程序员给出的内容与所生产组件的物理尺寸预期相匹配。例如，假设使用 G5 指定 20 英寸的移动。在这种情况下，机器将按照英寸测量系统执行此移动，以便在整个加工过程中保持尺寸的准确性。在处理基于英寸规格的项目时，正确使用 G20 是必要的，以使其与英制设计或图纸兼容。
何时在 CNC 程序中使用 G20
在某些情况下，通常使用英寸进行测量时，G20 命令是必需的。使用英制系统的设计、蓝图或任何规格时，应使用 G20 作为 CNC 程序代码。此外，如果您的 CNC 机器已设置为使用以英寸校准的工具，则可以确保每个动作和尺寸对于所使用的工具和您用它们制造的产品都是准确的。建议使用 G20 的另一个原因是，当与以英寸为单位提供尺寸的合作伙伴或客户打交道时，以免混淆公制单位和英制单位，这可能会导致不同部件之间出现差异。测量单位的一致性将提高制造过程中的准确性，从而减少代价高昂的错误。
探索 G21 G 代码：CNC 中的公制单位
数控机床中 G21 的用途
若要在整个操作过程中将机器设置为公制，覆盖之前的英制测量设置，您可以在 CNC 编程中使用 G21 命令。激活后，程序中给出的任何移动、距离或坐标都将被视为以毫米为单位，而不是像以前那样以英寸为单位。当与以厘米为单位的地方（如欧洲大部分地区）合作时，这是一个必不可少的代码，涉及生产行业或一些工程领域，其中毫米精度最为重要。启用 G21 后，操作员可以轻松对符合公制尺寸的工件进行精确切割，从而提高工作流程效率并最大限度地减少制造过程中的测量误差。此外，此功能允许在技术图纸中编写的设计规范（主要使用长度测量系统的 SI 公制单位）与其相应的加工程序（通常使用 G 代码编写）之间进行顺畅连接。
如何在编程中实现 G21
为了提高您的 机械加工操作，有一种将 G21 命令纳入 CNC 编程的简单方法。以下是基于行业最佳实践的一些基本步骤：
- 使用 G21 开始您的程序：确保您已在 CNC 程序的第一行中包含 G21 命令。这会在开始时将机器设置为公制模式，因此在执行过程中不会出现混淆。
- 检查机器设置：在运行任何程序之前，务必验证机器设置，确保没有矛盾的命令，例如，在之前的程序中意外设置了英制单位的 G20。
- 始终使用公制尺寸：在整个程序中，以毫米为单位表示所有线性尺寸、坐标和距离，尤其是在使用 G41 或 G42 实施刀具补偿时。刀具偏移和进给速率也必须与此系统保持一致，以确保准确性。
- 测试您的程序：运行没有材料的机器（空运行），以确保在公制设置下正确解释所有命令，并在实际加工开始之前检测任何可能的错误。
- 文档和注释：在您的代码中包含注释，显示公制单位的使用位置；此信息有助于澄清一些事情以供将来参考，并指导其他可能接替您在特定项目上停止工作的程序员。
按照以下步骤，您可以轻松地将 G21 实现到 CNC 编程中，这将顺利过渡到基于公制的操作，并提高 机加工工序.
