جی کد G-code چیست؟

مفهوم جی کد چیست؟

جی کد G Code نام زبان برنامه نویسی اکثر ماشین ابزارهای کنترل عددی (CNC) می‌باشد. این زبان برای اولین بار در آزمایشگاه سروومکانیزم دانشگاه MIT در سالهای ۱۹۵۰ میلادی تعریف و استفاده گردید.

جی کد G Code زبانی حروفی-عددی می‌باشد، که نحوه حرکت ابزارها و همچنین دیگر لوازم و ادوات ماشین نظیر باز یا بسته بودن مایع خنک کن، روشن یا خاموش بودن مکنده براده، باز یا بسته بودن درب دستگاه و ... را کنترل می‌کند.

فرمان ها و دستورات جی کد وظیفه کنترل موقعیت و اعمال فرامین اصلی را به ماشین دارند، این دستورات شامل اعمال حرکت محورها، زمان تاخیر و... می باشند.

زبان جی کد توسط انجمن‌های تجاری و غیر تجاری توسعه یافت و برای اولین بار در سال ۱۹۶۰ میلادی نسخه پایدار آن توسط اتحادیه صنایع الکترونیک ایالات متحده به کار گرفته شد. آخرین نسخه جی کد در فوریه ۱۹۸۰ میلادی با نام RS274D عرضه گردید.

در اروپا نیز استاندارد ISO 6983، DIN 66025، PN-73M-55256، PN-93/M-55251 زبان برنامه نویسی ماشین‌ها را توصیف می‌کنند.

در حوزه ماشین های ابزار یا Computer Numerical Control) CNC) بحث کنترل موقعیت بسیار اهمیت دارد که بدین منظور برای کنترل بر موقعیت و درون یابی مختصات نیاز به یک سری از دستور برنامه ها و سیکل هائی می باشد که با نام جی و ام کد (G & M CODE) در اختیار برنامه نویس جهت برنامه نویسی قرار داده شده است.

امروزه در صنعت غالبا نقشه ها و طرح های مورد نظر در نرم افزار های CAD رسم شده و با استفاده از نرم افزار CAM می توان خروجی مورد نظر را داشت که این خروجی همان برنامه کنترل سی ان سی پروگرم شده با G & M CODE می باشد.

جی کد GCode یک نام عمومی برای زبان برنامه نویسی کنترل عددی Numerical Control است که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. زبان G-Code پیاده سازی های زیادی دارد. از این زبان بیشتر در اتوماسیون استفاده می شود که بخشی از مهندسی مبتنی بر کمک کامپیوتر است. بعضی مواقع به جی کد زبان برنامه نویسی جي نیز گفته می شود. در اصطلاح اساسی جی کد زبان برنامه نویسی است که کاربران به ماشین هایی که توسط کامپیوتر کنترل می شوند، می گویند که چه چیزی را چگونه بسازند.

کاربردهای جی کد GCode چیست؟

با زبان جی کد G-code می توان حرکت های زیر را برای ابزار فراهم آورد:

- حرکت سریع به یک نقطه خاص توسط جی کد
- حرکت با پیشروی مشخص روی خط و روی قطاعی از دایره توسط جی کد
- تکرار یک سری از عملیات ها که مناسب برای سوراخ کاری، برش کاری، حدیده کاری و ...
- تعیین مشخصاتی برای ابزار نظیر افست از مرجع توسط جی کد

جی کد نویسی برای ماشین آلات سی ان سی

G-code پرکاربردترین زبان برنامه نویسی کنترل عددی کامپیوتری (CNC) است. جی کد عمدتا در تولید به کمک کامپیوتر برای کنترل ماشین ابزارهای خودکار استفاده می شود و انواع مختلفی دارد.

دستورالعمل‌های کد G به یک کنترل‌کننده ماشین (کامپیوتر صنعتی) ارائه می‌شود که به موتورها می‌گوید کجا حرکت کنند، با چه سرعتی حرکت کنند و چه مسیری را دنبال کنند. دو حالت متداول این است که در داخل یک ماشین ابزار، مانند ماشین تراش یا آسیاب، یک ابزار برش طبق این دستورالعمل ها از طریق یک مسیر ابزار برش مواد حرکت داده می شود تا فقط قطعه کار تمام شده باقی بماند و/یا یک قطعه کار ناتمام دقیقا در آن قرار گیرد. هر یک از حداکثر 9 محور در اطراف 3 بعد نسبت به یک مسیر ابزار و هر یک یا هر دو می توانند نسبت به یکدیگر حرکت کنند. همین مفهوم همچنین به ابزارهای غیربرشی مانند ابزارهای شکل دهی یا برشکاری، ترسیم و برش لیزری، روش های افزودنی مانند چاپ سه بعدی و ابزار اندازه گیری نیز گسترش می یابد.

