Использование G-кода для 3d принтера

Для станков ЧПУ, к которым относиться 3D-принтер, используется язык программирования G-code специально разработанный компанией Electronic Industries Alliance еще в начале 1960-х годов для станков того времени, таких как фрезерные станки. И хотя 3D-печать относится к современным технологиям быстрого прототипирования, эти команды по прежнему примяются. Если сравнивать с другими языками программирования, G-код для 3d принтера отличается своей последовательной структурой, и в нем отсутствуют функции и циклы и логические команды. Для всех существующих станков используется  G-код ЧПУ, с отличием в наборе уникальных команд для того или иного оборудования.

Основные команды G-кода

Все главные команды имеют начальную букву G, к примеру:

1. Задается скорость, с которой перемещаются функционирующие органы оборудования.
2. Выполняются типичные команды, к примеру, запускаются нагреватели и вентиляторы.
3. С помощью G команды можно управлять системой координат и параметрами (относительное исчисление или абсолютное).

Каждая из строк G-кода для 3d принтера несет определенную команду и параметры характеризующую конкретное действие оборудования.
X / Y / Z = оси координат. Они указывают на то, что экструдер должен двигаться по любой из осей X, Y или Z.
F = Скорость движения. Он используется для обозначения скорости, с которой должен двигаться экструдер 3D-принтера.
E = Экструзия нити. Он используется для обозначения количества нити, которое необходимо пропустить через сопло экструдера.
S = Температура экструдера или скорость охлаждающего вентилятора. При использовании с командами G он используется для указания температуры (в градусах Цельсия), которой должен достичь экструдер. Он также используется для регулировки скорости вентилятора, охлаждающего печатаемый объект, при использовании с командами M.
T = указать экструдер. Когда у нас более 1 экструдера, мы можем указать, какой экструдер будет использоваться в каждой конкретной команде.

Полезно почитать: 3d принтер своими руками

Принципы кодировки команд G-code для 3D-печати

Ранее, программирование станков осуществлялось вручную, сейчас же существует огромный выбор программ, которые преобразовывают в код управления загруженный 3D-объект.
К 3D принтерам применяют программы, которые имеют название слейсеры. Simplify3D, Cura эти слейсеры и другие подобные выполняют функцию автоматизации процесса написания кода управления, полученный код используется для получения заданной цели.
Если корректировка ручная, то она корректирует всего один или два параметра или же ищет лишнюю команду.
Сейчас абсолютно нет необходимости пользователю писать множество строк кода, все делается гораздо проще, в слайсере генерируется код и при необходимости вносятся незначительные правки.

На какие принтеры устанавливается G-код

Достаточно большое количество известных принтеров функционируют на G-code. Код генерируется практически во всех известных слайсерах, это Slic3er, Chitubox Simplify3D, CreatWare, Cura и легко поддается редактированию с использованием обычного блокнота или Chitubox. Работа аппаратов Anet A8, 3D-принтеров с двумя экструдерами Hercules Strong DUO и профессиональных 3D-принтеров Wanhao Duplicator 6 Plus может перенастраиваться, чтобы достигнуть оптимального результата.
Возможны случаи работы оборудования на зашифрованном G-code. Примером является Zortrax и их Слайсер Z-suite, где происходит генерация файла в расширении Z-code.

Может быть интересно: 3д сканер

Когда необходимо использование G-кода

Слайсеры в абсолютном своем большинстве выдают корректный G-код, он в процессе печати обеспечивает великолепный результат, но также есть вероятность, что ручная правка G-код имеет преобладание перед слайсером в следующих случаях:

• Когда невозможно разобраться в настройке слайсера выдающего ошибку. Это точечная правка файла подготовленного для печати сложной и большой модели.
• Необходимость изменить температуру экструдера в определенное время печати, если производятся деликатные или определенно важные области ожидаемой модели. Эта специальная настройка используется при отсутствии этого функционала слайсером.
• При возникновении сложностей на этапе печати сложной большой детали, добавляется специальная команда, к примеру, включить или выключить обдув. Подобное действие решит проблему.

Самые распространенные команды G-code

Вы можете создать несколько строк кода, комбинируя различные инструкции, составляющие язык. Каждая строка кода представляет собой инструкцию, которую должен выполнить 3D-принтер. Например, G1 X10 F3600. Эта строка кода указывает принтеру переместить экструдер в положение X = 10 мм от станины со скоростью 3600 мм / мин.

Мы также можем создать много строк кода, каждая из которых будет указывать на разные инструкции для принтера. Например:

1. G1 X0 Y0 F2400. Переместить экструдер — положение X = 0 и Y = 0 станины со скоростью 2400 мм / мин.
2. G1 Z10 F1200. Переместить ось Z — положение Z = 10 мм со скоростью 1200 мм / мин.
3. G1 X30 E10 F1800. Пропустить 10 мм через сопло, перемещая экструдер — положение X = 30 мм.

