G-M指令详解.doc

概述众所周知，3D打印机执行的是一堆指令，这一堆指令都来源于一个指令集，即G-M指令集。而固件就负责解释这些指令，并将命令指派给电子原件，从而完成打印任务。因此，固件和指令集必须相互配合，否则打印机不会正常工作。开源的3D打印机使用的固件多种多样，但和这些固件匹配的指令集绝大多数指令都相同，即RepRap G-M指令集。由于Marlin固件使用的最为广泛，笔者就以Marlin固件的指令集为例作叙述。了解G-M指令有什么用？这用处可大了。帮助使用者更方便地调试打印机，检测打印机的问题，扩展打印机菜单功能反正好处多多，不管你信不信，反正我是信了。废话不多说，进入正题。G-M指令集就是一些以G或M开头的代码，有时候还会掺杂一些以其其他字母以标示参数意义，比如T、S、F、P等。具体意义见下表，表中nnn表示数字。字母意义Gnnn标准 GCode 命令, 例如移动到一个坐标点。MnnnRepRap定义的命令，例如打开一个冷却风扇Tnnn选择工具代码。 在RepRap中，工具通常是挤出头（extruder）。Snnn命令参数, 例如马达的电压。Pnnn命令参数, 频率：1次每毫秒。XnnnX坐标, 通常用于移动命令。YnnnY坐标, 通常用于移动命令。ZnnnZ坐标, 通常用于移动命令。Ennn挤出长度，用于控制挤出线材的长度.Innn参数 - 现在仍未使用（定义）。Jnnn参数 - 现在仍未使用（定义）。Fnnn打印头移动速度 单位： 毫米每分钟 Rnnn参数 - 温度相关。Qnnn参数- 现在仍未使用（定义）。Nnnn行码，在发送错误情况后，用来重复输入某行代码（命令）。*nnn校验码（Checksum）. 用于检测通信错误因此，能够被Marlin固件识别的代码应该是像下面的样子：详解注释G-Code一行中分号“;”后面的内容为解释性语句，即注释。固件会忽略其内容。为了减少通信量，可以把注释信息都去掉。标记代码N 和 *，比如 N123 .G Code 写在这里. *71。这是行码和标记码。RepRap的固件会以一个本地计算的值来对比标记码，如果两者值不同，就会要求重复输入该条指令。行码和检查码都可以去掉，RepRap仍会工作, 但它不会做检查。你必须同时使用，或同时放弃使用。检查码cs 是通过对对应的指令(包括它的的行码)的原始字节数据进行异或位运算得出的。检查码cs的值即是其*符号右边的十进制数字，RepRap固件希望每次命令的行代码都是逐次增加1的大小，不然的话，它会返回一个错误。当然你也可以发送一个M110命令（详情请看下面）强行重置机器。行码和检查码是为了减少信号干扰。延时G 命令RepRap固件接收到这些指令后，会先存储在一个循环队列缓存里再执行。这意味着固件在接收到一条指令后马上可以传输下一条。这也意味着一组线段可以没有间断的情况下连续打印。为了实现指令流的控制，当接受到可缓存的指令时，如果固件把它成功放到本地缓存里，就立即给出应答，如果本地缓存已满，则会延时等到缓存有空出的位置时，才给出应答，然后才可以传输指令。G0: Rapid move 快速移动比如G0 X10 Y20，如果使用绝对定位的话，就命令打印机喷头快速移动到X=10,Y=20的位置。G0指令不能包含挤丝参数，只能包含X、Y、Z参数，即所谓的空驶动作。G1: Controlled move 可控移动比如G1 X10 Y20 E2.4，G1指令中可以包含挤丝动作。Marlin会尝试从每一行指令中读取速度值，然后再移动开始之前加速或减速到这个速度值，然后执行移动指令，而不会在移动过程中改变速度。下面的几句指令告诉打印机速度先从当前的1500加速到3000，执行第二句的移动动作，然后再减速到1500，再执行第三句的移动动作。如果E轴坐标采用绝对定位的话，而当前行中的E坐标值小于上一个E坐标值，那么打印机就会回抽，这可以有效防止毛刺现象。G2: Controlled Move Arc Clockwise可控顺时针圆弧移动比如 G2 X100 Y100 I50 J60 E30，表示从当前点通过一个顺时针圆弧线移动到（100 ,100）位置，该圆弧的圆心的位置是当前点坐标平移（50,60）得到的位置，在此过程中还可以控制挤丝动作。G3: Controlled Move Arc Counter-Clockwise 可控逆时针圆弧移动比如 G2 X100 Y100 I50 J60 E30，表示从当前点通过一个逆时针圆弧线移动到（100 ,100）位置，该圆弧的圆心的位置是当前点坐标平移（50,60）得到的位置，在此过程中还可以控制挤丝动作。G28: Move to Origin 移动到原点该命令会是机器的挤出机回归到原点。准确的说，每个轴上移动到初始位置。需要注意，为了快速归位，移动过程会不断加速，当碰到限位开关之后，它会做一次大约1mm的往返移动，来保证归位位置的精确度。如果在G28后面加上坐标轴参数，只有在涉及到的坐标轴方向上才会归位，比如G28 X10和G28 X0都会只让打印机在X轴上归位。而不会对Y方向和Z方向归位。（X后面的数字会被忽略）。而单纯的G28指令则会在三个轴上同时归位，顺序是X轴、Y轴、Z轴。