Código CNC G01 Interpolación lineal

[Hakan]

G01 Interpolación Lineal: La Base del Mecanizado CNC Moderno

La interpolación lineal es uno de los fundamentos más importantes del mecanizado CNC, permitiendo a las máquinas crear movimientos precisos y controlados en línea recta. Este artículo profundiza en el comando G01, esencial tanto para principiantes como para operadores experimentados, explorando su implementación en diversos controles y tipos de máquinas.

¿Qué es la Interpolación Lineal G01?

La interpolación lineal, comandada por G01, es una instrucción fundamental que permite mover la herramienta en línea recta desde su posición actual hasta las coordenadas especificadas. A diferencia del posicionamiento rápido (G00), el G01 controla precisamente la velocidad de avance, haciendo que sea el comando ideal para operaciones de corte.

Sintaxis básica del G01

La estructura básica del comando G01 es:

G01 X__ Y__ Z__ F__

Donde:

• G01: Activa el modo de interpolación lineal
• X, Y, Z: Coordenadas de destino (en milímetros o pulgadas)
• F: Velocidad de avance (feed rate) en mm/min o mm/rev

Implementación del G01 en Diferentes Controles CNC

Fanuc: El Estándar Industrial

Fanuc, siendo uno de los controles más utilizados mundialmente, implementa el G01 de manera directa y eficiente:

O1000
N10 G90 G54 G21
N20 G00 X50.0 Y50.0 Z50.0
N30 G00 Z5.0
N40 G01 Z-2.5 F100
N50 G01 X100.0 Y75.0 F150
N60 G01 X150.0 Y120.0
N70 G00 Z50.0
N80 M30

En los controles Fanuc, podemos omitir G01 en líneas subsecuentes si ya está activo, y la velocidad F permanece activa hasta ser modificada.

Siemens Sinumerik: Flexibilidad Europea

Siemens ofrece sintaxis adicionales para la interpolación lineal:

PROG_SIEMENS
N10 G90 G54 G17 D1 F150 S2000 M3
N20 G0 X50 Y50 Z50
N30 G0 Z5
N40 G1 Z-5 F80
N50 X100 Y75
N60 X=AC(150) Y=AC(120) ; Coordenadas absolutas explícitas
N70 X=IC(25) Y=IC(15) ; Coordenadas incrementales explícitas
N80 G0 Z50
N90 M30

Siemens permite notaciones especiales como X=AC() para explícitamente especificar coordenadas absolutas y X=IC() para incrementales.

Heidenhain: Programación Orientada al Contorno

Heidenhain utiliza un enfoque diferente con su programación conversacional:

BEGIN PGM HEIDEN MM
1 BLK FORM 0.1 Z X+0 Y+0 Z-20
2 BLK FORM 0.2 X+100 Y+100 Z+0
3 TOOL CALL 1 Z S2500 F300
4 L X+50 Y+50 Z+50 R0 FMAX M3
5 L Z+5 FMAX
6 L Z-5 F100
7 L X+100 Y+75 F150
8 L X+150 Y+120
9 L Z+50 FMAX
10 END PGM HEIDEN MM

Heidenhain utiliza L para líneas (equivalente al G01) y tiene una sintaxis más cercana al lenguaje natural.

Mazatrol: Programación Orientada a Geometría

Mazatrol ofrece dos modos: EIA/ISO (similar a otros controles) y su programación exclusiva orientada a la geometría:

; Ejemplo en modo EIA/ISO
O0001
N10 G90 G54 G21
N20 G00 X50.0 Y50.0 Z50.0
N30 G00 Z5.0
N40 G01 Z-2.5 F100 M03 S2000
N50 G01 X100.0 Y75.0 F150
N60 G01 X150.0 Y120.0
N70 G00 Z50.0
N80 M30

En Mazatrol, la programación conversacional se realiza definiendo unidades de trabajo (UNIT) y geometrías, minimizando la necesidad de programar códigos G directamente.

