Programación CNC desmitificada: Código G vs Código M

Gran parte del mecanizado multitarea y multieje de hoy no funcionaría sin la programación de máquinas. Aquí están los fundamentos de los lenguajes de programación de máquinas: código G, código M y CAM, con una mirada al futuro más allá del código G.

Para comprender el papel de la programación de máquinas en la manufactura CNC actual se requiere una comprensión básica del código G y el código M.

"El mecanizado CNC existe desde hace 40 o 50 años, así que no es un proceso nuevo en nuestra industria", dice Kevin Finan, instructor en Atlantic Technical College and Technical High School. Cuando Finan enseña manufactura y mecanizado, comienza asegurándose de que los estudiantes entiendan el plano de una pieza. Después aprenden algo de mecanizado manual, luego mecanizado CNC usando código G y código M, y después, software CAM (fabricación asistida por computadora).

Comandos de código G vs. códigos M: ¿Cuál es la diferencia?

Los comandos de código G son un conjunto de combinaciones específicas de letras y números que indican a la máquina qué pieza mover, cómo moverla y a dónde ir. Los comandos genéricos de código G suelen ser los mismos para cualquier máquina, por ejemplo:

• G0 es un movimiento rápido a otra ubicación
• G1 es un corte en línea recta
• G2 es un arco en sentido horario
• G3 es un arco en sentido antihorario

"Estos códigos se combinan con coordenadas XYZ, así que, por ejemplo, el comando G0 moverá la máquina rápidamente a la ubicación especificada", dice Finan.

"Hace años solían pedir a estudiantes y pasantes que memorizaran los códigos, pero yo no necesariamente hago eso porque al final los memorizará simplemente usándolos, y se pueden encontrar en línea y en el manual del maquinista", dice.

Los códigos G pueden ser leídos y procesados por el controlador de la máquina para mover ya sea el cabezal o la mesa para realizar operaciones de corte dentro de un plano de corte. Trabajan junto con los códigos M en el mismo programa (M significa misceláneo).

Los códigos M controlan funciones auxiliares (sin corte) de la máquina como el flujo de refrigerante o un compresor de aire para soplar virutas. En máquinas torno-fresadora más complejas, un código M podría ordenar al contrapunto agarrar la pieza del husillo delantero para que se pueda mecanizar la parte trasera.

De los comandos de código G a los sistemas CAM

"Antes se escribían estos códigos G a mano", dice Chris MacBain, gerente de marketing técnico en 3D Systems. "El programador imaginaba lo que la herramienta debería hacer para crear la pieza —cómo moverse, dónde cortar, a qué velocidad cortar— y luego convertía esos movimientos en un archivo de texto consistente en códigos G y M".

Según MacBain, el mecanizado CNC comenzó históricamente con los comandos de movimiento ingresados en tarjetas perforadas o cinta perforada que se alimentaba a la máquina.

"El controlador, que es el cerebro de la máquina CNC, leería los agujeros en las tarjetas o en la cinta y luego realizaría el movimiento apropiado", dice.

Pero las tarjetas y cintas de papel en un entorno de taller de máquinas ocupado tendían a rasgarse, ensuciarse, perderse o alimentarse a la máquina fuera de orden, causando piezas desechadas y choques de máquinas. Eventualmente se construyeron controladores electrónicos donde el operador podía ingresar los códigos directamente mientras estaba frente a la máquina.

"Luego, a medida que la manufactura se volvió más avanzada, el mecanizado de 3 y 5 ejes hizo que escribir código G a mano fuera casi imposible; ahí nacieron los sistemas de fabricación asistida por computadora, o sistemas CAM", dice MacBain.

Creación de comandos de código G con programación de sistemas CAM

"Los sistemas CAM le permiten tomar un modelo de diseño asistido por computadora de una pieza y dictar dónde quiere que corte la herramienta, qué herramienta quiere usar, a qué velocidad quiere que se mueva, dónde quiere que empiece, dónde quiere que se detenga, cuánto material quitar y qué tan cerca quiere que baje la herramienta a la pieza antes de empezar a cortar", dice MacBain. "Realmente agiliza el proceso de creación de código G".

Pero antes de que el sistema CAM cree el código G, permite al programador construir una simulación de la trayectoria de la herramienta de cómo operará la máquina para crear la pieza.

"Como dice el refrán, 'basura entra, basura sale' y estas máquinas harán exactamente lo que les pida sin importar qué", dice MacBain. "Si le dice a una herramienta que baje 8 pulgadas, el código no reconoce que pueda haber algo en el camino, como fijaciones o una parte de la pieza, pero el sistema CAM le permite previsualizar lo que hará la herramienta antes de presionar el botón".

MacBain compara el software CAM con el controlador de impresión específico que una computadora requiere para imprimir una imagen. El controlador se llama postprocesador, que crea el código G que mueve la máquina CNC.

"Todos los controladores usan los mismos comandos genéricos G y M, pero el orden en que están, la forma en que están espaciados, la forma en que se presentan los números con o sin ceros iniciales, son específicos de la máquina", dice MacBain. "Así como cada impresora necesita un controlador específico, cada máquina CNC necesita un postprocesador diferente que cree código G específicamente para esa máquina".

La acción del postprocesamiento en un sistema CAM es lo que crea el código G, que luego se envía al controlador de la máquina, ya sea a través de una red o con una memoria USB. El archivo se envía a la máquina y luego el operador carga el programa en el monitor del controlador y revisa el código G para asegurarse de que está ejecutando la pieza correcta con las herramientas correctas en el desplazamiento correcto.

"En ese punto, el operador puede hacer cambios en el código si es necesario, y una vez que la máquina está preparada para ejecutar el programa, presionaría el botón verde y ejecutaría el programa para hacer la pieza", dice MacBain.

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