جی کد (G CODE)چیست؟

درک کامل نحوه کارکرد ماشین‌های کنترل عددی کامپیوتری (CNC) و پرینترهای سه‌بعدی بدون آشنایی با زبان برنامه‌نویسی جی کد (G-code) ممکن نیست. این زبان به‌عنوان پل ارتباطی حیاتی بین طراحی دیجیتال و تولید فیزیکی عمل می‌کند و دستورالعمل‌های دقیقی را برای حرکت، برش، و انجام عملیات به ماشین‌ها ارائه می‌دهد. جی کد چیست و چرا اینقدر اهمیت دارد؟ در این مقاله جامع، به بررسی عمیق G-code چیست، ساختار آن، نحوه خواندن، کدهای پرکاربرد، تفاوت آن با M-code، و نرم‌افزارهای مرتبط خواهیم پرداخت. با مطالعه این راهنما، از یک مبتدی به یک متخصص در حوزه برنامه‌نویسی CNC تبدیل خواهید شد.

جی کد چیست؟ رمزگشایی زبان ماشین‌ها

جی کد (G-code) که مخفف “Geometric Code” یا کدهای هندسی است، یک زبان برنامه‌نویسی استاندارد برای کنترل ماشین‌های CNC و پرینترهای سه‌بعدی به شمار می‌رود. این زبان به دستگاه‌ها می‌گوید که دقیقاً چه کاری را باید انجام دهند، به کجا حرکت کنند، و چگونه کار مورد نظر را انجام دهند.

تاریخچه G-code

تاریخچه G-code به دهه 1950 میلادی بازمی‌گردد، هم‌زمان با انقلاب صنعتی دیجیتال. این زبان ابتدا در انستیتوی تکنولوژی ماساچوست (MIT) در سال 1958 اختراع شد و سپس در دهه 1960 توسط اتحادیه صنایع الکترونیک استانداردسازی و رایج گشت. در ابتدا برای ماشین‌های تراش و فرز به کار گرفته می‌شد، اما به‌مرور زمان، کاربرد آن به پرینترهای سه‌بعدی، دستگاه‌های برش لیزری و دیگر تجهیزات تولید دیجیتال گسترش یافت.

تمام دستگاه‌های CNC برای انجام عملکرد خود به جی کد نیاز دارند. درک این زبان، برخلاف تصور رایج، کار سختی نیست و یادگیری اصول اولیه، چگونگی عملکرد آن و ساخت جی کد برای پروژه‌های مختلف بسیار آسان است. اهمیت جی کد در تولید مدرن از آنجا ناشی می‌شود که امکان اجرای عملیات دقیق و خودکار را بدون نیاز به دخالت دستی فراهم می‌کند. به‌عنوان‌مثال، تصور کنید به‌جای برش دستی یک مکعب چوبی، نیاز به ساخت 50 مکعب یا یک طرح پیچیده‌تر دارید؛ اینجا جی کد با فراهم آوردن مجموعه‌ای از فرمان‌های خودکار، عملیات را با دقت بالا اجرا می‌کند.

در صنعت، به طور اعم و در حوزه ماشین ابزار به طور اخص برای برقراری ارتباط با ماشین های NC و CNC از دستوراتی که با حرف G انگلیسی شروع می شوند استفاده می کنند. این دستورات در بر گیرنده تمام فرامین حرکتی و تنظیمی می باشند که با کمک این دستورات که اصطلاحاً G CODE نامیده می شوند، می توان ماشین را کنترل و دستورات مورد نظر را اعمال کرد.

ساختار و الفبای جی کد: چگونه ماشین‌ها دستورات را می‌فهمند؟

جی کد در حقیقت ترکیبی از حروف الفبا و اعداد است که این اعداد می‌توانند چندین رقم داشته باشند. فاصله بین اعداد و حروف بسته به نوع ماشین CNC متفاوت خواهد بود. هر خط از برنامه‌نویسی G-code می‌تواند شامل چندین دستورالعمل باشد که به آنها “بلوک G-code” نیز گفته می‌شود. دستگاه CNC این دستورالعمل‌ها را در یک توالی خاص از چپ به راست و از بالا به پایین می‌خواند و اجرا می‌کند.