G29-G30: Bed probing 加热床探测（需要使用自动调平功能）G29会让打印机在加热床的3个点或者4个点（根据固件配置是三角探测还是四角探测），该指令必须在归位之后才生效。G30会让打印机在当前的XY点处进行Z探测。即时G 指令以下指令也可以被缓存, 但是直到所有之前缓存的指令被执行完，并且该指令执行后，才会给出应答。 因此主机会等待指令执行完毕（才收到的应答）. 这些指令导致的短暂停顿不会影响机器的正常性能。G4: Dwell 停顿G4 P1000会让打印机停顿1000毫秒，在停顿过程中打印机仍然可以被控制，比如设置挤出头温度。G4 S10会让打印机停顿10秒。G10: 根据M207的配置进行回抽M207包含回抽距离，回抽速度，回抽时Z提升等信息。G11: 根据M208的配置进行回抽后恢复M208包含回抽后挤出距离和挤出速度等信息。G20: Set Units to Inches 使用英寸作为单位从现在开始，使用英寸作单位。G21: Set Units to Millimeters 使用毫米作为单位从现在开始，使用毫米作单位。G90: Set to Absolute Positioning 设置成绝对定位从现在开始，使用绝对坐标定位方式。即所有的坐标值都是基于一个统一的参考点给出的。G91: Set to Relative Positioning 设置成相对定位从现在开始，使用相对坐标定位方式。即所有当前指令的坐标值都是以上一个坐标位置为参考的。G92: Set Position 设置位置设置各轴当前的坐标值，比如G92 E15指定当前耗材的位置在15毫米处。G92 X100指定打印机喷头当前的X坐标值为100。这个指令可以用来指定绝对零点，特别是针对E轴。即时M指令M0/M 1: Unconditional Stop 停止无条件停止打印机的一切动作，等待用户按LCD控制器上的按钮。M17: Enable/Power all stepper motors 启动所有步进电机M18: Disable all stepper motors 关闭所有步进电机给所有的步进电机断电，从而可以手动移动滑块。M84指令也是这个功能。M20: List SD card 读取SD卡将SD卡根目录下的所有内容的名称做出列表，发送到串口，可以使用串口监视器看到。M21: Initialize SD card 初始化SD卡初始化SD卡。如果在打印机通电时插入SD卡，会默认初始化SD卡。使用SD卡其他指令时，SD卡一定要初始化。M22: Release SD card 弹出SD卡安全弹出SD卡。M23: Select SD file 选择SD卡的文件M23 filename.gco会选中filename.gco这个文件然后准备打印该文件。需要注意文件名要满足8.3格式约定（即主文件名不能超过8个字符，扩展名不能超过3个字符）。M24: Start/resume SD print 开始SD卡的打印使打印机开始打印M23指令选中的文件。M25: Pause SD print 暂停SD卡打印打印机在当前位置暂停打印M23选中的文件。M26: Set SD position 设置SD卡位置以字节为单位设置SD卡的位置。M27: Report SD print status 报告SD打印状态M28: Begin write to SD card 向SD卡中写文件M28 filename.gco将创建filename.gco文件（若存在，则覆盖）。M29: Stop writing to SD card 停止写M29 filename.gco 关闭M28打开的文件。M30: Delete a file on the SD card 删除SD卡中的文件M30 filename.gco 将删除该文件。M31: Output time since last M109 or SD card start to serialM31将输出时间，从上一个M109指令开始或SD卡安装成功开始计时。M32: Select file and start SD print 选择SD卡中的一个文件并开始打印M80: ATX Power On 打开ATX电源当使用的是可以开关的电源才有效。M81: ATX Power Off 关闭ATX电源M82: 设置挤出机使用绝对坐标模式这是默认的设置。M83: 设置挤出机为相对坐标模式与M82相反。M84: 给所有步进电机断电M84将给步进电机断电，直到下一次运动指令。M84 S 将过一段时间给步进电机断电，时间为S后面的数字，单位是秒。M92: 设置 axis_steps_per_unit 参数M92 X Y Z E 将重新设置各坐标轴的分辨率，在调试校准打印机时非常有用。M104 设置挤出头目标温度，并作出应答M104 S210将喷头的目标温度设置为210。M105 读取当前的温度M106 开风扇M106 S会打开风扇并将风扇速度设置为S后面的参数，最小值为0，最大值为255。M107 关闭风扇M107会关闭风扇，M106 S0也可以达到相同的效果。M109: 设置挤出机温度M109 S 设置喷头目标温度，然后在加热的过程中等待。M109 R设置喷头目标温度，在同时加热和风扇冷却过程中等待。