Эти 3 строки кода дают задачу 3D-машине двигаться в положениях, указанных в командах, и с указанной скоростью.
Каждая строка кода состоит из различных комбинаций букв и цифр. Каждая комбинация сообщает принтеру что-то особенное.

Цифры указывают значение выполняемой G-code команды 3d принтера. Для обозначений G и M числа изменяют тип команды. Давайте посмотрим на некоторые случаи, примеры G-кода для mach3:

• Число 3600 указывает значение скорости, с которой должен двигаться рычаг 3D-принтера. В данном случае это 3600 мм / мин.
• X15, Y10. В этом случае 15 указывает миллиметры, на которые экструдер должен перемещаться по оси X, а 10 означает, что он должен перемещаться на 10 мм по оси Y.
• В этом случае принтер должен поднять экструдер на 10 мм по оси Z.
• Как и в случае с командой G, число 104 в команде M не представляет геометрическое значение, а используется для обозначения функции, которую необходимо выполнить. M104 — это машинная команда, используемая для запуска нагрева экструдера.
• Команды E, F, X, Y или Z вместе с номерами их значений служат аргументами для команд G и M. Например: G1 E10 F800. G1 — это команда G, определяющая линейное движение. E10 и F800 — это аргументы команды, определяющие проталкивание нити на 10 мм через сопло со скоростью 800 мм / мин соответственно.
• G2 начинает движение экструдера по часовой стрелке до определенного положения. В качестве аргумента задаются координаты конечного местоположения экструдера и его оси вращения с параметрами.
• Параметр I указывает, насколько ось X перемещается от своего текущего положения.
• Параметр J устанавливает, насколько ось Y перемещается от своего текущего положения. Например: G2 X15 Y5 I0 J-12. Экструдер должен совершить круговое движение по часовой стрелке. У вас будет центральная ось, перемещающаяся на 0 мм по оси X и -12 мм по оси Y. Движение заканчивается, когда экструдер достигает положений X = 15 мм и Y = 5 мм.
• Команда G3 использует те же параметры, но указывает, что круговое движение должно выполняться против часовой стрелки. Например: G3 X-20 Y10 I1 J-15.
  Команды G90 и G91 — режим позиционирования экструдера
  Перед запуском движения экструдера вы должны указать, является ли движение абсолютным или относительным.
• Для абсолютного перемещения экструдер перемещается в определенное место по осям X, Y, Z и E. Команда G90 используется для указания абсолютного перемещения. Пример: G1 X25 F3600 E0.02. Относительное движение означает, что экструдер продвинется на несколько миллиметров по одной из осей от своего текущего положения. Это указывается с помощью команды G91, как показано в следующем примере: G1 X10 Y10 F2400.
• G92 – установить текущую позицию. G92 используется для регулировки текущего значения любой из осей или функций до желаемого значения. Например, вы можете сообщить 3D-принтеру, что нить находится в позиции 0 мм в экструдере, как показано ниже.
• G92 E0 – отрегулируйте положение нити на 0 мм.
  В этом случае аргумент указывает тип требуемой функции или перемещения. Вместо E вы можете использовать координаты X, Y или Z для регулировки положения экструдера.

А теперь рассмотрим самые важные M-команды:

• M104 запускает нагрев экструдера и одновременно позволяет 3D-принтеру выполнять другие действия. Например:
• M109 выполняет нагрев экструдера, но не позволяет выполнять другие действия, пока не будет достигнута запрограммированная температура.
• M106 — отрегулировать скорость вентилятора. Чтобы управлять вентилятором, направленным на печатаемый объект, мы можем использовать команду M106 следующим образом:
• M106 S255. Вентилятор установлен на максимальную скорость.
  В этом случае S указывает скорость вентилятора, а 255 — максимальное значение скорости, где 255 = 100% скорости.
• M112 – аварийная остановка. Когда ситуация выходит из-под контроля, можно использовать команду M112, чтобы немедленно остановить процесс печати. При подаче этой команды двигатели и нагреватели охлаждаются.

Полезно почитать: 3D-принтер FDM

Итоги

Сегодня компьютерное оборудование и 3D принтеры становятся все доступнее и дешевле, а его пользователи с легкостью справляются с их освоением. Зная, что такое G-Code, функция пользователя в большинстве случаев будет заключаться только в передаче его на принтер для выполнения задания и иногда вносить изменения вручную, чтобы добавить определенные задачи.
Эксперименты в настройках слайсеров и ручное редактирование команд поможет пользователю с легкостью воплотить свои задумки.

Полезное видео

Основы G-Code для начинающих: