G01 : Maîtriser l’Interpolation Linéaire sur les Machines CNC
L’interpolation linéaire, commandée par le code G01, constitue l’une des fonctions les plus fondamentales et indispensables dans le monde de l’usinage CNC. Que vous soyez débutant sur un tour CNC ou opérateur expérimenté sur un centre d’usinage, comprendre les nuances de cette commande essentielle vous permettra d’optimiser vos programmes et d’améliorer la qualité de vos pièces. Cet article détaille le fonctionnement du G01 sur différentes unités de contrôle, ses applications variées et les particularités techniques à connaître.
Qu’est-ce que l’Interpolation Linéaire G01 ?
L’interpolation linéaire G01 est une commande qui ordonne à l’outil de la machine CNC de se déplacer en ligne droite d’un point à un autre. Contrairement au positionnement rapide (G00), le G01 permet de contrôler avec précision la vitesse de déplacement, ce qui est crucial lors des opérations d’usinage.
La syntaxe de base de la commande G01 est :
G01 X... Y... Z... F...
Où :
- X, Y, Z représentent les coordonnées du point d’arrivée
- F indique la vitesse d’avance en mm/min ou mm/tour selon le mode programmé
Cette commande permet de réaliser des mouvements linéaires précis et contrôlés, essentiels pour l’usinage de pièces de qualité.
G01 sur Tours CNC vs Centres d’Usinage
Tours CNC
Sur un tour CNC, l’interpolation linéaire G01 est principalement utilisée pour les opérations suivantes :
- Dressage de face
- Chariotage (usinage cylindrique)
- Contournage de formes
- Rainurage droit
- Filetage avec outil de forme
Les axes principaux sont généralement X (diamètre) et Z (longueur), le système de coordonnées étant différent de celui d’une fraiseuse.
Exemple de programme pour un tour CNC (système Fanuc) :
O1000 (PROGRAMME TOURNAGE AVEC G01)
G21 G40 G99 (MÉTRIQUE, ANNULATION COMP RAYON, AVANCE MM/TR)
G28 U0 W0 (RETOUR ORIGINE MACHINE)
T0101 (OUTIL 1, CORRECTEUR 1)
G50 S3000 (LIMITATION VITESSE BROCHE)
G96 S200 M03 (VITESSE DE COUPE CONSTANTE, 200M/MIN, ROTATION BROCHE)
G00 X60. Z5. (APPROCHE RAPIDE)
G01 X-1.6 F0.2 (DRESSAGE DE FACE AVEC INTERPOLATION LINÉAIRE)
G00 Z5. (DÉGAGEMENT RAPIDE)
G00 X56. (POSITIONNEMENT)
G01 Z-50. F0.15 (CHARIOTAGE AVEC INTERPOLATION LINÉAIRE)
G01 X60. (DÉGAGEMENT OUTIL)
G00 Z5. (RETRAIT)
G28 U0 W0 (RETOUR ORIGINE)
M30 (FIN DE PROGRAMME)
Centres d’Usinage
Sur un centre d’usinage, l’interpolation linéaire G01 sert à :
- Surfaçage
- Contournage
- Perçage contrôlé
- Rainurage
- Ébauche de poches
Les déplacements se font généralement en 3 axes (X, Y, Z) ou plus selon la complexité de la machine.
Exemple de programme pour un centre d’usinage (système Fanuc) :
O2000 (PROGRAMME FRAISAGE AVEC G01)
G21 G17 G40 G49 G80 G90 (INITIALISATION PROGRAMME)
G28 X0 Y0 Z0 (RETOUR ORIGINE MACHINE)
T01 M06 (CHANGEMENT D'OUTIL, FRAISE Ø10)
G54 (SÉLECTION ORIGINE PIÈCE)
G00 X-20. Y-20. S2500 M03 (POSITIONNEMENT INITIAL, ROTATION BROCHE)
G43 H01 Z50. (COMPENSATION LONGUEUR OUTIL)
G00 Z5. (APPROCHE RAPIDE)
G01 Z-5. F150 (PLONGÉE AVEC INTERPOLATION LINÉAIRE)
G01 X100. F300 (FRAISAGE LINÉAIRE)
G01 Y100. (FRAISAGE LINÉAIRE)
G01 X-20. (FRAISAGE LINÉAIRE)
G01 Y-20. (FRAISAGE LINÉAIRE, FERMETURE DU CONTOUR)
G00 Z50. (RETRAIT RAPIDE)
G28 X0 Y0 Z0 (RETOUR ORIGINE)
M30 (FIN DE PROGRAMME)
Particularités de G01 selon les Unités de Contrôle
Fanuc
Fanuc, étant l’un des systèmes de contrôle les plus répandus, utilise la commande G01 de manière standard. Ses particularités incluent :
- La possibilité d’utiliser des arrondis de contour avec les paramètres R
- L’intégration avec l’AI Contour Control pour optimiser la précision
- La gestion de la vitesse d’avance adaptive avec la fonction AICC
Exemple complexe sur Fanuc :
O3000 (CONTOUR COMPLEXE - FANUC)
G21 G17 G40 G49 G80 G90
G28 X0 Y0 Z0
T01 M06 (FRAISE Ø8)
G54
S3000 M03
G43 H01 Z100.
G00 X10. Y10.
G00 Z2.
G01 Z-5. F120
G01 X50. Y10. F240
G01 X70. Y30.
G01 X90. Y10.
G01 X110. Y30.
G01 X110. Y70.
G01 X90. Y90.
G01 X50. Y90.
G01 X10. Y50.
G01 X10. Y10.
G00 Z100.
G28 X0 Y0 Z0
M30
Siemens (Sinumerik)
Le système Siemens offre des fonctionnalités avancées pour l’interpolation linéaire :
- Programmation paramétrique avancée avec variables R
- Fonction de lissage des contours COMPCAD
- Fonction de vitesse d’avance constante sur la surface CFTCP
Exemple sur Sinumerik 840D :
PROG CONTOUR_SIEMENS
; PROGRAMME EXEMPLE G01 SIEMENS
; INITIALISATION
N10 G17 G40 G90 G94 D0
N20 T="FRAISE_D10" D1 M6
N30 S3500 M3
N40 G0 X0 Y0 Z100
N50 TRAORI ; ACTIVATION TRANSFORMATION 5 AXES
N60 G1 X-20 Y-20 Z5 F2000
N70 G1 Z-3 F150
N80 G1 X100 Y-20 F300
N90 G1 X100 Y100
N100 G1 X-20 Y100
N110 G1 X-20 Y-20
N120 G1 Z50 F1000
N130 G0 X0 Y0 Z100
N140 M30
Mazatrol
Mazatrol, développé par Mazak, utilise une approche différente avec sa programmation conversationnelle, mais prend également en charge la programmation ISO standard avec G01 :
- Interface EIA/ISO pour la programmation G01 classique
- Mode de programmation conversationnelle pour définir des contours sans G01 explicite
- Fonctions de lissage et contrôle de vitesse avancées
Exemple en programmation EIA/ISO sur Mazatrol :
O4000 (MAZATROL G01 EXEMPLE)
G21 G90 G40 G80
G28 X0 Y0 Z0
T01 M06
G54
S2500 M03
G00 X-30. Y-30.
G43 H01 Z100.
G00 Z5.
G01 Z-10. F150
G01 X120. F400
G01 Y120.
G01 X-30.
G01 Y-30.
G00 Z100.
G28 X0 Y0 Z0
M30
Heidenhain
Le système Heidenhain TNC se distingue par :
- Programmation en langage conversationnel Klartext ou en DIN/ISO (G01)
- Fonctions de contrôle adaptatif de l’avance (AFC)
- Compensation de déformation thermique (KinematicsOpt)
Exemple en langage ISO sur Heidenhain :
BEGIN PGM CONTOUR_HEIDENHAIN MM
; PROGRAMME G01 HEIDENHAIN
BLK FORM 0.1 Z X-50 Y-50 Z-20
BLK FORM 0.2 X+50 Y+50 Z+0
TOOL CALL 1 Z S3500
TOOL DEF 1
L X-40 Y-40 Z+100 R0 FMAX M3
L Z+5 FMAX
L Z-5 F150
L X+100 F300
L Y+100
L X-40
L Y-40
L Z+100 R0 FMAX
L X+0 Y+0 FMAX
END PGM CONTOUR_HEIDENHAIN MM
Haas
Le système de contrôle Haas, basé sur la norme Fanuc, comprend certaines spécificités :
- Compatibilité avec les macros Fanuc pour programmation paramétrique
- Fonctions de contrôle d’accélération pour optimiser les mouvements G01
- Intégration avec le système de compensation dynamique de température
Exemple complexe sur Haas :
O5000 (HAAS G01 COMPLEXE)
G20 G40 G49 G80 G90 (INITIALISATION, POUCES)
G28 G91 Z0. (RETOUR ORIGINE AXE Z)
G28 X0. Y0. (RETOUR ORIGINE X Y)
T1 M06 (OUTIL FRAISE Ø0.375")
G00 G90 G54 X-1. Y-1. S5000 M03
G43 H01 Z1.
G00 Z0.1
G01 Z-0.125 F5.
G01 X4. F10.
G01 Y4.
G01 X-1.
G01 Y-1.
G00 Z1.
G28 G91 Z0.
G28 X0. Y0.
M30
Mitsubishi (Meldas)
Le système Mitsubishi Meldas présente les caractéristiques suivantes :
- Fonction de contrôle de vitesse SSS (Super Smooth Surface)
- Gestion optimisée des accélérations/décélérations avec G01
- Options de nanométrique pour usinage de haute précision
Exemple sur Mitsubishi Meldas :
O6000 (MELDAS G01 EXEMPLE)
G21 G90 G40 G80
G28 X0 Y0 Z0
T01 M06
G54
G43 H1 Z100.
S4000 M03
G00 X-25. Y-25.
G00 Z2.
G01 Z-8. F120
G01 X125. F360
G01 Y125.
G01 X-25.
G01 Y-25.
G00 Z100.
G28 X0 Y0 Z0
M30
Différences Techniques et Applications Avancées
Compensation du Rayon d’Outil
L’une des applications avancées de G01 concerne la compensation du rayon d’outil (G41/G42), essentielle pour l’usinage précis de contours :
O7000 (COMPENSATION RAYON)
G21 G90 G80
G28 X0 Y0 Z0
T01 M06 (FRAISE Ø10)
G54
S3000 M03
G43 H01 Z100.
G00 X0. Y0.
G00 Z5.
G01 Z-5. F150
G41 D01 (ACTIVATION COMPENSATION GAUCHE)
G01 X10. Y10. F300
G01 X50. Y10.
G01 X50. Y50.
G01 X10. Y50.
G01 X10. Y10.
G40 (DÉSACTIVATION COMPENSATION)
G00 Z100.
G28 X0 Y0 Z0
M30
Cycles d’Usinage Combinés
Les commandes G01 peuvent être intégrées dans des cycles d’usinage plus complexes :
Exemple de poche circulaire sur Fanuc :
O8000 (POCHE CIRCULAIRE AVEC G01)
G21 G90 G40 G80
G28 X0 Y0 Z0
T01 M06 (FRAISE Ø8)
G54
S3000 M03
G43 H01 Z100.
G00 X0. Y0.
G00 Z5.
(ÉBAUCHE PAR PASSES SUCCESSIVES)
G01 Z-2. F120
G01 X-20. Y0. F300
G03 X0. Y-20. R20.
G03 X20. Y0. R20.
G03 X0. Y20. R20.
G03 X-20. Y0. R20.
G01 Z-4. F120
G01 X-18. Y0. F300
G03 X0. Y-18. R18.
G03 X18. Y0. R18.
G03 X0. Y18. R18.
G03 X-18. Y0. R18.
G01 Z-6. F120
G01 X-16. Y0. F300
G03 X0. Y-16. R16.
G03 X16. Y0. R16.
G03 X0. Y16. R16.
G03 X-16. Y0. R16.
G00 Z100.
G28 X0 Y0 Z0
M30
Interpolation Linéaire en 5 Axes
L’interpolation linéaire prend une dimension supplémentaire sur les machines 5 axes, où les axes rotatifs (A, B, C) s’ajoutent aux axes linéaires (X, Y, Z) :
Exemple sur Siemens 5 axes :
PROG FIVE_AXIS_G01
; EXEMPLE G01 5 AXES SIEMENS
N10 G17 G40 G90 G94 D0
N20 T="FRAISE_BOULE_D8" D1 M6
N30 S4500 M3
N40 G0 X0 Y0 Z100 A0 B0
N50 TRAORI ; ACTIVATION TRANSFORMATION 5 AXES
N60 G1 X10 Y10 Z10 A0 B0 F1000
N70 G1 X20 Y20 Z0 A-10 B15 F500
N80 G1 X40 Y30 Z-5 A-15 B20
N90 G1 X60 Y40 Z-2 A-5 B10
N100 G1 X80 Y20 Z0 A0 B0
N110 G1 Z50
N120 G0 X0 Y0 Z100 A0 B0
N130 M30
Optimisation des Performances avec G01
Pour tirer le meilleur parti de l’interpolation linéaire G01 sur tous les systèmes de contrôle, quelques pratiques sont essentielles :
- Ajustement de la vitesse d’avance : Adapter la vitesse F en fonction du matériau, de l’outil et de la profondeur de coupe
- Gestion des accélérations : Éviter les changements de direction brusques qui ralentissent l’usinage
- Utilisation des fonctions de lissage : Activer les fonctions propres à chaque contrôleur pour améliorer l’état de surface
- Programmation paramétrique : Utiliser les variables et les expressions mathématiques pour créer des programmes flexibles
Conclusion
L’interpolation linéaire G01 est un élément fondamental de la programmation CNC, quel que soit le type de machine ou le système de contrôle utilisé. Si sa syntaxe de base reste similaire sur tous les contrôleurs, les fonctionnalités avancées et les optimisations varient considérablement.
Maîtriser les particularités de chaque système permet d’exploiter pleinement les capacités des machines CNC, en atteignant le meilleur compromis entre vitesse d’usinage, qualité de surface et précision dimensionnelle.
Que vous travailliez sur un tour CNC Mazak avec contrôleur Mazatrol, un centre d’usinage Hermle avec Heidenhain, ou une machine DMG Mori avec Siemens, la compréhension approfondie de la commande G01 constitue une base indispensable pour produire des pièces complexes de haute qualité.