G20 和 G21：主要区别和应用
比较 G20 和 G21
CNC 编程依赖 G20 和 G21 命令作为其两个最基本的代码功能。这些代码功能决定了加工操作使用什么单位。
- G20：此命令以英寸为单位解释所有测量、坐标和移动。配置为英制测量的机器需要此命令才能与较旧的设计或某些行业的特定材料要求标准配合使用。
- G21：公制单位模式，以毫米为计算基础，是现代工程实践所必需的，尤其是在全球企业中，一切都必须按照公制标准进行。它通过消除转换错误节省时间，同时提高精度，因为在计算过程中无需转换数字，从而使它们在不同项目规模之间保持一致。
总而言之，是否应该使用 G20 或 G21 主要取决于项目对操作员的要求，包括单位测量和可用的设计文档。操作员必须足够小心，始终执行正确的命令，以免损害其工作的准确性和完整性。
在G20和G21之间进行选择
当您决定使用 G20 还是 G21 进行 CNC 编程时，必须考虑一些因素，以便在操作过程中实现最高的效率和准确性。首先要考虑的是项目的类型及其要求。如果项目规范要求英制测量，则必须使用 G20 来保持与现有设计和文档的兼容性。另一方面，当项目符合现代工程标准并涉及国际利益相关者时，建议使用 G21 以达到一致性，因为此代码代表了广泛使用的公制。
此外，还应查看工厂的机械设置和当前工作流程。如果大多数项目都是使用公制单位设计的，那么坚持使用 G21 可以帮助简化所涉及的步骤，减少在转换过程中出错的机会。相反，假设一个操作经常处理旧系统或有依赖英制测量的客户。在这种情况下，他们可能别无选择，只能选择 G20，以便相关各方之间能够顺利合作，同时确保准确性。因此，考虑到给定项目的这些方面以及客户的需求，操作员可以在 G20 和 G21 之间做出合理的选择，从而提高组织内的加工效率和精度。
G20 和 G21 的常见错误
CNC 编程操作员在使用 G20 和 G21 命令时经常会犯一些错误。一个常见错误是未正确设置项目所需的命令，从而导致测量值出现明显差异。例如，未验证命令是否已从公制切换到英制或反之亦然，可能会导致尺寸误解，从而导致材料浪费。
另一个经常犯的错误是没有考虑与所选命令相关的机器设置。一些 CNC 机器需要与 G20 或 G21 兼容的特定配置；未能确认这些设置可能会影响最终产品的准确性。
最后，一些操作员不会将他们的命令选择传达给团队的所有成员，尤其是当许多操作员同时处理不同的零件时。应进行适当的记录，以便参与项目的每个人都知道应该使用哪种测量系统，因为这将确保整个过程中标准的统一性。此外，它还确保在同一项目的各个方面工作的人员能够朝着实现类似的标准的方向努力。通过纠正这些错误，工人可以显著提高加工操作的效率。
在综合 CNC 编程中集成 G20 和 G21
将 G20/G21 与其他 G 代码结合
将 G20 和 G21 命令与其他 G 代码结合起来设计 CNC 程序以提高操作准确性和灵活性非常重要。本质上，操作员可以使用 G0（快速定位）、G1（线性插值）、G2/G3（圆弧插值）和 G28（返回原点）等代码与上述命令相关联，以制定有效的加工策略。
但是，在混合使用这些代码时，确保所有测量单位在整个程序中统一使用至关重要。例如，如果使用 G20 设置英寸，则每个后续移动或命令（例如 G1 甚至 G2）都必须指示这一点；否则，将无法保持尺寸精度。为了避免出错，必须在 CNC 程序中清楚地指示测量系统之间的任何变化。
此外，操作员还可以利用其他基于附加功能的 G 代码指令（如绝对定位（表示为“G90”）或增量定位（表示为“G91”））来做更多事情。这种组合允许更多种类的机器运行，同时建立在“G20”和“G21”规定的测量系统兼容性的基础上。通过仔细调整这些指令，可以最大限度地利用铣削过程，减少错误并提高生产效率。
在复杂的 CNC 程序中使用 G20 和 G21