Haas: Simplicidad Americana

Haas utiliza sintaxis similar a Fanuc, con algunas características específicas:

O01234
N10 G90 G54 G20 (Pulgadas)
N20 G00 X2.0 Y2.0 Z2.0 T1 M06
N25 S2500 M03
N30 G00 Z0.2
N40 G01 Z-0.1 F5.0
N50 G01 X4.0 Y3.0 F6.0
N60 G01 X6.0 Y4.5
N70 G00 Z2.0
N80 M30

Mitsubishi: Integración Japonesa

Mitsubishi mantiene compatibilidad con la estructura Fanuc mientras ofrece funciones avanzadas:

O2000
N10 G90 G54 G21
N20 G00 X50.0 Y50.0 Z50.0
N30 G00 Z5.0
N40 G01 Z-2.5 F100 M03 S2000
N50 G01 X100.0 Y75.0 F150
N60 G01 X150.0 Y120.0 
N70 G00 Z50.0
N80 M30

Diferencias entre Tornos CNC y Centros de Mecanizado

Tornos CNC y G01

En un torno CNC, la interpolación lineal se utiliza principalmente para movimientos axiales (Z) y radiales (X):

O3000 (Programa de Torneado)
N10 G90 G54 G21
N20 G00 X100.0 Z50.0
N30 G00 X40.0 Z5.0
N40 G01 Z-30.0 F0.2 ; Avance en mm/rev
N50 G01 X50.0 Z-50.0
N60 G01 X60.0
N70 G00 X100.0 Z50.0
N80 M30

Las particularidades en tornos incluyen:

• La coordenada X representa el diámetro (no el radio)
• El avance F suele expresarse en mm/revolución (no mm/min)
• Generalmente se trabaja en dos ejes (X, Z)

Centros de Mecanizado y G01

En centros de mecanizado, la interpolación lineal se utiliza para movimientos en múltiples ejes:

O4000 (Programa de Fresado Complejo)
N10 G90 G54 G21
N20 T1 M06 (Fresa de 10mm)
N30 G00 X50.0 Y50.0 Z50.0
N40 S3000 M03
N50 G00 Z5.0
N60 G01 Z-5.0 F100
N70 G01 X100.0 Y75.0 F300
N80 G01 X120.0 Y95.0
N90 G01 X150.0 Y120.0
N100 G01 Z-10.0
N110 G01 X100.0 Y75.0
N120 G01 X50.0 Y50.0
N130 G00 Z50.0
N140 M30

Las diferencias clave incluyen:

• Movimientos en 3+ ejes (X, Y, Z, y posibles ejes rotativos)
• Velocidad F generalmente en mm/min
• Mayor complejidad en contornos 3D

Aplicaciones Avanzadas del G01

Interpolación Lineal con Compensación de Radio de Herramienta

O5000 (Compensación de Radio)
N10 G90 G54 G21
N20 G00 X0 Y0 Z50.0
N30 T1 M06 (Fresa de 10mm)
N40 G00 X-15.0 Y-15.0
N50 S2500 M03
N60 G00 Z5.0
N70 G41 D01 ; Compensación a izquierda
N80 G01 Z-5.0 F80
N90 G01 X100.0 F200
N100 G01 Y100.0
N110 G01 X0 Y0
N120 G01 Z5.0
N130 G40 ; Cancelar compensación
N140 G00 Z50.0
N150 M30

Interpolación Lineal en Fresado de 5 Ejes

Un ejemplo complejo para máquinas de 5 ejes usando Siemens:

PROG_5AXIS
N10 G90 G54 G17 D1 F150 S2000 M3
N20 G0 X50 Y50 Z50 A0 B0
N30 TRAORI ; Activar transformación 5 ejes
N40 G0 X0 Y0 Z50
N50 G1 X100 Y0 Z50 A10 B15 F200
N60 G1 X100 Y100 Z45 A15 B20
N70 G1 X0 Y100 Z40 A20 B25
N80 G1 X0 Y0 Z35 A25 B30
N90 TRAFOOF ; Desactivar transformación
N100 G0 Z100
N110 M30

Mecanizado Helicoidal con G01

Utilizando combinaciones de G01 para crear movimientos helicoidales (ejemplo en Fanuc):

O6000 (Helicoidal con G01)
N10 G90 G54 G21
N20 G00 X50.0 Y50.0 Z50.0
N30 S2000 M03
N40 G00 Z5.0
N50 G01 X40.0 Y40.0 Z4.0 F200
N60 G01 X30.0 Y30.0 Z3.0
N70 G01 X20.0 Y20.0 Z2.0
N80 G01 X10.0 Y10.0 Z1.0
N90 G01 X0.0 Y0.0 Z0.0
N100 G00 Z50.0
N110 M30

Optimización y Buenas Prácticas

Velocidades de Avance Óptimas

La selección adecuada de velocidades de avance depende de varios factores:

1. Material a mecanizar
2. Material de la herramienta
3. Rigidez de la máquina
4. Profundidad de corte

Para acero medio:

• Desbaste: 100-150 mm/min
• Acabado: 200-300 mm/min

Errores Comunes en la Programación G01

1. Movimientos sin definir velocidad F:

   G01 X100.0 Y100.0 ; Error: sin velocidad definida
   

2. Cambios bruscos de dirección:

   G01 X100.0 Y0.0 F200
   G01 X100.0 Y100.0 ; Cambio brusco de 90°
   

   Solución: Utilizar redondeados con G02/G03 o reducir velocidad.

3. Aproximación incorrecta:

   G00 Z0 ; Error: aproximación directa
   G01 X50.0 Y50.0 F200
   

   Solución: Aproximarse a una altura segura y luego bajar con G01.

Ejemplo de Programa Completo Multifunción

Programa para Contorno Complejo (Fanuc)

O7000 (Contorno complejo)
N10 G90 G54 G21
N20 G00 X0 Y0 Z50.0
N30 T1 M06 (Fresa de acabado 8mm)
N40 S3000 M03
N50 G00 X-10.0 Y-10.0 Z5.0
N60 G01 Z-5.0 F80
N70 G01 X0 Y0 F150
N80 G01 X50.0 Y0
N90 G01 X70.0 Y20.0
N100 G01 X70.0 Y50.0
N110 G01 X50.0 Y70.0
N120 G01 X20.0 Y70.0
N130 G01 X0 Y50.0
N140 G01 X0 Y0
N150 G01 Z-10.0
N160 G01 X50.0 Y0
N170 G01 X70.0 Y20.0
N180 G01 X70.0 Y50.0
N190 G01 X50.0 Y70.0
N200 G01 X20.0 Y70.0
N210 G01 X0 Y50.0
N220 G01 X0 Y0
N230 G00 Z50.0
N240 M30

Programa de Torneado de Perfil (Mazak)

O8000 (Torneado de perfil)
N10 G90 G40 G54 G21
N20 G00 X100.0 Z50.0
N30 T0101 (Herramienta de desbaste)
N40 G96 S200 M03 ; Velocidad de corte constante
N50 G00 X42.0 Z2.0
N60 G01 Z0.0 F0.2
N70 G01 X40.0 Z-1.0
N80 G01 Z-30.0
N90 G01 X44.0 Z-32.0
N100 G01 X50.0
N110 G01 X54.0 Z-34.0
N120 G01 Z-50.0
N130 G01 X60.0
N140 G00 X100.0 Z50.0
N150 T0202 (Herramienta de acabado)
N160 G96 S250 M03
N170 G00 X41.0 Z2.0
N180 G01 Z0.0 F0.1
N190 G01 X40.0 Z-0.5
N200 G01 Z-30.0
N210 G01 X44.0 Z-32.0
N220 G01 X50.0
N230 G01 X54.0 Z-34.0
N240 G01 Z-50.0
N250 G01 X60.0
N260 G00 X100.0 Z50.0
N270 M30

Conclusión

La interpolación lineal G01 es un fundamento esencial en la programación CNC que trasciende los diferentes controles y tipos de máquinas. Aunque cada fabricante implementa variaciones y mejoras específicas, el concepto básico permanece constante.

Dominar el G01 es el primer paso para convertirse en un programador CNC competente, ya que representa la base sobre la cual se construyen operaciones más complejas como contorneados, ciclos y mecanizados multiejes.

Para los principiantes, recomendamos empezar con programas simples y aumentar gradualmente la complejidad. Para programadores experimentados, la optimización de trayectorias y velocidades de avance con G01 puede resultar en mejoras significativas de tiempo de ciclo y calidad de acabado.

Independientemente del control CNC que utilice, la interpolación lineal G01 seguirá siendo una herramienta indispensable en su arsenal de programación.