数控机床CNC编程⼊门【G-code】
如果你的⼯作或爱好与数控机床（CNC）或 3D 打印机相关，那么了解 G -code是什么以及其⼯作原理对于你就很重要。在此教程中，我们将学习 G -code语⾔的基础知识以及常见的 G-code命令，并且解释这些G-code命令的⼯作原理。
1、什么是 G-code？
G-code是 CNC（计算机数控）机床的编程语⾔。G-code指的是Geometric Code，即⼏何代码。我们使⽤这种语⾔告诉机器做什么或怎么做某事。G-code命令指⽰机器移动位置、移动速度以及要遵循的路径。
对于数控机床⽽⾔，切割⼑具由这些G-code命令驱动，按特定的路径切割材料以获得所需的形状。
类似的，对于 3D 打印机，G-code命令指⽰机器将材料层层沉积，形成精确的⼏何形状。
2、如何阅读 G-code命令？
当你初次看到⼀个G-code⽂件时，可能看起来相当复杂，但它实际上并不难理解。
如果仔细查看代码，可以看到⼤多数代码⾏有相同的结构。看起来 G-code的"复杂"部分主要是数字部分，⽽这些数字就是笛卡尔坐标。让我们来看看其中的⼀⾏代码，并解释它是如何⼯作的。
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G01 X247.951560 Y11.817060 Z-1.000000 F400.000000
该⾏具有以下结构：
G#x##Y#Z## F##
⾸先是G-code命令，在上例中就是G01，意思是"直线移动到特定位置"。
我们声明要移动到的位置的X、Y和 Z坐标。
最后，利⽤F值我们设置进给率，也就是执⾏移动的速度。
总结⼀下，代码G01 X247.951560 Y11.817060 Z-1.000000 F400.000000要求数控机床从当前位置直线移动到坐标 X247.951560、
Y11.817060 和 Z-10000000，速度为 400 mm/min。
注意单位为 mm/min，因为在前⾯的 G-code⽰例中，我们使⽤了将单位设置为毫⽶的命令 G21。如果
想要以英⼨为单位，可以使⽤G20命令代替。
3、常见的G-code命令
现在我们了解了如何阅读⼀⾏ G-code 代码，接下来可以学习最重要或常⽤的 G-code命令。我们将通过⼏个⽰例了解每个G-code命令的⼯作原理，到本教程结束时，我们将能够充分了解 G-code的⼯作原理、阅读⽅式、修改⽅式，并能够编写⾃⼰的 G-code程序。
3.1 G00–快速定位
G00命令以最⼤速度将机器从当前位置移动到指定的坐标。机器将同时移动所有轴，以便同时完成⾏程。结果是直线移动到新的位置点。
G00 是⼀种⾮切割运动，其⽬的是将机器快速移动到所需的位置，开始某种⼯作，如切割或打印。
3.2 G01–线性插值
G01 命令指⽰机器以设定速度直线移动。我们⽤X、Y和Z值指定最终位置，⽤F值指定速度。CNC控制器计算（插值）要经过的中间点的坐标，以获得直线。虽然这些 G-code命令简单、直观并容易理解，但背后是CNC控制器每秒执⾏数千次计算，以便进⾏这些移动。
与仅⽤于定位的 G00 命令不同，G01 命令在机器执⾏主要任务时使⽤。例如机床直线切割材料，或3D打印机
直线挤出材料。
3.3 G02–顺时针环形插值
G02命令要求机器以圆形模式顺时针移动。它与 G01 命令的概念相同，在执⾏适当的加⼯过程时使⽤。除了终点参数，在这⾥我们还需要定义旋转中⼼，或弧线起点与弧线中⼼点的距离。起点实际上是上⼀个命令的终点或当前点。
为了更好地了解，我们将在上⼀个⽰例中的 G01 命令之后添加 G02 命令。
因此，在⽰例中，⾸先我们⽤G01 命令将机器移动到 X5、Y12 点。现在，这将是G02命令的起点。通过 G02 命令的 X 和 Y 参数，我们设定了终点。现在，为了通过圆形运动或弧线到达终点，我们需要定义其中⼼点。我们使⽤ I 和 J 参数来做到这⼀点。I 和 J 的值相对于始发点或上⼀个命令的终点。因此，要获得 X5 和 Y7 的中⼼点，我们需要沿 X 轴进⾏0的偏移，沿 Y 轴进⾏-5的偏移。
当然，我们可以在其他地⽅设置中⼼点，这时将得到⼀个不同的弧线，并在同⼀终点结束。下⾯是⼀个例⼦：
因此，在这⾥，我们仍然有上⼀个例⼦相同的终点即（X10，Y7），但中⼼点现在处于不同的位置（X0，Y2）。
因此我们得到了⼀个更宽的弧线。
3.4 G00、G01、G02 ⽰例 – ⼿动 G 代码编程
让我们来看看⼀个简单的数控铣削⽰例，使⽤这三个主要的 G-code命令，G00，G01 和 G02。
要获取上图所⽰形状的路径，我们需要遵循 G 代码命令：
G00 X5 Y5                ; point B
G01 X0 Y20 F200          ; point C
G01 X20 Y0              ; point D
G02 X10 Y-10 I0 J-10    ; point E
G02 X-4 Y-8 I-10 J0      ; point F
G01 X-26 Y-2            ; point B
第⼀个G00命令迅速将机器从其初始位置带到 B 点 （5，5）。从这⾥开始，我们使⽤G01命令以 200 的馈送速率"切割"。我们可以在这⾥注意到，要从 B 点 （5，5） 到 C 点 （5，25），我们使⽤ X 和 Y 相对于起点 B 点的值。因此，Y⽅向的+20个单位将让我们指向C 点（5，25）。实际上，这取决于我们将坐标解释为绝对还是相对。我们将在稍后部分解释这⼀点。
⼀旦我们到达点 C （5，25），就⽤另⼀个 G01 命令到达点 D （25，25）。然后，我们使⽤ G02 命令（圆形运动）到达 E 点
（35，15），中间点 为（25，15）。实际上，对于下⼀个 G02 命令，我们有相同的中⼼点 （25，15），以达到点 F （31，7）。但是应该注意，I 和 J 参数与以前的命令不同，因为我们从最后⼀个终点或点 E 中抵消了中⼼。我们⽤另⼀个 G01 命令完成整个路径，该命令将我们从 F 点 （31，7） 返回到 B 点 （5，5）。
上⾯就是我们为制作这个形状编写的G-code程序。不过需要注意，这不是⼀个完整的G-code程序，因为其中还缺少⼏个更基本的命令。我们将在后⾯的⽰例中编写完整的 G-code程序。
3.5 G03–逆时针环形插值
与 G02 ⼀样，G03 命令指⽰机器以圆形模式移动，区别在于G03是逆时针运动。所有其他功能和规则与 G02 命令相同。
利⽤这三个主要的 G-code命令，G01 、G02和G03，理论上我们可以⽣成任意形状的路径。你现在可能想知道这怎么可能，但这实际上对于计算机和CAM软件实在是⼀个简单任务。是的，我们确实有时可以⼿动制作 G-code程序，但⼤多数时候，我们使⽤更简单、更安全的软件来⽣成G-code程序。
不管怎么样，接下来继续解释常⽤的命令，并在教程结束前实现⼀个真正的G-code例⼦。
3.6 G20/G21 – 单位选择
G20 和 G21 命令定义 G-code单位，英⼨或毫⽶。
G20 = 英⼨
G21 = 毫⽶

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