在复杂的 CNC 编程中使用 G20 和 G21 时，建立操作框架对于确保 CNC 加工过程的测量单位始终保持一致至关重要。CNC 程序可以使用 G20（英寸）或 G21（毫米），具体取决于项目要求或特定客户需求。
在实际应用中，在执行不同的加工任务或程序组件时，可能需要在两个 G 代码之间切换。例如，假设您首先在代码的起始行使用 G21 定义初始设置的测量单位（以毫米为单位）。在这种情况下，其他所有操作都可以继续使用此单位，直到到达必须转换的点。当您切换到程序中需要以英寸为单位表示系统的另一个部分时，您必须对此做清楚的记录，以避免混淆以下命令行。
同样，括号有时在高级 CNC 程序中用作注释或说明，突出显示单位更改的位置和原因 - 这对于操作员以后查看此类代码很有用。除了 G20 和 G21 之外，更复杂的数控程序中还应包含 G90（绝对定位）和 G91（增量定位），因为它们有助于通过允许不同的运动来提高复杂加工操作的准确性，尤其是在复杂设计需要高精度的情况下。因此，可以仔细集成这些命令以最大限度地减少编程错误，并通过高效利用资源完成各种加工任务来节省时间。
坐标系之间的转换
坐标间平滑移动 CNC编程中的系统 对于有效管理复杂的机械加工操作至关重要。这需要从一个测量系统（例如笛卡尔坐标）切换到另一个测量系统，并且通常涉及调整 G 代码指令。操作员需要知道他们当前在定位系统上的位置，并正确准确地理解测量的转换。例如，从公制切换到英制可能意味着他们必须重新校准机器，以便这些转换可以反映在建立新编程环境的命令上。
然而，在进行这些转变时，编程逻辑应保持一致性。因此，操作员必须记录代码中的任何尺寸变化，不仅是为了正确执行，也是为了以后轻松审查程序。此外，在这种转变过程中，可以使用偏移和工具参数提高精度，使程序能够处理不同的组件形状，而不会损害整个过程的完整性。熟练掌握这一领域将带来更高质量的输出并减少生产错误。
CNC 程序员的实用技巧
使用 G20 和 G21 的最佳实践
在使用 CNC 编程和 G20 或 G21 时，必须遵循一些规则，这些规则可以显著提高编程准确性和操作效率。以下是您应该记住的几件事：
- 了解命令：G20 将机器设置为英寸单位，而 G21 将其设置为公制单位，这可能会影响 G70 和 G71 循环。在开始之前，请务必确保您知道程序需要什么单位制，以避免任何尺寸或工具差异。
- 每次都确认单位：启动每个程序时明确说明 G20 或 G21，以消除对所用单位的任何疑问。这种做法可确保所有操作员在整个加工过程中就此事达成共识。
- 记下更改时间：每次从 G20 过渡到 G21 或反之时，在 G 代码中添加注释。此类文档可作为将来使用的参考，从而促进不同程序员之间的协作，并最大限度地减少多名操作员犯的错误。
- 在各个程序中统一使用它们：使相关的 CNC 程序在使用的测量单位方面统一。如果一个项目涉及多个零件或阶段，这将在生产过程中顺利进行，因为以后不需要进一步调整。
- 小心使用刀具补偿：正确转换刀具偏移和补偿值，特别是在应用 g92 的单位系统变化期间，以免损害加工完整性，从而影响最终的输出精度。
在进行 CNC 编程时遵循这些建议将确保更好的可操作性并在加工过程的每个阶段保持质量标准。
避免 CNC 编程中的错误
以下是对计算机数控 (CNC) 机床进行编程时有助于提高准确性和减少错误的一些技巧：
- 彻底检查代码：在运行 G 代码之前，务必仔细检查。可以使用模拟软件来模拟刀具路径并检测问题。这样可以在实际铣削过程之前进行必要的修改，尤其是在车床操作中。
- 实施标准操作程序 (SOP)，其中包括使用 G 代码和工具更换政策的指南：创建并遵循详细的 SOP 可以大大减少错误。该文件应包含有关如何设置机器、运行程序和执行维护检查的分步说明，以便不同操作员之间保持一致，尤其是在工具更换过程中。
- 定期培训操作员 G 代码编程技能和刀具补偿技术：持续学习对 CNC 操作员至关重要。定期举办有关编程方法、设备维修方法和当前行业发展的研讨会可以让他们保持最新状态并提高技能，这通常可以降低错误率。