انواع جی‌کد: مودال و غیر مودال

در ماشین‌های CNC، دو نوع جی کد مورد استفاده قرار می‌گیرند:

• جی کدهای مودال (Modal): یک جی کد مودال تا زمانی که جی کد دیگری آن را در برنامه تغییر دهد، در حالت خود باقی خواهد ماند. به‌عنوان‌مثال، کد G90 که سیستم مختصات مطلق را فعال می‌کند، تمام دستورات بعدی را بر اساس مختصات مطلق اجرا می‌کند، مگر اینکه کد G91 (مختصات افزایشی) فعال شود.
• جی کدهای غیر مودال (Non-Modal): این جی کدها تنها در بلوکی که مورد استفاده قرار می‌گیرند، فعال هستند و در همان حالت باقی خواهند ماند. به‌عنوان‌مثال، G04 (دستور مکث) یک کد غیر مودال است.

حروف پرکاربرد در ساختار جی کد

جی کدها لزوماً همیشه با حرف “G” شروع نمی‌شوند، هرچند حرف “G” از پرکاربردترین حروف در نوشتن دستورات جی کد است. برخی از حروف متداول که در دستورات G-code استفاده می‌شوند عبارت‌اند از:

• G: برای حرکات عمومی ماشین (مانند حرکت خطی یا دایره‌ای).
• F: برای نرخ تغذیه (سرعت حرکت ابزار در طول برش).
• T: برای تغییر ابزار.
• S: برای سرعت اسپیندل (سرعت چرخش ابزار برش).
• X, Y, Z: برای سه محور خطی در سیستم مختصات دکارتی.
• A, B, C: برای محورهای چرخش زاویه‌ای حول X, Y و Z.
• E: در پرینترهای سه‌بعدی FDM، برای میزان اکسترود یا جمع شدن فیلامنت.

هر دستور G-code معمولاً شامل یک کد فرمان (مانند G01 یا M104) و پارامترهایی است که مختصات یا تنظیمات خاصی را مشخص می‌کنند (مثلاً X10 Y20 Z5 برای موقعیت یا F1500 برای سرعت حرکت).

افزودن توضیحات (کامنت) به جی کد

برای اینکه برنامه‌نویسان دیگر یا حتی خودتان در آینده، خطوط یا بخش‌های خاصی از کد را بهتر درک کنید، می‌توانید از “کامنت” استفاده کنید. هر چیزی که بعد از علامت سمی‌کالن (;) در یک خط نوشته شود، هنگام اجرای G-code توسط دستگاه نادیده گرفته می‌شود و صرفاً برای توضیحات است.

نحوه خواندن جی کد: از صفر تا صد

خواندن دستورات G-code در ابتدا ممکن است پیچیده به نظر برسد، اما با دانستن فرمت هر دستور و معنای هر بخش، می‌توان آن را راحت‌تر درک کرد. هر دستور جی کد معمولاً از کدهای حرکتی و پارامترهای مختصاتی تشکیل شده است که حرکت و عملیات ابزار را تعیین می‌کنند.

برای فهم دستورات جی کد، به ترتیب زیر عمل کنید:

1. شناسایی کد اصلی دستور (G یا M):
   • G کدها نوع حرکت را مشخص می‌کنند (مانند G00 برای حرکت سریع، G01 برای حرکت خطی). عدد کنار حرف G، فرآیند یا عملکرد ماشین را تحت تأثیر قرار می‌دهد، نه صرفاً حرکت.
   • M کدها وظایف جانبی دستگاه را تنظیم می‌کنند (مانند M03 برای روشن کردن اسپیندل، M05 برای توقف اسپیندل).
2. تشخیص مختصات و موقعیت هدف (X, Y, Z):
   • دستورات X, Y, Z مختصات مکانی ابزار را تعیین می‌کنند. به‌عنوان‌مثال، X10 Y15 Z-5 به دستگاه می‌گوید به مختصات (10, 15, -5) حرکت کند.
   • G90 برای استفاده از مختصات مطلق (موقعیت بر اساس نقطه صفر دستگاه) است.
   • G91 برای استفاده از مختصات نسبی (موقعیت بر اساس موقعیت فعلی ابزار) است.
3. بررسی سرعت حرکت (F) و سرعت اسپیندل (S):
   • F نرخ پیشروی ابزار را مشخص می‌کند. به‌عنوان‌مثال، F100 سرعت حرکت ابزار را روی 100 میلی‌متر بر دقیقه تنظیم می‌کند.
   • S سرعت چرخش اسپیندل را تعیین می‌کند. به‌عنوان‌مثال، S2000 سرعت اسپیندل را روی 2000 دور بر دقیقه تنظیم می‌کند.
4. پارامترهای اضافی برای حرکات دایره‌ای (I, J, K):
   • در دستورات G02 و G03، پارامترهای I و J موقعیت مرکز دایره نسبت به نقطه شروع را مشخص می‌کنند. K نیز برای محور Z استفاده می‌شود.

