全方位揭秘控制3D打印机打印运动的G代码

dy1993   2017-08-10 16:57:39

关于G代码

G代码代表“几何码”。它的主要功能是指导机器头如何在3个维度上几何移动。不过,它也可以指示机器做非几何的东西。例如,G代码可以命令3D打印机用指定的挤出速度挤压材料或改变其床温。

从专业术语角度,G代码是一种数控编程语言。对于那些知道如何编程的人来说,G代码是一种简单的编程语言。这是最基本的代码,没有先进的结构比如可变因素、条件结构和循环结构。

对于那些不知道如何编程的人来说,我们可以认为是将G代码作为指令的顺序线。每行告诉3D打印机做一个特定的任务。3D打印机一行一行地执行,直到它结束。

G代码的组成结构

大多数的G代码程序包含三个重要部分。第一部分打印过程中初始化打印机。第二部分指示打印机打印模型。第三部分在打印完成后将打印机重置为默认配置。具体如下:

1、初始阶段

在打印开始之前需要执行某些任务。例如,我们需要加热打印床,加热挤出机,清洗喷嘴,将喷嘴移动到起始位置等。这些任务是所有程序的第一部分。

这是一个实际的3D打印任务的前五行的初始化代码:

第一行将坐标设置为绝对坐标。第二行设置挤出机的挤出率为绝对值。第三行打开风扇,但设置速度为0,这基本上意味着风扇关闭。第四行设置床温为100度。第五行是指,在这种情况下,打印机等待床温达到期望值100℃。

在初始化阶段,打印机将不会挤压任何材料,除非它是在清洗喷嘴。这是一个简单的方法来区分初始化阶段停止和实际打印开始。在实际的打印过程中,打印机几乎每一步都在挤出材料。

2、打印阶段

3D打印机逐层打印模型。像simplify3d或Cura这类的切片软件通常将三维模型分成多个水平层,堆叠在彼此的顶部来完成最终的打印。

因此,打印阶段包括在X-Y平面移动(印刷一层),然后在Z方向移动(移动到下一层)随后在X Y平面再移动(打印下一层)。具体如下:

3、重置打印机

最后,当打印结束时,最后的一些G代码行会将打印机重置到默认状态。例如,喷嘴回到原点,加热关闭(无论是热床或是挤出机)和电机禁用。


教你看懂G代码

当屏幕上布满着密密麻麻的G代码时,乍一看还蛮令人头晕目眩的。但当你一行一行细细地去思考时,会发现这些代码还是挺简单的。如:

这一行告诉3D打印机向目的地直线移动,目的地坐标x = 9.2,y=-5.42,和Z = 0.5,进给速度为3000。

那么我们应该如何理解呢?其实G代码的每一行以命令开头。在这个例子中,命令是G1,而命令后面出现的代码段称为参数,这意味着“以受控的方式直线运动”。

每个参数告诉3D打印机如何执行命令。参数以英文字母开头,然后指定一个值。例如,X-9.2意味着终点X坐标- 9.2。F3000.0意味着进给速度(F)是3000。E0.0377意味着挤出率(E)是0.0377。

从字母G开始的命令是几何命令,它们告诉3D打印机头如何移动,但这显然不足以控制3D打印机的所有方面。如果你需要告诉3D打印机关掉电机或提高床温呢?对于这些非几何任务,G代码的实现还定义了一组以字母M开头的命令,它们被贴切地称为M码。命令M140设置床温,命令M190使打印机等待达到目标温度。

你在G代码中遇到的每一个英文字母都有特定的意义。例如,G表示几何命令,M表示非几何命令,x表示x坐标,y表示y坐标,f表示进给速度等。其实在G-M代码中有时候还会掺杂一些其它字母标示参数意义,比如T、S、F、P等,具体意义见下表:

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