جی کد چیست؟

اگر تا به حال با پرینترهای سه‌بعدی، دستگاه‌های برش لیزری یا ماشین‌های CNC کار کرده باشید، حتماً نام جی کد (G code) به گوشتان خورده است. اما جی کد چیست و چرا در دنیای تولید دیجیتال اهمیت دارد؟ به زبان ساده، G-code زبانی است که به دستگاه‌های کنترل عددی کامپیوتری (CNC) و پرینترهای سه بعدی، می‌گوید که چگونه حرکت کنند، کجا متوقف شوند و با چه سرعتی عملیات را انجام دهند. این کدها مانند یک دستورالعمل دقیق، طرح‌های دیجیتالی را به حرکات فیزیکی تبدیل کرده و امکان تولید قطعات با دقت بالا را فراهم می‌کنند.

در این مقاله، به پاسخ سوال ” جی کد چیست ” و بررسی اصول اولیه جی کد G-code پرداخته و نقش آن را در فرآیندهای مختلفی مانند پرینت سه‌بعدی (FDM و رزینی) و ماشین کاری CNC تحلیل خواهیم کرد. همچنین، نکاتی کاربردی مانند نحوه ویرایش دستی فایل‌های G-code، تفاوت آن‌ها بین دستگاه‌های مختلف و چگونگی تنظیم جی کد برای فریمورهای گوناگون را بررسی می‌کنیم.

جی کد چیست؟

جی کد (G-code) مخفف “Geometric Code” یا “کد هندسی” است و به‌عنوان یک زبان برنامه‌نویسی استاندارد برای کنترل ماشین‌های CNC شناخته می‌شود. این زبان، نقش پل ارتباطی بین طراحی دیجیتال و تولید فیزیکی را ایفا می‌کند و به ماشین‌های CNC، پرینترهای سه‌بعدی، دستگاه‌های لیزر و فرزهای صنعتی می‌گوید که چگونه و با چه مشخصاتی عملیات خود را انجام دهند. هر ماشین CNC ممکن است یک نوع متفاوت از G-code داشته باشد، بنابراین جی کدها بسته به نوع، برند و مدل ماشین متفاوت خواهند بود. این کدها معمولاً در دفترچه راهنمای هر دستگاه به طور خاص توضیح داده شده است.

اما چرا برای دستگاه‌های CNC به یک زبان برنامه‌نویسی نیاز داریم؟ تصور کنید می‌خواهید با یک دستگاه فرز CNC، یک مکعب چوبی را برش دهید. اگر فقط یک قطعه باشد، شاید کنترل دستی دستگاه کار سختی نباشد. اما حالا فرض کنید باید ۵۰ مکعب یا یک طراحی پیچیده‌تر را بسازید! در اینجا، جی کد به کمک شما می‌آید. با استفاده از مجموعه‌ای از فرمان‌های خودکار که در فایل G-code نوشته شده‌اند، می‌توان عملیات را به‌صورت دقیق و بدون نیاز به دخالت دستی اجرا کرد. این همان چیزی است که جی کد را به یک عنصر حیاتی در تولید مدرن (از ماشین‌های CNC گرفته تا پرینترهای سه‌بعدی) تبدیل می‌کند.

تاریخچه و نقش جی کد (G-code) در صنعت

جی کد در دهه ۱۹۵۰ میلادی، هم‌زمان با انقلاب صنعتی دیجیتال توسعه یافت و به سرعت به استانداردی برای کنترل ابزارهای ساخت تبدیل شد. ابتدا برای دستگاه‌های تراش و فرز استفاده می‌شد، اما به مرور زمان راه خود را به پرینترهای سه‌بعدی، دستگاه‌های لیزر، و دیگر تجهیزات ساخت دیجیتال باز کرد.

 G-code چگونه کار میکند؟ بررسی نحوه عملکرد جی کد

G-code به دستگاه‌ها می‌گوید که کدام ابزار را در هر لحظه انتخاب کنند و به طور کلی همه چیز را کنترل می‌کند تا زمانی که ماشین CNC یا پرینتر سه‌بعدی کار خود را تمام کند. در ادامه چند نمونه از دستورات G-code برایتان آورده شده است:

• G21: این دستور واحد اندازه‌گیری را به واحد متریک (میلی‌متر) تنظیم می‌کند.
• G0 X34: ابزار با حداکثر سرعت ممکن به اندازه 34 میلی‌متر در امتداد محور X از موقعیت قبلی خود حرکت می‌کند.
• G1 X34 F150: ابزار دوباره به اندازه 34 میلی‌متر در امتداد محور X حرکت می‌کند، اما این بار با سرعت خاصی که در این مورد 150 میلی‌متر بر ثانیه است.

