G-CODE FUNDAMENTALS
G-code 完全入門：從 ISO 6983 到 AI 自動生成的一篇搞懂
01G-code 是什麼？CNC 的共通語言
G-code（又稱 G 代碼、NC 程式）是 CNC（電腦數值控制）機台看得懂的程式語言。要回答「G-code 是什麼」，最簡單的說法是：它是一份逐行的動作清單，每一行告訴機台刀具要移動到哪個座標、走直線還是走圓弧、進給多快、主軸轉多快，機台的控制器讀一行就執行一行。銑床、車床、加工中心之所以能共用類似的指令，是因為 G-code 的位址字元（address words）格式由國際標準 ISO 6983 定義[1]。
在製造工程的架構中，G-code 位於「設計 → 製程規劃 → 加工」這條鏈的最末端：CAD 畫出零件、CAM 決定刀具路徑，最後輸出成機台實際執行的 G-code。經典教科書強調，數值控制的價值在於把加工動作精確、可重複地編碼，讓複雜幾何得以穩定量產[2]。換句話說，看懂 G-code，就是看懂 CNC 加工「最後一哩」到底在下什麼命令。
02一段 G-code 長什麼樣子：逐行拆解
與其背指令表，不如看一段真實的程式。下面是一段面銑（把板件上表面銑平）的簡化 G-code，右側註解說明每一行在做什麼：
% O1000 (SLIDE PLATE FACE 面銑程式) G21 G17 G40 G49 G80 公制 / XY 平面 / 取消刀徑與刀長補正 / 取消固定循環 G54 選用第 1 組工件座標系 T1 M06 換上 1 號刀（面銑刀 D50） S1200 M03 主軸正轉 1200 rpm G00 X-30. Y0. 快速定位到起點（空跑，未切削） G43 H01 Z50. 啟用 1 號刀長補正，Z 到安全高度 G00 Z2. 快速下到工件上方 2mm G01 Z0. F150. 直線進給下刀到 Z0，進給 150 mm/min G01 X130. F400. 直線切削，沿 X 走過工件表面 G00 Z50. 快速抬刀到安全高度 M05 主軸停止 M30 程式結束並回到開頭 %
每一行稱為一個「單節（block）」，由位址字元加數值組成：G 是準備機能、M 是輔助機能、X/Y/Z 是座標、F 是進給、S 是轉速、T 是刀號。ISO 6983 規範的正是這套位址字元與程式格式[1]。抓住「一行一個動作、由字母＋數字堆疊」這個結構，任何一段 G-code 都能逐行讀懂。
03運動指令：G00／G01／G02／G03 與 G54 座標
G 碼裡最常用、也最該先搞懂的是四個運動指令：
| 指令 | 動作 | 典型用途 |
|---|---|---|
| G00 | 快速定位（機台最高速） | 刀具空跑到下一個位置，不切削 |
| G01 | 直線切削進給（需搭配 F） | 沿直線去除材料，多數銑削的主力 |
| G02 | 順時針圓弧插補 | 切削圓弧、倒圓角（CW） |
| G03 | 逆時針圓弧插補 | 切削圓弧、倒圓角（CCW） |
初學者最常混淆 G00 與 G01：G00 是「趕路」，讓刀具用最高速移動到定點，不保證路徑是精確直線，因此只能用在未接觸工件的空跑；G01 才是真正在「切」，以 F 指定的進給率沿直線去除材料。G02／G03 則把直線換成圓弧，差別只在順時針或逆時針。
這些座標都必須有一個原點基準，這就是 G54 工件座標系的作用。G54～G59 讓操作者把程式裡的座標對應到夾在機台上的實際工件位置——設定好 G54 的零點，程式就不必因為工件夾在工作台哪個角落而改寫。要注意的是，選錯座標系或零點對錯，會讓整段刀具路徑整體偏移，是撞機的常見原因之一，這也是為什麼上機前的模擬驗證不可省略（延伸閱讀：撞機預防與切削模擬）。
04F／S／T／M 碼：進給、轉速、換刀與輔助機能
運動指令決定「往哪走」，F／S／T／M 碼則決定「怎麼走、用什麼切」：
- F（Feed，進給率）：刀具沿路徑前進的速度，銑削常以 mm/min 表示。進給太快會斷刀或崩邊，太慢則刀痕差、效率低。
- S（Spindle，主軸轉速）：主軸每分鐘轉數（rpm），須搭配 M03（正轉）或 M04（反轉）。
- T（Tool，刀號）：指定刀庫中的刀具，常與 M06（換刀）一起使用，並搭配 G43 刀長補正。
- M（Miscellaneous，輔助機能）：控制機台開關動作，如 M03／M05（主軸啟停）、M08／M09（切削液開關）、M30（程式結束）。
F 與 S 不是隨便填的數字。切削力學與 CNC 設計的權威教材指出，進給、轉速與切深必須依刀具—工件系統的力學與振動特性選擇，否則輕則精度不良與刀痕，重則顫振、斷刀甚至撞機[3]。實務上，這些參數應以廠內刀具庫的標準切削參數為邊界，而不是憑感覺輸入——這也是 AI 生成 G-code 時必須把廠內參數當成約束條件的原因。
05控制器方言：為什麼換機台不能直接跑
很多人以為 G-code 既然有國際標準，就應該一份程式到處能跑。實情是：ISO 6983 只規範了基本的位址字元與格式，各家控制器在固定循環、巨集、起頭代碼與參數呼叫上都發展出自己的「方言」。學界早已指出，G-code 只描述刀具的低階運動、不保留設計與製程資訊，加上標準涵蓋範圍有限，導致不同控制器之間互通性差、程式難以直接移植[4]。
具體來說，同一段程式從一台 FANUC 控制器搬到三菱或海德漢，可能遇到：鑽孔固定循環（G81／G83）的參數寫法不同、換刀與主軸起頭順序有別、子程式與巨集語法不相容。再加上每台機的刀具庫、行程範圍與夾治具都不一樣，「照抄上機」幾乎必然出事。正確做法是：換機台等於換一份需求，程式要重新調整並重新做 3D 切削模擬驗證。這正是 Mastercam 等 CAM 軟體的後處理器（post processor）存在的理由，也是 AI CAM 必須把控制器型號納入生成流程的原因。
06從手寫到 AI 自動生成 G-code
早期程式師逐行手寫 G-code，後來 CAM 軟體讓工程師以圖形化方式規劃刀具路徑再輸出程式，大幅降低出錯率。AI 自動生成 G-code 是這條路線的再一次延伸：把客戶的 2D 圖面辨識成加工特徵、建成 3D 模型，再依廠內刀具庫、控制器型號與行程／轉速上限，自動草擬出可執行的程式（延伸閱讀：AI 如何把 2D 圖面變成可驗證的 G-code）。工程師的角色，從「逐格操作」轉為「審核與修正」。
但自動生成不等於可以盲目上機。前面談到的控制器方言、F／S 參數的力學邊界、G54 零點與夾持條件，AI 都可能判斷不足；公差、基準與特殊工法更牽涉裝配意圖與現場經驗。因此可靠的導入模式是 human-in-the-loop：AI 負責讀圖、建模、產碼與交叉比對，加速最耗時的準備工作；資深技師則在上機前完成切削模擬與最終簽核，確認刀長補正、進退刀與行程安全。這也是本站產品一貫的界線——AI 加速準備，師傅保留最終判斷。
07常見問題 FAQ
G-code 是什麼？跟 CNC 有什麼關係？
G-code 是 CNC 機台看得懂的程式語言，由一行行「單節」組成，逐步告訴機台刀具要移動到哪個座標、用多快的進給與轉速切削。它的位址字元格式由 ISO 6983 定義，是銑床、車床、加工中心共通的基礎控制語言。
G00 和 G01 有什麼不同？
G00 是快速定位，讓刀具以機台最高速移動到目標點，用於未接觸工件的空跑，不保證直線切削精度；G01 是直線切削進給，必須搭配 F 進給率沿直線去除材料。G00 用來「趕路」，G01 才是真正在「切」。
同一段 G-code 可以換不同機台直接執行嗎？
通常不行。ISO 6983 只規範基本格式，各家控制器在固定循環、巨集與起頭代碼上存在方言差異，加上刀具庫、行程與夾治具不同，換機台前必須調整並重新模擬驗證，不能直接照搬上機。
AI 自動生成的 G-code 可以直接上機嗎？
不建議。AI 自動生成 G-code 能大幅加速編程，但控制器方言、切削參數、公差與現場工法仍需資深技師覆核，並先經 3D 切削模擬確認無過切、干涉與行程超限。正確模式是 AI 加速草擬、專業人員做最終簽核的 human-in-the-loop 流程。
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聯絡導入顧問 教育訓練課程08參考文獻
- ISO 6983-1:2009. Automation systems and integration — Numerical control of machines — Program format and definitions of address words. International Organization for Standardization.
- Kalpakjian, S., & Schmid, S. R. (2020). Manufacturing Engineering and Technology (8th ed.). Pearson.
- Altintas, Y. (2012). Manufacturing Automation: Metal Cutting Mechanics, Machine Tool Vibrations, and CNC Design (2nd ed.). Cambridge University Press.
- Xu, X. W., & Newman, S. T. (2006). Making CNC machine tools more open, interoperable and intelligent — a review of the technologies. Computers in Industry, 57(2), 141–152.