Le format G-code : Langage universel des machines-outils numériques

Le G-code (ou Gcode) est un langage de programmation utilisé pour contrôler les machines-outils à commande numérique (CNC) et les imprimantes 3D. Standardisé dans l’industrie, ce format traduit des modèles numériques en instructions précises que les machines suivent pour exécuter des mouvements et des actions spécifiques, comme le fraisage, l’impression ou la découpe.

Qu’est-ce que le G-code ?

Le G-code est une série d’instructions textuelles qui définissent :

• Les mouvements : Déplacements dans l’espace tridimensionnel (X, Y, Z).
• Les paramètres des outils : Vitesse d’avance, vitesse de rotation des broches, température, etc.
• Les commandes spéciales : Activation des moteurs, gestion des pauses, déclenchement de fonctions spécifiques.

Chaque instruction du G-code est généralement appelée une « ligne » ou un « bloc ». Ces blocs sont interprétés par la machine CNC ou l’imprimante 3D pour guider ses actions.

Structure d’une commande G-code

Une ligne de G-code comprend généralement :

1. Un préfixe G ou M : Identifie le type d’instruction (G pour mouvement, M pour autres fonctions).
2. Coordonnées : Définissent les positions dans l’espace (axes X, Y, Z, etc.).
3. Coordonnées : Définissent les positions dans l’espace (axes X, Y, Z, etc.).

Exemple d’une ligne de G-code simple : G01 X50 Y20 Z-5 F150

• G01 : Mouvement linéaire.
• X50, Y20, Z-5 : Position cible sur les axes X, Y et Z.
• F150 : Vitesse d’avance (150 mm/min).

Fonctions principales du G-code

1. Commandes de mouvement (G)
   • G00 : Mouvement rapide (sans coupe ou extrusion).
   • G01 : Mouvement linéaire (souvent utilisé pour usiner ou extruder).
   • G02 : Mouvement circulaire dans le sens horaire.
   • G03 : Mouvement circulaire dans le sens anti-horaire.
2. Commandes d’environnement (M)
   • M104 : Réglage de la température de l’extrudeur (impression 3D).
   • M140 : Réglage de la température du plateau chauffant.
   • M03/M05 : Activation/désactivation de la broche (machines CNC).
3. Contrôle des outils
   • T : Sélectionne un outil spécifique (exemple : changement de buse pour l’impression 3D).
   • S : Ajuste la vitesse de rotation de la broche ou la puissance laser.
4. Gestion des pauses et arrêts
   • M00 : Pause jusqu’à confirmation manuelle.
   • M30 : Fin du programme et retour au début.

Utilisation du G-code dans l’impression 3D et la CNC

Dans l’impression 3D

• Le G-code est généré automatiquement par des logiciels de « slicing » (comme Cura ou PrusaSlicer), à partir d’un modèle 3D en format STL.
• Les instructions incluent la gestion de l’extrusion (E), la température, les déplacements et la vitesse d’impression.
• Les instructions incluent la gestion de l’extrusion (E), la température, les déplacements et la vitesse d’impression.

Dans les machines CNC

• Le G-code est utilisé pour guider les fraiseuses, tours ou découpeuses dans leurs déplacements et actions (usinage, découpe laser, etc.).
• Il est souvent édité ou vérifié manuellement pour s’assurer de la précision.

Avantages du G-code

• Universel : Compatible avec une large gamme de machines-outils et imprimantes 3D.
• Personnalisable : Les utilisateurs avancés peuvent éditer manuellement les lignes pour ajuster des paramètres précis.
• Standardisé : Reconnu dans les industries mécaniques, de fabrication et d’impression 3D.

Limites du G-code

• Complexité : La programmation manuelle peut être difficile à maîtriser pour les novices.
• Manque de standardisation complète : Certaines machines ou logiciels ajoutent leurs propres extensions ou interprétations des commandes.
• Dépendance au matériel : Le G-code doit être adapté à chaque machine, car les capacités et les limites varient.

Alternatives et évolutions

Bien que le G-code soit dominant, d’autres formats émergent ou coexistent :

• Mazatrol, Fanuc, Heidenhain : Langages propriétaires pour CNC offrant des fonctionnalités spécifiques.
• Format AMF (Additive Manufacturing File) : Permet de représenter des données avancées (couleurs, matériaux multiples) dans l’impression 3D.
• G-code enrichi : Certains fabricants ajoutent des commandes spécifiques à leurs machines (exemple : G29 pour l’autocalibrage des imprimantes 3D).

Conclusion

Le format G-code est le pilier de la fabrication numérique, reliant le monde virtuel des modèles 3D et des logiciels de conception au monde physique des machines-outils et des imprimantes 3D. Sa flexibilité et sa simplicité en font un outil universel, bien qu’il nécessite des connaissances approfondies pour être utilisé efficacement. Avec l’évolution constante des technologies, le G-code reste une référence clé tout en s’adaptant aux nouvelles exigences du prototypage rapide et de la fabrication additive.