افزونه‌ها و تغییرات به‌طور مستقل توسط تولیدکنندگان کنترل و سازندگان ماشین ابزار اضافه شده‌اند و اپراتورهای یک کنترل‌کننده خاص باید از تفاوت‌های محصول هر سازنده آگاه باشند.

یک نسخه استاندارد شده از G-code که به (Binary Cutter Language) BCLمعروف است، تنها در تعداد بسیار کمی از ماشین ها استفاده می شود. BCL که در MIT توسعه یافت، برای کنترل ماشین‌های CNC از نظر خطوط مستقیم و قوس‌ها توسعه یافت.

در طول دهه 1970 تا 1990، بسیاری از سازندگان ماشین ابزار CNC تلاش کردند تا با استانداردسازی بر روی کنترل کننده های ماشین ابزار ساخته شده توسط Fanuc، بر مشکلات سازگاری غلبه کنند. زیمنس در بازار کنترل CNC، به ویژه در اروپا مسلط بود. در دهه 2010، تفاوت‌ها و ناسازگاری کنترل‌کننده‌ها چندان مشکل ساز نبود، زیرا عملیات ماشینکاری معمولا با برنامه‌های CAD/CAM توسعه می‌یابد که می‌توانند کد G مناسب را برای یک ماشین خاص از طریق یک ابزار نرم‌افزاری به نام پس‌پردازنده (که گاهی اوقات به کوتاه‌تر می‌شود) تولید کنند.

برنامه نویسی ماشین سی ان سی cnc

برخی از ماشین های CNC از برنامه نویسی محاوره ای استفاده می کنند، که یا G-code را پنهان می کند یا به طور کامل استفاده از G-code را دور می زند.

G-code به‌عنوان یک زبان محدود شروع شد که فاقد ساختارهایی مانند حلقه‌ها، عملگرهای شرطی، و متغیرهای اعلام‌شده توسط برنامه‌نویس با نام‌های طبیعی شامل کلمات (یا عباراتی برای استفاده از آنها) بود. قادر به رمزگذاری منطق نبود، اما فقط راهی برای "اتصال نقاط" بود، جایی که برنامه نویس بسیاری از مکان‌های نقطه‌ها را از راه دور تشخیص می‌داد. آخرین پیاده سازی های G-code شامل قابلیت های زبان ماکرو است که تا حدودی به یک زبان برنامه نویسی سطح بالا نزدیک تر است. علاوه بر این، تمام تولیدکنندگان اولیه (مانند Fanuc، Siemens، Heidenhain) دسترسی به داده‌های کنترل‌کننده منطق قابل برنامه‌ریزی (PLC) مانند داده‌های موقعیت محور و داده‌های ابزار، را از طریق متغیرهایی که توسط برنامه‌های NC استفاده می‌شوند، فراهم می‌کنند. این ساختارها توسعه برنامه های اتوماسیون را آسان تر می کند.

برنامه نویسی ماشین سی ان سی cnc

کدهای G که کدهای آماده سازی نیز نامیده می شود، هر کلمه ای در برنامه CNC است که با حرف G شروع می شود. به طور کلی این کدی است که به ماشین ابزار می گوید که چه نوع عملی را انجام دهد، مانند: حرکت سریع (ابزار را با بیشترین سرعت ممکن در بین برش ها حمل کنید) - تغذیه کنترل شده در یک خط مستقیم یا قوس - مجموعه ای از حرکات تغذیه کنترل شده که منجر به سوراخ شدن سوراخ، برش (مسیر) قطعه کار به یک بعد خاص، یا اضافه شدن یک پروفیل به لبه قطعه کار می شود. - تنظیم اطلاعات ابزار مانند افست - سیستم های مختصات سوئیچ

عبارت "G-code" نادقیق است زیرا "G" تنها یکی از آدرس های حروف متعدد در زبان کامل است. از معنای تحت اللفظی کلمه می آید، به آدرس یک حرف و کدهای خاصی که می توان با آن تشکیل داد (مثلا G00، G01، G28)، اما هر حرف از الفبای انگلیسی در جایی در زبان استفاده می شود. با این وجود، "G-code" به صورت معنایی به عنوان نام رایج این زبان است.