مثال خط به خط خواندن جی کد

فرض کنید خط کد زیر را داریم:

G01 X10 Y5 Z-3 F150

• G01: به معنای “حرکت خطی با برش” است.
• X10 Y5 Z-3: به معنای “حرکت به مختصات (10, 5, -3)” است.
• F150: به معنای “تنظیم سرعت پیشروی روی 150 میلی‌متر بر دقیقه” است.

با تمرین، می‌توانید با سرعت و دقت بیشتری دستورات جی کد را بخوانید و درک کنید که هر کد چگونه عملکرد دستگاه CNC را هدایت می‌کند.

کدهای پرکاربرد G: دستورات اساسی برای کنترل حرکت

در این بخش، به معرفی پرکاربردترین کدهای پرکاربرد CNC (کدهای G) می‌پردازیم که برای هر برنامه‌نویس CNC ضروری هستند:

• G00 (حرکت سریع – Rapid Positioning): این کد ابزار را با بیشترین سرعت ممکن به موقعیت تعیین‌شده می‌برد، بدون اینکه برشی انجام دهد. اغلب برای جابجایی ابزار بین عملیات‌ها یا بازگشت به نقطه صفر ماشین استفاده می‌شود.
• G01 (درون‌یابی خطی – Linear Interpolation): این دستور برای برش مستقیم در مسیر خطی و با سرعت تعیین‌شده (با پارامتر F) استفاده می‌شود. قبل از اجرای G01، باید یک نرخ تغذیه فعال (F) وجود داشته باشد.
• G02 و G03 (درون‌یابی دایره‌ای – Circular Interpolation):
  • G02: حرکت در مسیر دایره‌ای یا قوسی در جهت عقربه‌های ساعت.
  • G03: حرکت در مسیر دایره‌ای یا قوسی در خلاف جهت عقربه‌های ساعت. این دستورات با تنظیم شعاع (R) یا نقاط مرکز دایره (I, J, K) کنترل دقیق‌تری بر مسیر ابزار ایجاد می‌کنند.
• G04 (مکث – Dwell): این دستور به دستگاه می‌گوید برای مدت زمان مشخصی متوقف شود. مدت زمان مکث معمولاً با P (میلی‌ثانیه) یا X (ثانیه) تعریف می‌شود.
• G17, G18, G19 (انتخاب صفحه – Plane Selection): این دستورات صفحات XY, XZ و YZ را برای عملیات ماشین‌کاری یا حرکات دایره‌ای انتخاب می‌کنند.
• G20, G21 (تعیین واحد – Unit Selection):
  • G20: استفاده از واحد اینچ برای برنامه‌نویسی مختصات.
  • G21: استفاده از واحد میلی‌متر برای برنامه‌نویسی مختصات.
• G28 (بازگشت به خانه – Return to Machine Zero): ابزار را به نقطه صفر ماشین (Home Position) حرکت می‌دهد. این دستور معمولاً قبل از هر فرآیند چاپ انجام می‌شود.
• G29 (تراز خودکار بستر – Auto Bed Leveling): توالی تراز خودکار بستر را آغاز می‌کند و معمولاً پس از G28 ارسال می‌شود.
• G40, G41, G42 (جبران قطر ابزار – Cutter Compensation):
  • G40: لغو جبران شعاع ابزار.
  • G41: جبران شعاع ابزار به سمت چپ مسیر برنامه.
  • G42: جبران شعاع ابزار به سمت راست مسیر برنامه. این کدها به دستگاه امکان می‌دهند تا بدون نیاز به در نظر گرفتن قطر ابزار در هنگام ترسیم مسیرها، به ابعاد دقیق قطعه دست یابد.
• G90, G91 (مختصات مطلق و نسبی – Absolute and Incremental Positioning):
  • G90: دستگاه را به استفاده از مختصات مطلق هدایت می‌کند.
  • G91: دستگاه حرکت‌ها را نسبت به موقعیت فعلی ابزار محاسبه می‌کند.

