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⭐深入理解G0和G1指令#xff1a;C中的实现与激光雕刻应用⭐基于二值化图像转GCode的单向扫描实现⭐基于二值化图像转GCode的双向扫描实现⭐基于二值化图像转GCode的斜向扫描实现基于二值化图像转GCode的螺旋扫描实现基于OpenCV灰度图像转GCode的单向扫描实现基于Op…系列文章
⭐深入理解G0和G1指令C中的实现与激光雕刻应用⭐基于二值化图像转GCode的单向扫描实现⭐基于二值化图像转GCode的双向扫描实现⭐基于二值化图像转GCode的斜向扫描实现基于二值化图像转GCode的螺旋扫描实现基于OpenCV灰度图像转GCode的单向扫描实现基于OpenCV灰度图像转GCode的双向扫描实现基于OpenCV灰度图像转GCode的斜向扫描实现基于OpenCV灰度图像转GCode的螺旋扫描实现 深入理解G0和G1指令C中的实现与激光雕刻应用 G0和G1概述 G0快速移动G1线性插补运动 C实现示例使用示例优化总结
深入理解G0和G1指令C中的实现与激光雕刻应用
在激光雕刻领域G0和G1指令是至关重要的命令用于控制激光雕刻机的运动。在本篇博客中我们将深入探讨这两个指令的意义并展示一个用C23实现的简单示例。
G0和G1概述
G0和G1是G代码中的两种基本运动指令广泛应用于激光雕刻等领域。它们分别代表了快速移动和线性插补运动。
G0快速移动
快速运动是激光器在不进行切割或雕刻的情况下以较高的速度快速移动到目标位置。这是一种非加工移动通常用于快速定位或避免工件碰撞。
G1线性插补运动
G1指令用于进行线性插补运动即在两个点之间以较慢的速度沿直线路径移动。这是实际的切削或激光刻蚀运动用于加工工件表面。
C实现示例
在 2D 激光雕刻领域通常只需关注 G0 和 G1 指令,他们的格式如下
Rapid Linear Motion — G0
G0 [Xpos] [Ypos] [Spower]Linear Motion at Feed Rate — G1
G1 [Xpos] [Ypos] [Spower]其中X、Y 是坐标轴的数值表示激光器在各个轴上的目标位置。
通过在运动控制程序中使用 G1 或 G0 指令可以控制激光器的运动实现进给运动或快速运动具体取决于所使用的指令。
S 表示激光器功率激光器区间值范围 [0,1000]。 注意每个行业不同指令的定义略有不同。 例如 3D打印领域 添加一个层(Layer)的概念,他们就会存在 Z 轴那么他们的指令就如下 G0 [Epos] [Frate] [Spower] [Xpos] [Ypos] [Zpos] G1 [Epos] [Frate] [Spower] [Xpos] [Ypos] [Zpos] 具体的格式可能因运动控制系统的不同而有所差异建议查阅相应运动控制系统的文档以获取准确的指令格式信息。 下面是一个简单的C示例展示了如何使用结构体和可选值optional来表示G0和G1指令
#include optional
#include string
#include formatstruct G0 {std::optionalfloat x, y;std::optionalint s;std::string toString() {std::string command G0;if(x.has_value()) {command std::format( X{:.3f}, x.value());}if(y.has_value()) {command std::format( Y{:.3f}, y.value());}if(s.has_value()) {command std::format( S{:d}, s.value());}return command;}explicit operator std::string() const {std::string command G0;if(x.has_value()) {command std::format( X{:.3f}, x.value());}if(y.has_value()) {command std::format( Y{:.3f}, y.value());}if(s.has_value()) {command std::format( S{:d}, s.value());}return command;}
};struct G1 {std::optionalfloat x, y;std::optionalint s;std::string toString() {std::string command G1;if(x.has_value()) {command std::format( X{:.3f}, x.value());}if(y.has_value()) {command std::format( Y{:.3f}, y.value());}if(s.has_value()) {command std::format( S{:d}, s.value());}return command;}explicit operator std::string() const {std::string command G1;if(x.has_value()) {command std::format( X{:.3f}, x.value());}if(y.has_value()) {command std::format( Y{:.3f}, y.value());}if(s.has_value()) {command std::format( S{:d}, s.value());}return command;}
};这个示例使用了C中的结构体和可选值使得G0和G1指令的参数可以选择性地存在。这种设计符合G代码的灵活性因为在实际应用中并非所有的参数都是必需的。
使用示例
下面是一个使用这些结构体的简单示例
#include optional
#include string
#include printstruct G0 {std::optionalfloat x, y;std::optionalint s;std::string toString() {std::string command G0;if(x.has_value()) {command std::format( X{:.3f}, x.value());}if(y.has_value()) {command std::format( Y{:.3f}, y.value());}if(s.has_value()) {command std::format( S{:d}, s.value());}return command;}explicit operator std::string() const {std::string command G0;if(x.has_value()) {command std::format( X{:.3f}, x.value());}if(y.has_value()) {command std::format( Y{:.3f}, y.value());}if(s.has_value()) {command std::format( S{:d}, s.value());}return command;}
};struct G1 {std::optionalfloat x, y;std::optionalint s;std::string toString() {std::string command G1;if(x.has_value()) {command std::format( X{:.3f}, x.value());}if(y.has_value()) {command std::format( Y{:.3f}, y.value());}if(s.has_value()) {command std::format( S{:d}, s.value());}return command;}explicit operator std::string() const {std::string command G1;if(x.has_value()) {command std::format( X{:.3f}, x.value());}if(y.has_value()) {command std::format( Y{:.3f}, y.value());}if(s.has_value()) {command std::format( S{:d}, s.value());}return command;}
};int main()
{std::println({}, G0{0,0,0}.toString());std::println({}, G1{6,std::nullopt,1000}.toString());return 0;
}打印输出
G0 X0.000 Y0.000 S0
G1 X6.000 S1000这段代码展示了如何创建G0和G1指令对象并输出它们的字符串表示形式。这样的设计使得在实际应用中可以方便地构建和修改G代码指令。
优化
如果需要生成更简短 GCode 例如没有小数时就不需要打印出精度信息。
使用以下代码
if (x.has_value()) {if (std::floor(x.value()) x.value()) {// 如果浮点数没有小数点不输出精度command std::format( X{:.0f}, x.value());} else {// 有小数点时输出指定精度command std::format( X{:.3f}, x.value());}
}替换
if(x.has_value()) {command std::format( X{:.3f}, x.value());
}完成 x 成员替换后类似的 y 成员部分也需要替换。
这样替换后最后输出
G0 X0 Y0 S0
G1 X6 S1000总结
通过这篇博客我们深入了解了G0和G1指令在激光雕刻中的重要性并展示了一个简单的C实现示例。这种设计可以在实际的激光雕刻应用中发挥巨大的作用为工程师和编程人员提供了更灵活、更可读的代码。在未来的激光加工领域中这样的设计模式可能会进一步发展以满足更复杂的加工需求。下一篇文章将学习二值化图像转GCode并实际应用刚刚学到的G0和G1知识。