بسیاری از دستورات G-code مطلق هستند، به این معنا که کامپیوتر آن‌ها را حفظ می‌کند تا زمانی که با یک دستور مشابه دیگر جایگزین شوند. زیبایی G-code در این است که به دستگاه اجازه می‌دهد بدون نیاز به نظارت مداوم شروع به کار کند. برخی از ماشین‌آلات CNC که از این کد استفاده می‌کنند عبارتند از: فرزهای سه‌محوره، مراکز ماشینکاری چهار یا پنج‌محوره، دستگاه‌های تراش، جیک‌بورها و دریل‌ها، و دستگاه‌های برش با تخلیه الکتریکی یا دیگر تجهیزات برش سیم. علاوه بر اینها جی کد ها در پرینترهای سه بعدی نیز اهمیت بسزایی دارند.

برای اینکه G-code کار کند، از یک سیستم مختصات استفاده می‌شود (گاهی شبیه به یک شبکه و گاهی دایره‌ای) تا برنامه‌نویسان بتوانند اقدامات لازم را به دستگاه بدهند. کنترلر در ماشین سپس آن اطلاعات را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند تا اجزای مختلف تجهیزات را کنترل کند. به طور فنی، ماشین خود را کنترل می‌کند، اما کد به آن دقیقاً می‌گوید چه کاری انجام دهد و چه زمانی انجام دهد.

ساختار اصلی جی کد G-code 

دستورات جی کد از مجموعه‌ای از فرمان‌های ساده و خوانا تشکیل شده‌اند که به دستگاه می‌گویند چگونه عمل کند. هر خط از زبان برنامه‌نویسی G-code می‌تواند شامل چندین دستور باشد که به آن بلوک G-code گفته می‌شود. هر دستگاه دستورات را به ترتیب خاصی از چپ به راست و بالا به پایین می‌خواند و اجرا می‌کند.

 برای مثال، G00 سریع‌ترین حرکت ماشین را برای رسیدن به یک موقعیت مشخص انجام می‌دهد، در حالی که G01 حرکت خطی با سرعت مشخص را تعریف می‌کند. 

G-code  در حقیقت ترکیبی از حروف الفبا و اعداد است. این اعداد ممکن است شامل چندین رقم باشند و فاصله‌گذاری بین حرف و عدد بستگی به دستگاه CNC خاص دارد.

برخی از دستورات رایج G-code عبارتند از: «G00»، «F10»، «M03» و غیره. دستورات G-code لزوماً همیشه با حرف «G» شروع نمی‌شوند، اما معمولاً حرف «G» در بیشتر دستورات G-code مشاهده می‌شود.

برخی از حروف متداولی که در دستورات G-code استفاده می‌شوند، به شرح زیر هستند:

• G: حرکت‌های عمومی ماشین
• F: نرخ تغذیه
• T: تعویض ابزار
• S: سرعت اسپیندل
• X، Y، Z: سه محور خطی در سیستم مختصات دکارتی
• A، B، C: محورهای چرخشی اطراف X، Y و Z

این ساختار به دستگاه کمک می‌کند تا دستوراتی را که برای انجام عملیات‌های مختلف ماشین‌کاری یا چاپ سه‌بعدی لازم است، به‌طور دقیق و هماهنگ اجرا کند.

انواع دستورات G-code

یک دستور G-code معمولاً شامل موارد زیر است:

• کد فرمان (مانند G01 یا M104)
• پارامترها که مختصات یا تنظیمات خاصی را مشخص می‌کنند (مثلاً X10 Y20 Z5 برای موقعیت یا F1500 برای سرعت حرکت)

در G-code دو دسته فرمان اصلی وجود دارد:

1. دستورات G (مانند G28)، که حرکت دستگاه را کنترل می‌کنند.
2. دستورات M (مانند M104)، که عملکردهای غیرحرکتی مثل تنظیم دما یا تغییر ابزار را مدیریت می‌کنند.

تفاوت بین G-code و M-code

در حالی که G-code بیشتر به حرکت‌های مکانیکی دستگاه، سرعت و ابزار مربوط می‌شود، M-code بیشتر به عملکردهای جانبی دستگاه مانند جریان خنک‌کننده، شروع و توقف برنامه، انتخاب چرخ دنده‌ها و غیره مربوط است.

