Autor: Rubén San Martín – Centro de Ingeniería Eléctrica y Sistemas.
El término Códigos G es el nombre que se le da a un lenguaje de descripción de operaciones para máquinas de Control Numérico Computarizado (CNC) que puede ser usado también como lenguaje de programación para controlar estos dispositivos y para simplificar operaciones utilizando, por ejemplo, bucles.
Desde que se estandarizó en los 80 como ISO 6983 [1], el G-Code es el lenguaje más utilizado en la fabricación o manufactura por ordenador. Este lenguaje se almacena en formato texto, es decir, puede leerse y modificarse con un editor de texto plano, aunque lo más habitual es que se genere y se visualice desde una aplicación de modelado y/o fabricación 3D o alguna herramienta o accesorio específico. El G-Code describe el movimiento y las diferentes operaciones y trayectorias que la máquina CNC debe realizar para la fabricación del objeto que se describe [2].
La primera línea de Códigos G es muy importante, debido a que en ella se expresa cómo va a trabajar la CNC, a continuación, se muestra un ejemplo.
En la Figura 1 se nota que el bloque de programación comienza con la letra N seguida de cuatro dígitos, esto representa la numeración y facilita localizar ciertas líneas de código. Luego la letra G representa una función preparatoria, en el caso de G95 da a entender a la máquina CNC que el desplazamiento debe ser en milímetros por revolución, seguido está G97 donde se indica que la velocidad del motor porta herramienta es constante. La letra F representa el avance, o sea el desplazamiento en los ejes. Es importante comunicarle a la CNC la herramienta que se va a utilizar, este comando es representado por la letra T. por último la letra M se refiere a una función auxiliar, en el caso del ejemplo M04 nos indica el sentido de giro que va a tener el motor porta herramienta. En la web existen diferentes textos y tablas donde se encuentra la nomenclatura, las funciones preparatorias y las funciones auxiliares [4].
Seguido de la primera línea o bloque de código se comienzan a dar las coordenadas de los movimientos que va a realizar la máquina CNC, un ejemplo de ello se observa en la Figura 2.
En el laboratorio de Diseño de Circuitos Impresos (PCB) se maneja mucho la generación de códigos G para la fabricación de Tarjetas Electrónicas, la implementación de este lenguaje de programación nos facilita la comunicación entre la computadora y la fresadora CNC. Los códigos pueden realizarse de forma manual, esto consume mucho tiempo y en algunas ocasiones no es preciso, en el laboratorio se cuenta con varios softwares de generación de Códigos G a partir de un diseño PCB, dos de ellos son:
- PCB G-Code Eagle, es una librería adicional en el software Eagle.
- FlatCAM, es un software especializado en la generación de Códigos G a partir de un diseño de placa PCB.
A continuación, se presentará un breve ejemplo paso a paso de cómo se generan estos Códigos G a partir de un diseño PCB con el software Eagle.
- Se debe tener un esquemático del circuito eléctrico (plano eléctrico), donde se visualizan las interconexiones, Figura 3.
- Luego se realiza el diseño de la PCB, tomando en cuenta las medidas finales de la tarjeta y el posicionamiento de los componentes, Figura 4.
Figura 4. Diseño de la PCB ejemplo. Fuente [7]. - Como se mencionó anteriormente el PCB G-Code Eagle es una librería CAM (Computer Aided Manufacturing. En español Mecanizado Asistido por Computadora). Al ejecutar esta librería se presentará una ventana donde hay que escribir ciertos parámetros para la fabricación, véase en la Figura 5.
Figura 5. Ventana de la librería PCB-GCODE. Fuente [8]. 
Figura 6. Segmento de Programación en G-Code. Fuente [9]. - Se acepta y se genera la tarjeta “Accept and make my board” esto crea un archivo de tipo texto con toda la programación en lenguaje G-Code, en la Figura 6 se muestra un segmento de la programación.
Este breve ejemplo muestra uno de los procesos que se debe realizar en el Laboratorio de Diseño de Circuitos Impresos, para la generación de Códigos G a partir de un diseño PCB, cabe destacar que existen varios softwares de generación de Códigos G a partir de modelados 3D, como se mencionó con anterioridad FlatCAM también es un potente software muy utilizado por los profesionales del CIES.
Por último, es importante resaltar que la clave para la fabricación de tarjetas PCB mediante una fresadora CNC recae sobre el entendimiento y la generación de los Códigos G, ellos nos dan la seguridad de que una PCB sea precisa en cuanto a dimensiones se refiere.
Centro de Ingeniería Eléctrica y Sistemas (CIES). Fundación Instituto de ingeniería y Desarrollo Tecnológico (FIIIDT).
Bibliografía
[1] Automation systems and integration – Numerical control of machines (2009, diciembre). Estándares ISO. Fecha de consulta: 03, julio, 2020 desde https://www.iso.org/standard/34608.html
[2] Felipe Díaz del Castillo Rodríguez. (2008) Programación Automática de Máquinas CNC. Cuautitlán – México (Investigación para Laboratorio de Tecnología de Materiales) Cuautitlán: Universidad Nacional Autónoma de México, Departamento de Ingeniería.
[3] Esquema ejemplo, primera línea de código. Centro de Ingeniería Eléctrica y Sistemas. FIIIDT.
[4] Ing. Jiménez, R. (Fecha de consulta: 03, julio, 2020) Control Numérico por Computadora. http://materias.fi.uba.ar/7565/U4-control-numerico-por-computadora.pdf
[5] Esquema ejemplo, código G de desplazamiento en coordenadas de los Ejes X y Y. Centro de Ingeniería Eléctrica y Sistemas. FII.
[6] Ejemplo del esquemático de un circuito. Centro de Ingeniería Eléctrica y Sistemas. FIIIDT.
[7] Ejemplo de un diseño de PCB. Centro de Ingeniería Eléctrica y Sistemas. FIIIDT.
[8] Ventana de la librería PCB-GCODE, captura de pantalla. Centro de Ingeniería Eléctrica y Sistemas. FIIIDT.
[9] Captura de pantalla de un segmento de Programación en G-Code. Centro de Ingeniería Eléctrica y Sistemas. FIIIDT.
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