تفاوت جی‌کد (G-code) و ام‌کد (M-code): مکمل‌های برنامه‌نویسی

در دنیای CNC، G-code و M-code هر یک جنبه‌های مختلفی از فرآیند کار دستگاه‌ها را کنترل می‌کنند و مکمل یکدیگر هستند. در واقع، هیچ‌کدام نمی‌توانند مستقل از دیگری کار کنند و درستی عملیات یک دستگاه CNC وابسته به ترکیب هر دو کد M و G است.

جی‌کد (G-code)

جی کدها عمدتاً به حرکت ابزار در محورهای X, Y, Z، چرخش ابزار، نرخ تغذیه و سایر کنترل‌های سرعت و حرکت مربوط می‌شوند. آن‌ها جنبه‌های هندسی فرآیند ماشین‌کاری را کنترل می‌کنند و دستگاه CNC را فعال می‌سازند.

ام‌کد (M-code)

از طرف دیگر، ام‌کدها (M-code) (که برخی معتقدند M مخفف Machine است) عملکردهای متفرقه و جانبی دستگاه را کنترل می‌کنند که شامل حرکت مستقیم نمی‌شوند. دستورات M-code به کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) دستگاه فرمان می‌دهند.

M-code می‌تواند موارد زیر را کنترل کند:

• جریان مایع خنک‌کننده.
• شروع و توقف برنامه‌ها.
• انتخاب دنده.
• فراخوانی زیربرنامه‌ها.
• پیشروی و معکوس کردن تیل‌استوک (tailstock).
• روشن و خاموش کردن اسپیندل.
• تعویض ابزار.

کدهای پرکاربرد M

برخی از رایج‌ترین کدهای M عبارت‌اند از:

• M00 (توقف برنامه – Program Stop): برنامه، محور اصلی، دستگاه خنک‌کننده و پیشروی را متوقف می‌کند. ماشین با فشردن دکمه START مجدداً بکار می‌افتد.
• M01 (توقف اختیاری – Optional Stop): همانند M00 است، با این تفاوت که اگر دکمه توقف اختیاری روی پنل کنترل ماشین در حالت روشن باشد، دستورات اجرا می‌شوند.
• M02 (پایان برنامه – Program End): برنامه را به پایان می‌رساند، اما به نقطه شروع باز نمی‌گردد.
• M03 (شروع چرخش اسپیندل در جهت عقربه‌های ساعت).
• M04 (شروع چرخش اسپیندل در خلاف جهت عقربه‌های ساعت).
• M05 (توقف اسپیندل).
• M06 (تعویض ابزار).
• M08 (روشن کردن خنک‌کننده).
• M09 (خاموش کردن خنک‌کننده).
• M30 (پایان برنامه و بازگشت به ابتدا): برنامه را به پایان می‌رساند و دستگاه را به خط شروع بازمی‌گرداند.
• M-کدهای مخصوص پرینترهای سه‌بعدی: شامل M104 (شروع گرم کردن اکسترودر), M109 (انتظار برای دمای اکسترودر), M140 (شروع گرم کردن بستر), M190 (انتظار برای دمای بستر), M106 (تنظیم سرعت فن) و M107 (خاموش کردن فن).

برخلاف جی کدها که در ماشین‌های CNC مختلف تفاوت دارند، بیشتر دستورات M-code در این دستگاه‌ها یکسان هستند.

مثال‌های واقعی از کدنویسی CNC: تراش، فرز و پرینت سه‌بعدی

برای درک عمیق‌تر برنامه‌نویسی CNC، نگاهی به مثال‌های واقعی از جی کد تراش و فرز و همچنین پرینت سه‌بعدی می‌اندازیم:

مثال ساده: برش مربع با جی کد در فرز CNC

این یک نمونه برنامه ساده برای برش یک مربع در یک قطعه کار با استفاده از دستگاه فرز CNC است:

G21 ; تنظیم واحد به میلی‌متر (G21 sets units to millimeters)
G90 ; انتخاب مختصات مطلق (G90 selects absolute coordinates)
M03 S2000 ; روشن کردن اسپیندل با سرعت 2000 دور بر دقیقه (M03 turns on spindle at 2000 RPM)
G00 X0 Y0 Z5 ; حرکت سریع به نقطه شروع (0,0) و ارتفاع 5 میلی‌متر بالای قطعه کار (G00 rapid move to X0 Y0 Z5)
G01 Z-1 F100 ; پایین آوردن ابزار به داخل قطعه‌کار (عمق -1 میلی‌متر) با سرعت تغذیه 100 (G01 lowers tool to Z-1 with feed rate F100)
G01 X50 Y0 F200 ; حرکت به سمت راست به X50 (Y0 ثابت) با سرعت تغذیه 200 (G01 moves to X50 Y0)
G01 X50 Y50 ; حرکت به بالا به Y50 (X50 ثابت) (G01 moves to X50 Y50)
G01 X0 Y50 ; حرکت به سمت چپ به X0 (Y50 ثابت) (G01 moves to X0 Y50)
G01 X0 Y0 ; حرکت به پایین به نقطه شروع (0,0) (G01 moves to X0 Y0)
G01 Z5 ; بالا بردن ابزار به ارتفاع 5 میلی‌متر بالای قطعه کار (G01 raises tool to Z5)
M05 ; خاموش کردن اسپیندل (M05 turns off spindle)
M30 ; پایان برنامه (M30 ends program)

مثال پیشرفته‌تر: برش دایره‌ای با جی کد در فرز CNC

فرض کنید می‌خواهیم یک دایره با شعاع 10 میلی‌متر را برش دهیم که مرکز آن در نقطه (20, 20) قرار دارد:

G21 ; تنظیم واحد به میلی‌متر (G21 sets units to millimeters)
G90 ; انتخاب مختصات مطلق (G90 selects absolute coordinates)
M03 S1500 ; روشن کردن اسپیندل با سرعت 1500 دور بر دقیقه (M03 turns on spindle at 1500 RPM)
G00 X30 Y20 Z5 ; حرکت سریع به نقطه شروع بالای دایره (X=30, Y=20, Z=5) (G00 rapid move to X30 Y20 Z5)
G01 Z-5 F100 ; پایین آوردن ابزار به داخل قطعه‌کار (عمق -5 میلی‌متر) با سرعت تغذیه 100 (G01 lowers tool to Z-5 with feed rate F100)
G02 X30 Y20 I-10 J0; حرکت دایره‌ای ساعت‌گرد برای ایجاد برش دایره‌ای (G02 circular motion to cut circle)
G01 Z5 ; بالا بردن ابزار (G01 raises tool to Z5)
M05 ; خاموش کردن اسپیندل (M05 turns off spindle)
M30 ; پایان برنامه (M30 ends program)

در خط G02 X30 Y20 I-10 J0، دستور G02 حرکت دایره‌ای ساعت‌گرد را از نقطه فعلی به مختصات (30, 20) تعیین می‌کند. پارامترهای I و J مرکز دایره را نسبت به نقطه شروع حرکت دایره‌ای مشخص می‌کنند؛ در اینجا I=-10 و J=0 به معنای اینکه مرکز دایره 10 میلی‌متر در جهت منفی X از نقطه شروع (که در اینجا X30, Y20 است) قرار دارد.

جی کد در پرینت سه‌بعدی FDM

در پرینترهای سه‌بعدی FDM، جی کد وظیفه کنترل حرکت هد پرینتر و تنظیمات دقیق اکستروژن فیلامنت را بر عهده دارد.

• حرکت و موقعیت‌یابی هد پرینتر: دستورات G01 برای حرکت خطی کنترل‌شده استفاده می‌شوند و مختصات محورهای X, Y و Z را همراه با سرعت حرکت (F) مشخص می‌کنند.
  • مثال: G01 X50 Y25 Z0.3 F1200 هد پرینتر را به X=50 mm، Y=25 mm، Z=0.3 mm با سرعت 1200 mm/min حرکت می‌دهد.
• کنترل اکستروژن فیلامنت: پارامتر E مشخص می‌کند که چه مقدار فیلامنت اکسترود یا جمع شود.
  • مثال: G01 X60 Y25 E5 F1500 هد را به X=60 mm و Y=25 mm حرکت داده و همزمان 5 mm فیلامنت اکسترود می‌کند.
  • برای جمع شدن فیلامنت (retraction) از دستور G01 E-1 F1800 استفاده می‌شود که 1 mm فیلامنت را به داخل می‌کشد.
• تنظیمات دما: M104 و M140 برای تنظیم دمای نازل و صفحه‌ی گرم‌کننده استفاده می‌شوند.
  • مثال: M104 S200 دمای نازل را روی 200°C تنظیم می‌کند. M140 S60 دمای صفحه گرم‌کننده را روی 60°C تنظیم می‌کند.
• کنترل فن خنک‌کننده: M106 فن را روشن کرده و سرعت آن را تعیین می‌کند و M107 برای خاموش کردن آن به کار می‌رود.
  • مثال: M106 S128 سرعت فن را روی 50 درصد تنظیم می‌کند. M107 فن را خاموش می‌کند.

نرم‌افزارهای شبیه‌ساز و کامپایلر G-code: ابزارهایی برای یادگیری و تولید

برنامه‌نویسی CNC و آموزش G-code تنها به نوشتن کدها محدود نمی‌شود؛ برای تمرین و تست آن‌ها، نیاز به نرم‌افزارهای مخصوصی دارید که به‌عنوان نرم‌افزارهای شبیه‌ساز و کامپایلر عمل می‌کنند. این نرم‌افزارها به شما اجازه می‌دهند تا برنامه‌ها را قبل از اجرا بر روی دستگاه واقعی بررسی کنید و از صحت و دقت حرکت‌ها اطمینان حاصل کنید، از برخورد ابزار و آسیب‌های احتمالی جلوگیری نمایید.

نرم‌افزارهای CAD/CAM و اسلایسر برای تولید G-code

• نرم‌افزارهای CAD/CAM (Computer Aided Design/Manufacturing): این نرم‌افزارها فرایند تولید کد را خودکار می‌کنند و می‌توانند طراحی را برای برنامه‌نویسی جی کد بهینه سازی کنند. برخی از بهترین نرم‌افزارهای جی کد CNC شامل Fusion 360 (که قابلیت‌های CAD و CAM را ترکیب می‌کند)، Mastercam، SolidWorks، Catia، Inventor، Siemens NX، RhinoCAM، Edgecam، FreeCAD، CamBam Free و Blender CAM هستند.
• نرم‌افزارهای اسلایسر (Slicer Software) برای پرینت سه‌بعدی: برای چاپ‌های FDM و رزینی، جی کد توسط نرم‌افزارهای اسلایسر تولید می‌شود. شما مدل سه‌بعدی خود را وارد می‌کنید، تنظیمات چاپ را مشخص می‌کنید، و نرم‌افزار به‌طور خودکار آن را به جی کد تبدیل می‌کند. از معروف‌ترین اسلایسرها می‌توان به Cura و PrusaSlicer (برای FDM) و Chitubox و Lychee Slicer (برای رزینی) اشاره کرد.

ویرایش و مشاهده G-code

• ویرایشگرهای جی کد (G-code Editor): برای تغییر در جی کد، از نرم‌افزارهای اختصاصی مانند Repetier-Host یا PrusaSlicer استفاده می‌شود. این نرم‌افزارها ویژگی‌های مفیدی مانند برجسته‌سازی دستورات و تشخیص خودکار خطا دارند. حتی می‌توانید از ویرایشگرهای متنی ساده مانند Notepad++ یا Visual Studio Code برای باز کردن فایل‌های .gcode استفاده کنید.
• شبیه‌سازها و ویژوالایزرها: پس از اعمال تغییرات، بهتر است جی کد را از طریق یک ویژوالایزر بررسی کنید تا مطمئن شوید که هیچ اشتباهی وجود ندارد. بیشتر نرم‌افزارهای اسلایسر و CAM امروزه یک G-code viewer داخلی دارند.

سازگاری و فریم‌ورها

هر فایل جی کد به دلیل تنظیمات خاص دستگاه، ماده و شرایطی که برای آن ساخته شده، منحصر به فرد است. اگر سعی کنید این فایل را روی دستگاهی متفاوت از آن دستگاهی که فایل برای آن ساخته شده است اجرا کنید، ممکن است باعث ایجاد مشکل یا حتی آسیب به دستگاه شود. دلیل این تفاوت‌ها، فریم‌ور (Firmware) دستگاه است. فریم‌ور دستورهای جی کد را برای دستگاه ترجمه و اجرا می‌کند.