جی کد یا G-code چگونه ساخته می‌شود؟

اگر نگرانی دارید که برای چاپ یا ماشین کاری یک مدل باید تمام دستورات G-code را یاد بگیرید، لازم نیست نگران باشید.

جی‌کد(G-code) برای چاپ‌های FDM و رزینی توسط نرم‌افزارهای مخصوص به نام «نرم‌افزار اسلایسر» (slicer software) تولید می‌شود. در این نرم‌افزارها شما مدل خود را وارد می‌کنید، تنظیمات چاپ را مشخص می‌کنید و سپس نرم‌افزار به‌طور خودکار آن را به جی‌کد تبدیل می‌کند تا پرینتر بتواند مدل را چاپ کند. به این فرآیند برش یا slicing گفته میشود.

برای چاپ‌های FDM، نرم‌افزارهای اسلایسر معروفی مثل Cura و PrusaSlicer وجود دارند که رایگان هستند و از بیشتر پرینترهای موجود پشتیبانی می‌کنند. برای چاپ رزینی، نرم‌افزارهایی مثل Chitubox و Lychee Slicer استفاده می‌شوند که شما میتوانید با توجه به دانش و مهارت خود یکی از بهترین نرم افزارهای اسلایسر موجود را برای کار خود انتخاب کنید. همانطور که اشاره شد، در چاپ سه بعدی FDM تنظیمات زیادی هست که باید به آن‌ها توجه کنید. چاپ سه‌ بعدی رزینی تنظیمات کمتری دارد، ولی همچنان گزینه‌های زیادی برای بررسی وجود دارد.

برای دستگاه‌های فرز CNC، نرم‌افزارهای ماشین‌کاری به کمک کامپیوتر (CAM) می‌توانند G-code مناسب را از طراحی شما آماده کنند. Autodesk Fusion شامل قابلیت‌های CAD و CAM است که آن را به گزینه‌ای عالی برای پروژه‌های CNC تبدیل می‌کند. همانطور که انتظار می‌رود، گزینه‌های دیگری نیز وجود دارد که بسیاری از آن‌ها رایگان هستند و می‌توان آن‌ها را بررسی کرد.

چه G-code را برای دستگاه‌های CNC آماده کنید و چه برای پرینترهای سه‌بعدی، این فرایند معمولاً به طور خودکار توسط نرم‌افزارهای مذکور انجام می‌شود. با این حال، یادگیری ویرایش دستی G-code می‌تواند یک مهارت ارزشمند باشد. بیایید نگاهی دقیق‌تر به این موضوع بیندازیم.

ویرایش جی‌کد به صورت دستی

همانطور که گفته شد، ویرایش جی‌کد می‌تواند یک مهارت مفید باشد. این کار به شما این امکان را می‌دهد که عملیات چاپ یا ماشین‌کاری را فراتر از آنچه که نرم‌افزار برش یا CAM به شما اجازه می‌دهد، شخصی‌سازی کنید. علاوه بر این، می‌توانید تنظیمات را به‌طور لحظه‌ای تغییر دهید یا هر گونه مشکلی را برطرف کنید.

ویرایش جی‌کد معمولاً کار سختی نیست. اغلب، هر ویرایشگر متنی که از فرمت متنی ساده پشتیبانی کند، برای باز کردن فایل‌های .gcode مناسب است. می‌توانید از Notepad++، Visual Studio Code یا هر ویرایشگر دیگری که دوست دارید استفاده کنید. با این حال، اگر قصد دارید تغییرات پیچیده‌تری ایجاد کنید، بهتر است از ویرایشگرهای مخصوص جی‌کد مانند Repetier-Host یا PrusaSlicer استفاده کنید. این نرم‌افزارها ویژگی‌های مفیدی مانند برجسته‌سازی دستورات و تشخیص خودکار خطا دارند، که به شما کمک می‌کنند تغییرات پیچیده را با امنیت و سهولت انجام دهید.

بعد از اعمال تغییرات، بهتر است جی‌کد را از طریق یک visualizer بررسی کنید تا مطمئن شوید که هیچ اشتباهی وجود ندارد. به عنوان مثال، یک اشتباه ساده مانند فراموش کردن یک عدد در دستورات حرکت سر ابزار می‌تواند باعث برخورد دستگاه با چیزی شود و خسارت‌های گران‌قیمتی به همراه داشته باشد. بیشتر نرم‌افزارهای برش و CAM امروزه یک G-code viewer داخلی دارند. اگر بخواهید از یک نظاره‌گر جداگانه استفاده کنید، نظاره‌گر جی‌کد OctoPrint یا Repetier-Host می‌تواند مفید باشد.

چگونه دستورات G-code را بخوانیم؟

خواندن دستورات G-code پس از کمی تمرین نسبتاً ساده است. در ادامه چند مرحله برای کمک به شما در شناسایی عملکرد یک دستور G-code آورده شده است، به کمک مراحل زیر میتوانید به راحتی دستورات یک فایل G-code را بخوانید.

نحوه خواندن جی کد G-code

1. ابتدا بر روی حرف الفبایی دستور تمرکز کنید.
   
2. حروفی مانند «G» و «M» به عملیات‌های ماشین مربوط هستند. عددی که در کنار این حروف می‌آید، مربوط به حرکت نیست، بلکه نشان‌دهنده این است که کدام فرآیند یا عملکرد ماشین تحت تاثیر قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، «G00» باعث موقعیت‌یابی سریع ابزار ماشین می‌شود. «G81» به ماشین می‌گوید که از چرخه حفاری ساده استفاده کند.
   
3. حروفی مانند «X»، «Y» و «Z» موقعیت در سیستم مختصات را نشان می‌دهند. عدد کنار این حروف نمایانگر هیچ کدی نیست، بلکه مکان دقیق در هر یک از محور‌ها را مشخص می‌کند. به عنوان مثال، «X1» به ماشین ابزار می‌گوید که یک واحد در محور X حرکت کند.
   
4. حروفی مانند «A»، «B» و «C» موقعیت زاویه‌ای مشابه با «X»، «Y» و «Z» را نشان می‌دهند. اعداد کنار این حروف هیچ عملیاتی را نشان نمی‌دهند، بلکه مقدار چرخش زاویه‌ای در جهت خاصی را بیان می‌کنند.
   
5. حروفی مانند «F» و «S» مربوط به نرخ تغذیه و سرعت اسپیندل هستند. اعداد کنار این حروف مربوط به سرعت مقادیر مربوطه هستند. به عنوان مثال، «F200» به ماشین می‌گوید که نرخ تغذیه را 200 واحد قرار دهد. واحد‌های خاصی که استفاده می‌شوند، با کدهای G93-95 انتخاب می‌شوند.
   
6. می‌توان کامنت‌ها را با استفاده از علامت سمی‌کالن(semicolon) یا همان علامت (;) در انتهای یک خط به G-code اضافه کرد. هر چیزی که بعد از سمی‌کولن در یک خط نوشته شود، بر عملیات دستگاه CNC تاثیر نخواهد گذاشت.

بنابراین، دستوری مانند «G01 X10 F100» به ماشین ابزار می‌گوید که در مختصات X = 10 با نرخ تغذیه 100 واحد حرکت کند.

مروری سریع بر نحوه استفاده از جی کد در فناوری‌های مختلف 

جی کد در دستگاه‌های مختلفی مانند پرینترهای سه‌بعدی، دستگاه‌های CNC و ماشین‌های لیزر استفاده می‌شود، اما کاربرد آن در هر فناوری متفاوت است. بسته به نوع دستگاه، ساختار و دستورات G-code می‌توانند تغییر کنند تا متناسب با نیازهای آن فرایند خاص باشند.

• پرینت سه‌بعدی FDM: ساخت لایه به لایه

یکی از رایج‌ترین فناوری‌های چاپ سه‌بعدی، مدل‌سازی رسوبی ذوب‌شونده (FDM) است. در این روش، فیلامنت پلاستیکی ذوب شده و از طریق یک نازل روی بستر چاپ لایه به لایه اکسترود می‌شود تا مدل نهایی شکل بگیرد. پرینترهای سه‌بعدی FDM از جی کد اختصاصی برای هر دستگاه و مدل استفاده می‌کنند، زیرا عواملی مانند اندازه پرینتر، نوع حرکت محورها، و سیستم حرکتی می‌توانند بین دستگاه‌های مختلف متفاوت باشند.

• فرزکاری CNC: برش دقیق از ماده خام

بر خلاف پرینت سه‌بعدی، ماشین کاری CNC یک فرایند تولید کاهشی (Subtractive Manufacturing) است که در آن ماده‌ای از یک قطعه خام حذف می‌شود. در این روش، جی کد نه برای افزودن لایه‌ها، بلکه برای حرکت ابزار برش و تنظیم سرعت و عمق برش استفاده می‌شود. این نوع جی کد معمولاً شامل مسیرهای حرکتی پیچیده و محاسبات دقیق برای بهینه‌سازی فرایند برش است.

• پرینت سه‌بعدی رزینی (SLA و DLP): پخت لایه به لایه با نور

چاپ سه‌بعدی رزینی از فناوری‌هایی مانند استریولیتوگرافی (SLA) و پردازش نور دیجیتال (DLP) استفاده می‌کند. برخلاف FDM که از نازل برای اکسترود فیلامنت استفاده می‌کند، پرینترهای رزینی از یک رزین حساس به نور بهره می‌برند که با نور UV در هر لایه سخت می‌شود. در این فرایند، جی کد بیشتر روی حرکات محور Z و تنظیمات نوردهی متمرکز است، زیرا نیازی به کنترل یک نازل اکسترودکننده مانند پرینترهای FDM وجود ندارد.

با اینکه جی کد در تمامی این فناوری‌ها کاربرد دارد، اما تفاوت‌های مهمی در دستورات و نحوه اجرای آن در هر دستگاه وجود دارد. در ادامه، این تفاوت‌ها را دقیق‌تر بررسی خواهیم کرد.

نحوه استفاده از G-code در پرینت سه‌بعدی FDM

در پرینت سه‌ بعدی FDM، جی کد وظیفه‌ی کنترل حرکت هد پرینتر و تنظیمات دقیق اکستروژن فیلامنت را بر عهده دارد. این کد شامل مجموعه‌ای از دستورات است که پرینتر را برای ساخت مدل هدایت می‌کنند. برخی از رایج‌ترین دستورات شامل موارد زیر هستند:

۱. 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.

۲. کنترل اکستروژن فیلامنت

در G-code، 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) نیز از دستور زیر استفاده میشود:

G01 E-1 F1800

این دستور 1 mm فیلامنت را با سرعت 1800 mm/min به داخل می‌کشد تا از نشت مواد جلوگیری شود.

۳. تنظیمات دما

M104 و M140 برای تنظیم دمای نازل و صفحه‌ی گرم‌کننده (Heated Bed) استفاده می‌شوند.

مثال:

M104 S200 ➝ تنظیم دمای نازل روی 200°C
M140 S60 ➝ تنظیم دمای صفحه گرم‌کننده روی 60°C

۴. کنترل فن خنک‌کننده

دستور 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 (S128 از حداکثر S255) تنظیم می‌کند.
M107 ➝ خاموش کردن فن

از آنجا که پرینترهای FDM مواد را به‌صورت لایه‌ای اضافه می‌کنند، G-code آن‌ها منحصراً برای روش‌های ساخت افزایشی طراحی شده است و شامل پارامترهایی برای مدیریت سرعت چاپ، تنظیمات جمع شدن فیلامنت، و اکشن‌های خاص مانند توقف چاپ (M0) یا تغییر فیلامنت (M600) است. در ادامه، تفاوت‌های جی کد در فناوری‌های دیگر را بررسی خواهیم کرد.

نحوه استفاده از G-code در ماشین کاری CNC

در فرزکاری CNC، همان‌طور که گفته شد، این روش یک روش ساخت کاهشی است و حرکات ابزار برای حذف مواد از قطعه کار انجام می‌شود. دستورات G-code در این فرآیند شامل موارد زیر هستند:

کنترل مسیر ابزار
دستورات G17، G18 و G19 برای انتخاب صفحه کاری استفاده می‌شوند.

• G17 → تنظیم صفحه کاری روی XY
• G18 → تنظیم صفحه کاری روی XZ
• G19 → تنظیم صفحه کاری روی YZ

این تنظیمات جهت‌گیری ابزار برش را برای پردازش دقیق قطعه مشخص می‌کنند.

تنظیم سرعت برش و عمق براده‌برداری

در ماشین کاری CNC، پارامتر F نرخ پیشروی (Feed Rate) و پارامتر S سرعت چرخش اسپیندل (Spindle Speed) را تعیین می‌کنند. به عنوان مثال، دستور F1000 نرخ پیشروی را روی ۱۰۰۰ میلی‌متر بر دقیقه تنظیم می‌کند و S1200 سرعت اسپیندل را روی ۱۲۰۰ دور بر دقیقه قرار می‌دهد. این مقادیر برای کنترل سرعت و عمق برش اهمیت دارند.

عملیات پیشرفته

دستورات G02 و G03 برای کنترل برش‌های منحنی استفاده می‌شوند. G02 حرکت دایره‌ای در جهت عقربه‌های ساعت را مشخص می‌کند، در حالی که G03 مسیر منحنی را در خلاف جهت عقربه‌های ساعت تعیین می‌کند.

علاوه بر این، دستورات G41 و G42 برای جبران قطر ابزار به کار می‌روند. G41 مسیر ابزار را در سمت چپ مسیر برش جبران می‌کند و G42 جبران ابزار را در سمت راست انجام می‌دهد. این تنظیمات امکان دقت بیشتر در براده‌برداری و تنظیم موقعیت ابزار را متناسب با اندازه واقعی آن فراهم می‌کنند.

نحوه استفاده از G-code در پرینت سه‌ بعدی رزینی

پیش‌تر با ساختار کلی G-code در پرینت سه‌بعدی FDM آشنا شدیم. در پرینترهای رزینی، این کدها به‌طور متفاوتی به کار می‌روند و بیشتر بر حرکت در محور Z و کنترل فرآیند پخت (Curing) تمرکز دارند.

حرکت در محور Z

در پرینترهای رزینی، پلتفرم ساخت تنها در محور Z بین لایه‌ها حرکت می‌کند. این باعث می‌شود که ساختار G-code در مقایسه با FDM ساده‌تر باشد، زیرا نیازی به کنترل محورها X و Y وجود ندارد.

مثال:

G1 Z1.2 F150  

این دستور پلتفرم را به موقعیت Z=1.2 میلی‌متر با سرعت ۱۵۰ میلی‌متر بر دقیقه منتقل می‌کند.

تنظیمات پخت لایه‌ها

دستورات مرتبط با تنظیم زمان تابش نور UV مشخص می‌کنند که هر لایه از رزین چه مدت در معرض نور قرار بگیرد. معمولاً تنظیمات متفاوتی برای لایه‌های ابتدایی و سایر لایه‌ها استفاده می‌شود.

مثال:

M106 S255 P10  

این دستور نور UV را برای ۱۰ ثانیه روشن می‌کند.

عملیات جدا‌سازی و جابه‌جایی پلتفرم

برای جلوگیری از چسبیدن بیش از حد لایه‌ها و کاهش مکش، برخی پرینترهای رزینی از دستورات خاصی برای بلند کردن پلتفرم بین لایه‌ها استفاده می‌کنند.

مثال:

G1 Z1.5 F100  

این دستور پلتفرم را کمی بلند کرده و به موقعیت Z=1.5 میلی‌متر با سرعت ۱۰۰ میلی‌متر بر دقیقه می‌برد تا لایه از مخزن رزین جدا شود.

در مقایسه با پرینت سه‌بعدی FDM، جی کد ( G-code) در پرینترهای رزینی ساده‌تر است، زیرا نیازی به تنظیم دما، اکستروژن فیلامنت یا حرکات پیچیده در سه محور ندارد. در عوض، دستورات بیشتر بر کنترل موقعیت محور Z و زمان‌بندی نوردهی متمرکز هستند.

چرا هر فایل جی‌کد منحصر به فرد است؟

هر فایل جی‌کد( G-code) به دلیل تنظیمات خاص دستگاه، ماده و شرایطی که برای آن ساخته شده، منحصر به فرد است. حتی اگر دو فایل جی‌کد شبیه به هم به نظر برسند، تفاوت‌های موجود در آنها می‌تواند تأثیر زیادی بر عملکرد دستگاه و کیفیت چاپ داشته باشد. اگر سعی کنید این فایل را روی دستگاهی متفاوت از آن دستگاهی که فایل برای آن ساخته شده است اجرا کنید، حداقل ممکن است باعث ایجاد مشکل در ساخت شود؛ در بدترین حالت، می‌تواند به دستگاه یا سر ابزار آسیب برساند و نیاز به تعمیرات طولانی و پرهزینه داشته باشد.

برای مثال، در ادامه به تفاوت‌های رایج در فایل‌های جی‌کدی که برای پرینترهای FDM مختلف ساخته شده‌اند اشاره می‌کنیم:

• پارامترهای خاص دستگاه: این پارامترها معمولاً شامل تنظیمات منحصر به فرد مانند اندازه صفحه ساخت، محدودیت‌های محور و آفست‌های پرینتر هستند که از مدلی به مدل دیگر متفاوت است.
• تفاوت‌های نرم‌افزاری: نرم‌افزارهای مختلف (مثلاً Marlin، Klipper، GRBL) دستورات مختلف جی‌کد را به شیوه‌های متفاوتی تفسیر و پشتیبانی می‌کنند (یا اصلاً پشتیبانی نمی‌کنند)، که این مسئله بر سازگاری فایل با دستگاه تأثیر می‌گذارد.
• تنظیمات مرتبط با خواص ماده: فایل‌های جی‌کد شامل تنظیمات دما و سرعت مخصوص به ماده‌ای هستند که استفاده می‌شود (مثلاً PLA در مقابل ABS) در صورتی که ماده متفاوتی استفاده شود، ممکن است به دلیل تنظیمات نادرست عملکرد مناسبی نداشته باشد یا اصلاً کار نکند.
• ویژگی‌های پرینتر: دستگاه‌هایی که ویژگی‌هایی مانند اکستروژن دوگانه‌ یا تنظیم بستر اتومات دارند، به دستورات خاصی در جی‌کد نیاز دارند.

برای انطباق جی‌کد با دستگاهی دیگر، باید این پارامترها را مطابق با تنظیمات جدید تنظیم کنید، و معمولاً تغییر دستی فایل جی‌کد ارزش این زحمت را ندارد. اگر بخواهید روی دستگاه دیگری پرینت بگیرید، راحت‌تر است که جی‌کد را در نرم‌افزار برش دوباره ایجاد کنید و پرینتر 3D صحیح را انتخاب کنید یا مدل را از ابتدا برش دهید.

انواع مختلف جی‌کد (برای پرینترهای FDM)

همانطور که گفته شد، حتی برای پرینترهای سه‌بعدی FDM، هیچ فایل جی‌کد واحدی وجود ندارد که روی تمام دستگاه‌ها کار کند (صرف‌نظر از اندازه و نوع ماده استفاده شده). هر دستگاه با یک نرم‌افزار مخصوص به خود ( Firmware/ فریمور) کار می‌کند که قابل تغییر است. Firmware دستورهای جی‌کد را برای دستگاه ترجمه کرده و آن‌ها را اجرا می‌کند. انواع مختلف فریمور نیاز به “نسخه‌های” متفاوتی از جی‌کد دارند که به طور خاص برای ویژگی‌های هر فریمور طراحی شده‌اند.

در ادامه به سه گزینه رایج فریمور می‌پردازیم.

• مارلین یکی از پرکاربردترین فریمورهای مورد استفاده در پرینترهای سه‌بعدی مصرفی است و از دستورات زیادی برای اکستروژن، کنترل دما و حرکت پشتیبانی می‌کند. برای مثال، دستوراتی مانند M600 برای تغییر فیلامنت و G92 برای تنظیم موقعیت. مارلین به دلیل انعطاف‌پذیری و پشتیبانی گسترده جامعه شناخته شده است.
• کلیپر فریموری مدرن است که عملکرد دستگاه را با انتقال محاسبات پیچیده به یک کامپیوتر (مثل Raspberry Pi) به جای اتکا به برد کنترلر پرینتر سه‌بعدی بهبود می‌بخشد. این فریمور از ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند فشار پیشرفته و شکل‌دهی ورودی پشتیبانی می‌کند و با دستورات گسترش‌یافته جی‌کد ساختار جی‌کد را تغییر می‌دهد تا کنترل بیشتری روی پرینتر داشته باشد. این فریمور عمدتاً برای چاپ با سرعت بالا طراحی شده است.
• فریمور RepRap که ابتدا برای پروژه پرینتر سه‌بعدی RepRap توسعه داده شد، از دستورات مشابه مارلین پشتیبانی می‌کند و به دلیل سازگاری‌اش در میان افرادی که پرینترهای DIY یا سفارشی می‌سازند محبوب است. با این حال، نسبت به مارلین و کلیپر کمی قدیمی‌تر به حساب می‌آید.

چرا و چگونه نسخه‌های مختلف جی‌کد متفاوت هستند؟

تفاوت‌ها به این دلیل است که هر Firmware برای برآوردن نیازهای خاصی طراحی شده است. برای مثال، مارلین و RepRap برای چاپ سه‌بعدی معمولی بهینه‌سازی شده‌اند، جایی که کاربران علاقه زیادی به شخصی‌سازی پرینترهای خود ندارند و دستورات معمول جی‌کد کافی هستند. اما کلیپر قابلیت‌های بیشتری برای شخصی‌سازی دارد، مانند اجرای ماکروهای پیچیده در فایل‌های جی‌کد و همچنین دستورات گسترش‌یافته جی‌کد برای کنترل جنبه‌های بیشتر پرینتر. به دلیل تفاوت‌های موجود، فایل‌های جی‌کد مارلین، RepRap و کلیپر معمولاً با یکدیگر سازگار نیستند. با این حال، دستورات پایه معمولاً در همه فریمورها مشابه هستند.

تبدیل بین نسخه‌های جی کد

اگر شما فایل جی‌کدی دارید که برای یک پرینتر سه‌بعدی با فریمور کلیپر طراحی شده است، اما می‌خواهید آن را روی دستگاهی که از مارلین استفاده می‌کند اجرا کنید، چندین روش برای انجام این کار وجود دارد:

• دوباره برش دادن فایل: اگر مدل اصلی را دارید، همیشه بهترین کار این است که در نرم‌افزار اسلایسر (slicer) نسخه دلخواه خود را انتخاب کرده و فایل را دوباره برش دهید تا مطمئن شوید مشکلی با جی‌کد نخواهید داشت.
• ویرایش دستی: این شامل باز کردن فایل جی‌کد در یک ویرایشگر متن، شناسایی دستورات جی‌کد خاص فریمور و تغییر یا حذف دستورات پشتیبانی‌نشده است. برای مثال، اگر در فایل جی‌کد دستور ماکروی مربوط به کلیپر وجود دارد، باید جی‌کد مخصوص آن ماکرو را پیدا کرده و به طور جداگانه آن را برای مارلین اضافه کنید. همچنین، دستورات گسترش‌یافته کلیپر باید با دستورات استاندارد جی‌کد مارلین جایگزین شوند.

جمع‌بندی

همانطور که گفتیم جی کد (G-code) به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی پایه‌ای برای دستگاه‌های CNC و پرینترهای سه‌بعدی، نقش حیاتی در فرآیندهای تولید دیجیتال دارد. جی کد به این دستگاه‌ها می‌گوید که چگونه حرکت کنند، کجا متوقف شوند و با چه سرعتی عملیات خود را انجام دهند. این زبان به‌طور کلی باعث افزایش دقت، سرعت و اتوماسیون در تولید می‌شود و از اشتباهات انسانی جلوگیری می‌کند.

همچنین، با توجه به تفاوت‌های موجود در دستگاه‌های مختلف و فریمورهای گوناگون، فهم عمیق‌تر و آشنایی با دستورات مختلف جی کد می‌تواند عملکرد دستگاه‌ها را بهینه‌سازی کرده و به تولید قطعات با دقت بالا کمک کند. در مقاله ” جی کد چیست” سعی کردیم به طور جامع به بررسی نحوه کارکرد جی کد در دستگاه‌های مختلف از جمله پرینترهای سه‌بعدی FDM، رزینی و دستگاه‌های CNC پرداخته و نحوه ویرایش و تنظیم آن‌ها را آموزش داهیم.

بنابراین، اگر قصد دارید از این دستگاه‌ها بهره‌برداری کنید یا در تولید قطعات دقیق و پیچیده مشغول شوید، درک کامل و به‌روز بودن با دستورات و فرایندهای جی کد می‌تواند شما را در این مسیر یاری کند. برای افرادی که در این حوزه فعالیت می‌کنند، آشنایی با ساختار و دستورات مختلف جی کد می‌تواند عملکرد دستگاه‌ها را بهینه کرده و از بروز مشکلات احتمالی در فرآیند تولید جلوگیری کند.

در نهایت، اگر نمی‌خواهید با پیچیدگی‌های جی کد و فرآیندهای تولید دست و پنجه نرم کنید، می‌توانید از خدمات پرینت سه‌ بعدی ما در ماداتکنولوژی استفاده کنید. کافیست ساخت قطعه مورد نظر خود را به ما بسپارید و در کوتاه‌ترین زمان ممکن، آن را به صورت آماده و دقیق تحویل بگیرید. برای جزئیات بیشتر با کارشناسان ما در ارتباط باشید.