采用这些做法可以营造一种准确的氛围，确保可靠的结果，同时确保 CNC 编程操作功能的效率，从而获得更高质量的输出。
高级 G 代码技术
利用这些技术，CNC编程可以变得更加复杂和高效，采用先进的 G 代码。一些最基本的方法包括：
- 参数化编程：这是一种在 G 代码中使用变量来创建更灵活、更动态的程序的方法，尤其是刀具补偿。这种方法无需重写整个代码段，只需调整参数即可修改尺寸和特征，从而轻松满足不同的生产要求。
- 固定循环：固定循环通过将多条命令合并为一行代码来简化重复任务。这节省了编程时间，同时还减少了错误，因为无论何时进行钻孔或攻丝等操作，都将始终一致地执行相同的加工操作。
- 子程序和宏：子程序使程序员能够编写可重复使用的代码块，这些代码块在由计算机数控控制的任何机床上运行的单个程序中被多次调用。宏通过提供执行复杂计算和逻辑运算的能力，为此功能增添了更多功能，因此允许 CNC 机器执行高级功能而无需太多编程工作。
采用此类先进策略的操作员可获得更高的机器生产率、更短的加工过程周期以及更高质量的零件生产等好处。因此，他们能够准确、可靠地满足不断变化的制造要求。
参考资料
常见问题解答 (FAQs)
：CNC编程中G20与G21有什么区别？
答：为了确定准确的换刀，G20 和 G21 是必要的 g 代码指令，用于在 CNC 程序中指示测量单位。G20 将单位设置为英寸，而 G21 将单位设置为毫米。这两个中的任何一个都应在程序开头使用以指定长度单位。
问：G20 或 G21 对工件偏移有何影响？
答：使用 G20 或 G21 时，值得注意的是，工件偏移值将根据指定单位进行取值。如果单位为英寸，则也必须如此，但如果单位为毫米，则将使用毫米，这会影响刀具补偿的应用。活动单位应控制工件偏移的大小。
问：您可以在程序中交替使用 G20 和 G21 吗？
答：不建议在同一个 CNC 程序中互换 g20 和 g21，因为这可能会导致测量读数时的混乱和错误。整个程序应该使用其中之一，无论是完全使用 g-20 命令还是完全基于 g-twentyone 系统。
问：刀具长度偏移如何与 G20 和 G21 相互作用？
答：由 g—20 或 g—twenty-one 设置的活动单位会影响刀具长度偏移。因此，对于任何给定的程序，如果以英寸为单位指定，那么它也应该测量刀具。同时，毫米仍将在整个序列中使用公制系统应用这些测量值。
问：我应该在哪里输入在英制模式（G20）和毫米模式（G21）之间切换的代码？
答：在编写代码的早期阶段，在发出任何尺寸命令之前，这可确保正确解释与指定单位有关的所有读数。因此，G20 或 G21 应放置在 G 代码程序的开头附近。
问：G20 和 G21 对固定循环有什么影响？
答：例如，钻孔或镗孔循环必须按照 G20 或 G21 设置的单位指定；否则，任何规定的距离或深度都没有意义。
问：G90/G91指令与G20/G21有关系吗？
答：不是。绝对定位（G90）和增量定位（G91）模式完全独立于定位所采用的单位，而是遵循 G20 或 G21 设置的单位。
问：如果我忘记在程序中写入 G20 或 G21 怎么办？
答：如果程序中没有给出单位命令（G20 或 G21），CNC 机床将读取数字作为其默认参数单位。为了避免歧义和防止错误，必须始终明确指定它们。
问：如何知道当前活动模式是公制还是英制？
答：大多数 CNC 机器的控制显示屏都会显示当前活动单位 — 公制 (mm) 或英制 (inch)。许多控制器还会列出活动的 g 代码，在指定毫米 (G21) 或英寸 (G20) 时可以找到这些代码。
问：进给速率命令可以与 G0 或 G1s 以及其他命令（如速度）一起使用吗？
A：是的！在这种情况下，所有快速定位运动过程中移动距离的编程值都应该按照英制尺寸（G20）和毫米尺寸（G21）指定的值给出。
