Gコード

Gコード
パラダイム	手続き的、命令的
デザイン：	マサチューセッツ工科大学
開発者	米国電子工業会（RS-274）、国際標準化機構（ISO-6983）
初登場	1963年（RS-274）
ファイル名拡張子	.gcode、.mpt、.mpf、.nc など
主な実装
	多数の;主にシーメンスシヌメリク、ファナック、ハース、ハイデンハイン、マザック、オークマ

G コード( RS-274とも呼ばれる) は、最も広く使用されているコンピュータ数値制御(CNC) および3D 印刷プログラミング言語です。主に、コンピュータ支援製造における自動工作機械の制御や、3D プリンタスライサーアプリケーションに使用されます。Gはジオメトリ (形状) の略です。G コードには多くのバリエーションがあります。

G コード命令は、モーターに移動する場所、移動する速度、およびたどる経路を指示するマシンコントローラー(産業用コンピューター) に提供されます。最も一般的な 2 つの状況は、旋盤やフライス盤などの工作機械内で、切削ツールがこれらの命令に従ってツールパスを介して移動し、材料を切削して完成したワークピースのみを残すことと、未完成のワークピースがツールパスを基準として 3 次元の周りの最大 9 つの軸^[1]のいずれかに正確に配置され、そのいずれかまたは両方が互いに対して移動できることです。同じ概念は、成形ツールやバニシングツール、フォトプロッティング、3D 印刷などの付加的な方法、測定機器などの非切削ツールにも適用されます。

歴史

数値制御プログラミング言語の最初の実装は、 1950年代にMITサーボ機構研究所で開発されました。その後の数十年間で、多くの実装が営利・非営利を問わず多数の組織によって開発されました。これらの実装では、Gコードの要素がよく使用されていました。^[2]^[3]米国で使用された最初の標準化されたGコードのバージョンであるRS-274は、1963年に電子工業会（EIA、当時は電子工業会として知られていました）によって発行されました。 ^[4] 1974年に、EIAはRS-273 （位置決めと直線カット用の可変ブロック）とRS-274-B （輪郭作成と輪郭作成/位置決め用の可変ブロック）を統合したRS-274-Cを承認しました。RS-274の最終改訂版は、1979年にRS-274-Dとして承認されました。^[5]^{[6]他の国では、}ISO 6983規格（1982年に確定）がよく使用されていますが、多くのヨーロッパ諸国では他の規格が使用されています。^[7] たとえば、ドイツではDIN 66025が使用されており、ポーランドではPN-73M-55256とPN-93 / M-55251が以前使用されていました。

1970 年代から 1990 年代にかけて、多くの CNC 工作機械メーカーは、Fanuc製の工作機械コントローラを標準化することで互換性の問題を克服しようとしました。Siemensは、特にヨーロッパで CNC 制御のもう 1 つの市場を支配していました。2010 年代には、加工操作は通常、ポストプロセッサ (単に「ポスト」と略されることもあります) と呼ばれるソフトウェアツールを通じて特定のマシンに適切な G コードを出力できる CAD/CAM アプリケーションを使用して開発されるため、コントローラの違いや非互換性はそれほど問題ではなくなりました。

構文

G コードは、ループ、条件演算子、および自然語を含む名前を持つプログラマー宣言変数(またはそれらを使用する式) などの構造を欠いた限定的な言語として始まりました。ロジックをエンコードすることはできませんでしたが、プログラマーが多くの点の位置を手作業で把握する「点をつなぐ」方法に過ぎませんでした。G コードの最新の実装には、高級プログラミング言語にいくぶん近いマクロ言語機能が含まれています。さらに、すべての主要メーカー (Fanuc、Siemens、Heidenhainなど)は、NC プログラムで使用される変数を介して、軸の位置決めデータやツールデータなどのプログラマブルロジックコントローラー(PLC) データへのアクセスを提供しています^[8]。これらの構造により、自動化アプリケーションの開発が容易になります。

拡張とバリエーション

拡張機能やバリエーションは、制御メーカーや工作機械メーカーによって独自に追加されており、特定のコントローラを操作する際には、各メーカーの製品間の違いを認識しておく必要があります。

Gコードの標準化されたバージョンの一つであるBCL（Binary Cutter Language）は、ごく少数のマシンでのみ使用されています。MITで開発されたBCLは、直線と円弧でCNCマシンを制御するために開発されました。^[9]

一部の CNC マシンでは、「会話型」プログラミングが使用されています。これはウィザードのようなプログラミングモードであり、G コードを非表示にするか、G コードの使用を完全にバイパスします。人気のある例としては、Okuma の Advanced One Touch (AOT)、Southwestern Industries の ProtoTRAK、Mazak の Mazatrol、Hurco の Ultimax および Winmax、Haas の Intuitive Programming System (IPS)、および Mori Seiki の CAPS 会話型ソフトウェアなどがあります。

参照

参考文献

^ Karlo Apro (2008). 5軸加工の秘密。Industrial Press Inc. ISBN 0-8311-3375-9。
^ Xu, Xun (2009). 高度なコンピュータ支援設計、製造、数値制御の統合: 原理と実装。情報科学リファレンス。p. 166。ISBN 978-1-59904-716-4– Google ブックス経由。
^ Harik, Ramy; Thorsten Wuest (2019). 先進製造業入門. SAE International. p. 116. ISBN 978-0-7680-9096-3– Google ブックス経由。
^ Evans, John M. Jr. (1976). National Bureau of Standards Information Report (NBSIR) 76-1094 (R): Standards for Computer Aided Manufacturing (PDF) . National Bureau of Standards. p. 43.
^ Schenck, John P. (1998 年 1 月 1 日)。「一般的な CNC プロトコルを理解する」。Wood & Wood Products。103 ( 1)。Vance Publishing: 43 – Gale 経由。
^ EIA 標準 RS-274-D 位置決め、輪郭加工、輪郭加工/位置決め数値制御機械の交換可能な可変ブロックデータ形式、ワシントン DC: 米国電子工業会、1979 年 2 月
^ Stark, J.; V. K. Nguyen (2009)。「STEP 準拠の CNC システム、現在および将来の方向性」。Xu, Xun、Andrew Yeh Ching Nee (編)。STEP に基づく高度な設計と製造。Springer London。p. 216。ISBN 978-1-84882-739-4– Google ブックス経由。
^ 「Fanuc マクロシステム変数」。2014 年 5 月 3 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014 年 6 月 30 日閲覧。
^ Martin., Libicki (1995). 情報技術標準: 共通バイトの探求。バーリントン: Elsevier Science。p. 321。ISBN 978-1-4832-9248-9. OCLC 895436474.

文献

オバーグ、エリック; ジョーンズ、フランクリン D.; ホートン、ホルブルック L.; リフェル、ヘンリー H. (1996)、グリーン、ロバート E.; マコーリー、クリストファー J. (編)、『機械ハンドブック』 (第 25 版)、ニューヨーク:インダストリアルプレス、ISBN 978-0-8311-2575-2、OCLC 473691581。
スミッド、ピーター（2008）、CNCプログラミングハンドブック（第3版）、ニューヨーク：インダストリアルプレス、ISBN 9780831133474、LCCN 2007045901。
スミッド、ピーター（2010）、フライス加工と旋削加工のためのCNC制御セットアップ、ニューヨーク：インダストリアルプレス、ISBN 978-0831133504、LCCN 2010007023。

スミッド、ピーター（2004）、Fanuc CNCカスタムマクロ、インダストリアルプレス、ISBN 978-0-8311-3157-9。

外部リンク

CNC GコードとMコードプログラミング
Kramer, TR; Proctor, FM; Messina, ER (2000 年 8 月 1 日)、「NIST RS274NGC インタープリタ – バージョン 3」、NIST、NISTIR 6556
http://museum.mit.edu/150/86 2016-03-19 にWayback Machineにアーカイブされました。いくつかのリンクがあります (MIT Servo Lab の歴史を含む)
reprap.org のほとんどの 3D プリンターで使用される G コードの完全なリスト
Fanuc および Haas G コードリファレンス
Fanuc と Haas の G コードチュートリアル
Haas ミリングマニュアル
旋盤とフライス加工用の G コード
旋盤とフライス加工用のMコード

[1] Karlo Apro (2008). 5軸加工の秘密。Industrial Press Inc. ISBN 0-8311-3375-9。

[2] Xu, Xun (2009). 高度なコンピュータ支援設計、製造、数値制御の統合: 原理と実装。情報科学リファレンス。p. 166。ISBN 978-1-59904-716-4– Google ブックス経由。

[3] Harik, Ramy; Thorsten Wuest (2019). 先進製造業入門. SAE International. p. 116. ISBN 978-0-7680-9096-3– Google ブックス経由。

[4] Evans, John M. Jr. (1976). National Bureau of Standards Information Report (NBSIR) 76-1094 (R): Standards for Computer Aided Manufacturing (PDF) . National Bureau of Standards. p. 43.

[5] Schenck, John P. (1998 年 1 月 1 日)。「一般的な CNC プロトコルを理解する」。Wood & Wood Products。103 ( 1)。Vance Publishing: 43 – Gale 経由。

[6] EIA 標準 RS-274-D 位置決め、輪郭加工、輪郭加工/位置決め数値制御機械の交換可能な可変ブロックデータ形式、ワシントン DC: 米国電子工業会、1979 年 2 月

[7] Stark, J.; V. K. Nguyen (2009)。「STEP 準拠の CNC システム、現在および将来の方向性」。Xu, Xun、Andrew Yeh Ching Nee (編)。STEP に基づく高度な設計と製造。Springer London。p. 216。ISBN 978-1-84882-739-4– Google ブックス経由。

[8] 「Fanuc マクロシステム変数」。2014 年 5 月 3 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014 年 6 月 30 日閲覧。

[9] Martin., Libicki (1995). 情報技術標準: 共通バイトの探求。バーリントン: Elsevier Science。p. 321。ISBN 978-1-4832-9248-9. OCLC 895436474.