محیط های برنامه نویسی جی کد

محیط های برنامه نویسی G-code به موازات محیط های برنامه نویسی عمومی تکامل یافته اند. از محیط های اولیه (مثلا نوشتن برنامه با مداد، تایپ کردن آن در نوار پانچر) تا آخرین محیط هایی که CAD (طراحی به کمک کامپیوتر) را ترکیب می کنند. CAM (تولید به کمک کامپیوتر)، و ویرایشگرهای G-code با ویژگی های فراوان. (ویرایشگرهای G-code مشابه ویرایشگرهای XML هستند و از رنگ‌ها و تورفتگی‌ها به صورت معنایی [به‌علاوه سایر ویژگی‌ها] برای کمک به کاربر به روش‌هایی استفاده می‌کنند که ویرایشگرهای متن اصلی نمی‌توانند. بسته‌های CAM مشابه IDE ها در برنامه‌نویسی عمومی هستند.)

از اواسط دهه 2000، به نظر می رسد "مرگ برنامه نویسی دستی" (یعنی نوشتن خطوط G-code بدون کمک CAD/CAM) کلید خورد. با این حال، در حال حاضر فقط در برخی زمینه ها برنامه نویسی دستی منسوخ شده است. امروزه بسیاری از برنامه نویسی CAM در میان افرادی که در برنامه نویسی دستی زنگ زده یا ناتوان هستند انجام می شود - اما این درست نیست که همه برنامه نویسی های CNC را می توان بدون دانستن G-code انجام داد، یا به همان خوبی یا به همان اندازه کارآمد انجام داد. اصلاح برنامه CNC در دستگاه یک حوزه عملی است که در آن ویرایش مستقیم G-code به جای ویرایش مسیرهای ابزار CAM و پردازش مجدد برنامه می تواند آسان تر یا کارآمدتر باشد.

ساخت قطعات برش در ماشین های کنترل شده توسط کامپیوتر توسط نرم افزار CAD/CAM آسان تر و سخت تر شده است. G-code که کارآمد نوشته شده باشد می تواند یک چالش برای نرم افزار CAM باشد. در حالت ایده‌آل، یک ماشین‌کار CNC باید هم برنامه‌نویسی دستی و هم برنامه‌نویسی CAM را بخوبی بداند تا از مزایای هر دو CAM و برنامه‌نویسی دستی ظریف در صورت نیاز استفاده شود. در زمانی که حافظه بسیار گران بود، بسیاری از ماشین‌های قدیمی با حافظه محدود کامپیوتری ساخته شدند. 32K فضای زیادی برای برنامه های دستی در نظر گرفته می شد در حالی که نرم افزار CAM مدرن می تواند گیگابایت کد ارسال کند. CAM در بیرون آوردن سریع برنامه ای که ممکن است حافظه دستگاه بیشتری را اشغال کند و اجرای آن زمان بیشتری ببرد عالی است. این مورد اغلب باعث می شود که ماشینکاری مقدار کمی قطعات بسیار ارزشمند باشد. اما باید تعادلی بین زمان ایجاد یک برنامه و زمانی که برنامه برای ماشینکاری یک قطعه طول می کشد برقرار کرد.

ساختن چند قطعه در ماشین های جدیدتر با حافظه زیاد آسان تر و سریع تر شده است. این امر ضرر خود را بر روی برنامه نویسان دستی و ماشین آلات دستی گذاشته است. با توجه به گردش طبیعی در بازنشستگی، انتظار داشتن مجموعه بزرگی از اپراتورهایی که در برنامه‌نویسی دستی مهارت بالایی دارند، در شرایطی که محیط تجاری آنها عمدتا دیگر نمی‌تواند ساعت‌های بی‌شمار تجربه عمیقی را که برای ایجاد آن مهارت لازم است را فراهم کند، واقع بینانه نیست. با این حال، از دست دادن این پایه تجربه قابل قدردانی است، زیرا برخی از اجراهای CNC هنوز بدون چنین مهارتی قابل بهینه سازی نیستند.

مجموعه مقالات فنی و مهندسی

نرم افزارهای مهندسی

جی کد G-code چیست؟