انواع مختلفی از فریم‌ورها مانند Marlin، Klipper و RepRap وجود دارند که هر کدام نیاز به “نسخه‌های” متفاوتی از جی کد دارند. اگر فایل جی کدی برای یک فریم‌ور طراحی شده و می‌خواهید آن را روی دستگاهی با فریم‌ور دیگر اجرا کنید، بهترین راه این است که فایل اصلی مدل را دوباره در نرم‌افزار اسلایسر باز کرده و برای فریم‌ور جدید “برش دهید”.

نکات مهم برای یادگیری سریع‌تر جی کد

آموزش G-code و برنامه‌نویسی CNC نیازمند صبر، پشتکار و تمرین است. در اینجا نکاتی برای یادگیری سریع‌تر و مؤثرتر جی کد آورده شده است:

• شروع با اصول اولیه: ابتدا با مفاهیم پایه‌ای مانند محورهای حرکتی (X, Y, Z)، نقطه صفر قطعه‌کار، و تفاوت بین G کد و M کد آشنا شوید.
• تمرین عملی با مثال‌های ساده: سعی کنید برنامه‌های ساده‌ای مانند برش مربع یا دایره را بنویسید. این کار به شما کمک می‌کند تا دستورات اصلی را درک کنید.
• استفاده از شبیه‌سازها: برنامه‌های جی کد خود را ابتدا در نرم‌افزارهای شبیه‌ساز اجرا کنید. این کار به شما اجازه می‌دهد تا صحت مسیرها را بررسی کرده و از برخورد ابزار جلوگیری کنید، بدون اینکه به دستگاه واقعی آسیبی برسد.
• مطالعه و تحلیل کدهای تولید شده توسط CAM/اسلایسر: فایل‌های جی کد تولید شده توسط نرم‌افزارهای CAM یا اسلایسر را باز کرده و خط به خط آن‌ها را مطالعه کنید. این کار دید خوبی از نحوه کارکرد جی کد به شما می‌دهد.
• آشنایی با دستورات پیشرفته: پس از مسلط شدن بر دستورات پایه، می‌توانید با دستورات پیچیده‌تری مانند جبران ابزار (G41, G42) و کنترل دقیق‌تر سرعت پیشروی و اسپیندل کار کنید.
• توجه به دفترچه راهنمای دستگاه: هر ماشین CNC ممکن است نوع متفاوتی از G-code داشته باشد. بنابراین، جی کدها بسته به نوع، برند و مدل ماشین متفاوت خواهند بود. دستورات خاص هر دستگاه معمولاً در دفترچه راهنمای آن به‌طور خاص توضیح داده شده‌اند.
• ایمنی در کار با دستگاه CNC: رعایت نکات ایمنی در هنگام کار با دستگاه‌های CNC بسیار حائز اهمیت است.
  • آموزش کافی: هرگز بدون آموزش مناسب و مطالعه دفترچه راهنمای دستگاه با CNC کار نکنید.
  • تجهیزات ایمنی: همیشه هنگام کار با دستگاه از محافظ گوش مناسب و عینک ایمنی استفاده کنید.
  • لباس مناسب: هنگام کار با دستگاه CNC لباس گشاد نپوشید.
  • عدم دخالت مستقیم: در هنگام کار دستگاه از دست زدن به قطعات درگیر خودداری کنید.
  • حضور و هوشیاری اپراتور: اپراتور دستگاه باید همواره در کنار دستگاه با هوشیاری کامل حضور داشته باشد تا در صورت بروز مشکل، دستگاه را متوقف کند.
  • جلوگیری از ورود افراد متفرقه: افراد متفرقه ممکن است به علت عدم آگاهی از اهمیت دستگاه، باعث بروز خطرات جدی شوند.

نتیجه‌گیری

جی کد (G-code) به‌عنوان زبان برنامه‌نویسی بنیادی برای ماشین‌های CNC و پرینترهای سه‌بعدی، نقشی حیاتی در فرآیندهای تولید دیجیتال ایفا می‌کند. این زبان با کنترل دقیق حرکت، توقف، سرعت و سایر عملیات، دقت، سرعت و اتوماسیون در تولید را افزایش داده و از خطاهای انسانی جلوگیری می‌کند. با درک عمیق‌تر و آشنایی با دستورات مختلف جی کد، می‌توانید عملکرد دستگاه‌ها را بهینه کرده و به تولید قطعات با دقت بالا کمک کنید.

چه یک علاقه‌مند به حوزه CNC باشید و چه یک متخصص در صنعت تولید، تسلط بر نحوه خواندن جی کد و آموزش G-code می‌تواند شما را در مسیر شغلی‌تان یاری دهد و از بروز مشکلات احتمالی در فرآیند تولید جلوگیری کند.

پرسش‌های متداول (FAQ)

1. جی کد چیست و چه کاربردی دارد؟

جی کد (G-code) یک زبان برنامه‌نویسی است که به ماشین‌های CNC (کنترل عددی کامپیوتری) و پرینترهای سه‌بعدی دستور می‌دهد که چگونه حرکت کنند، کجا متوقف شوند و با چه سرعتی عملیات خود را انجام دهند. کاربرد اصلی آن در هدایت ابزار برای برش، حکاکی، سوراخ‌کاری و تولید قطعات با دقت بالا در صنایع مختلف و پرینت سه‌بعدی است.

2. تفاوت اصلی بین G-code و M-code چیست؟

G-code عمدتاً حرکت‌های مکانیکی دستگاه، سرعت و مسیر ابزار را کنترل می‌کند (جنبه‌های هندسی). در حالی که M-code به عملکردهای جانبی و متفرقه دستگاه که شامل حرکت نیستند، مانند روشن/خاموش کردن اسپیندل، کنترل جریان خنک‌کننده، یا پایان برنامه، فرمان می‌دهد. هر دو کد برای عملکرد صحیح دستگاه CNC ضروری و مکمل یکدیگرند.

3. آیا می‌توان G-code و M-code را به صورت جداگانه استفاده کرد؟

خیر. درستی عملیات در یک دستگاه CNC وابسته به ترکیب هر دو کد M و G است که می‌توانند در کنار هم فعالیت‌های هندسی و غیرهندسی دستگاه را کنترل کنند.

4. چه نرم‌افزارهایی برای تولید و شبیه‌سازی جی کد استفاده می‌شوند؟

برای تولید جی کد از نرم‌افزارهای CAD/CAM مانند Mastercam، Fusion 360، SolidWorks و FreeCAD استفاده می‌شود. برای پرینترهای سه‌بعدی، نرم‌افزارهای اسلایسر مانند Cura و PrusaSlicer فایل‌های سه‌بعدی را به جی کد تبدیل می‌کنند. نرم‌افزارهای شبیه‌ساز و ویژوالایزر نیز برای بررسی و تست جی کد قبل از اجرای واقعی کاربرد دارند.

5. چرا هر فایل جی کد منحصر به فرد است؟

هر فایل جی کد به دلیل تنظیمات خاص دستگاه (مانند اندازه صفحه ساخت، محدودیت‌های محور)، نوع فریم‌ور (مانند Marlin یا Klipper)، و خواص ماده مورد استفاده (مثلاً PLA در مقابل ABS) منحصر به فرد است. اجرای یک فایل جی کد روی دستگاهی متفاوت از آنچه برای آن ساخته شده، می‌تواند باعث مشکل یا آسیب به دستگاه شود.

با ما، گامی فراتر در دنیای CNC بگذارید!

آیا آماده‌اید تا دانش خود را در زمینه برنامه‌نویسی CNC عمیق‌تر کنید یا پروژه‌های پیچیده خود را به دست متخصصان بسپارید؟

ماشین‌سازی آریا با ارائه دستگاه‌های پیشرفته CNC (مانند CNC فرز، تراش و لیزر) که با معتبرترین نرم‌افزارهای جی کد سازگارند، تجربه‌ای دقیق و کارآمد را برای شما فراهم می‌آورد. همچنین، مبین تک با ارائه مقالات آموزشی و نکات ایمنی در کار با دستگاه‌های CNC، به شما در افزایش مهارت و دانش کمک می‌کند.

برای آموزش G-code و برنامه‌نویسی CNC می‌توانید به دوره‌های تخصصی راناسا مکاترونیک مراجعه کنید. و اگر به خدمات پرینت سه‌بعدی با کیفیت بالا نیاز دارید و نمی‌خواهید با پیچیدگی‌های جی کد دست و پنجه نرم کنید، می‌توانید قطعه مورد نظر خود را به متخصصان ماداتکنولوژی بسپارید و آن را آماده و دقیق تحویل بگیرید. همچنین، 3DPE و ثمین 3D نیز خدمات و آموزش‌های جامعی در زمینه پرینت سه‌بعدی و جی کدنویسی ارائه می‌دهند.