如果使用自动调温功能，那么M109 S B F将会自动调整喷头温度，笔者在前面的Marlin的优势中已经提到。M112: 紧急停止所有进行中的动作都会被立即终止，然后关掉打印机。所有电机和加热器都会被关掉.，可以按Reset按钮（板上）以重启。M114: 获取当前位置M114将获取当前的坐标值，将结果发送到串口。结果以X:0.00 Y:0.00 Z:0.00 E:0.00的形式显示。M115: 获取固件信息将固件信息以FIRMWARE_NAME:Marlin V1; Sprinter/grbl mashup for gen6 FIRMWARE_URL: PROTOCOL_VERSION:1.0 MACHINE_TYPE:Mendel EXTRUDER_COUNT:1 UUID:00000000-0000-0000-0000-000000000000的形式发送到串口。M117: 显示消息M117 hello会将字符串hello显示在显示屏上（如果硬件带有显示屏的话）。M119 获取限位开关状态M119会向打印机请求限位开关状态，并发送到串口。显示结果的形式为x_min: open x_max: open y_min: open y_max: open z_min: open z_max: open。M140 设置加热床目标温度并给出应答M140 S50 会将打印机加热床的目标温度设置为50，然后给出应答，接收下一条指令。M190 设置加热床目标温度并等待，使用方法和M109类似，但不支持自动温度控制。M201 - 设置最大打印加速度M202 - 设置最大移动加速度使用方法为M201 X1000 Y1000，单位为毫米/秒平方。M203 - 设置电机最大速度M203 X200 Y200，单位是毫米/秒M204 - 设置默认加速度M204 S3000 T7000表示将普通XY运动加速度设置为3000，挤出加速度为7000，单位为毫米/秒平方。M205 - 高级设置M205后面可以接S、T、B、X、Z、E参数。S表示最小打印速度，单位为毫米/秒；T表示最小空驶速度，单位为毫米/秒；B表示最小线段打印时间，单位为毫秒；X表示最大xy_jerk速度，Z表示最大z_jerk速度；E表示最大e_jerk速度。B参数的存在是为了防止缓存区掏空，而jerk的意思为猛拉，按笔者理解，应该表示当速度改变不大于jerk的值时，不需要通过加速或减速去改变速度，而是直接改变速度。M206: 设置归位偏差M206 X10.0 Y10.0 Z-0.4会对之前的归位位置的坐标值加上M206后面相应的参数，如果原来的归位坐标值为（0,0,0），那么现在归位位置的坐标值为（10.0,10.0,-0.4）。G92也可以达到相同的效果，比如G28 G92 X10.0 Y10.0 Z-0.4。这个功能还可以用来简化调平工作，如果打印平台的初始位置不在Z=0的位置，可以通过设置归位偏差来校正。M207：设置回抽M207 S F Z会在使打印机做出回抽动作。回抽长度为S参数，单位是毫米，回抽速度为F参数，单位是毫米/秒，可以选择在回抽时抬升打印机喷头，抬升高度为Z参数，单位是毫米。M208 设置回抽后恢复M208 S F会在回抽之后恢复，即挤出之前回抽的长度与S参数之和，挤出速度为F参数。M218 设置喷头偏移量M218是针对多喷头打印机设置的。M218 T X Y指明了第T个喷头相对于第一个喷头的位置。M220 设置速度倍率M220 S将设置打印头运动速度倍率，即打印头运动的速率会乘以这个百分比。M221 设置挤出速度倍率M220 S将设置挤出速度倍率，即挤出的速率会乘以这个百分比。控制出丝量就是通过这个参数去控制。M226 等待M226 P S会让打印机等待直到P引脚达到S状态。M250 设置LCD显示屏对比度M250 C 会将LCD显示屏的对比度设置为C值，范围为063。M300 播放声音M300 S P将播放一段声音，时间为P毫米，频率为S参数。这需要打印机带有蜂鸣器。M301 设置喷头温控PID参数M301 P1 I2 D3将打印机喷头温度控制PID参数设置为P=1,I=2,D=3。M302 允许冷挤出使打印机喷头温度低于Marlin固件中设置的冷挤出温度时，也可以进行挤出回抽动作。用于在调试打印机时，校准挤出机分辨率和挤出机电机转向。M303 调试喷头的PID参数M303 S 会自动调试PID参数，S参数是目标温度，默认为150。M304 设置加热床PID参数M500: 保存修改，将数据保存在EEPROM上M501: 从EEPROM读取设置echo:Hardcoded Default Settings Loadedecho:Steps per unit:echo: M92 X94.11 Y88.88 Z400.00 E101.91echo:Maximum feedrates (mm/s):echo: M203 X500.00 Y500.00 Z5.00 E25.00echo:Maximum Acceleration (mm/s2):echo: M201 X3000 Y3000 Z100 E5000echo:Acceleration: S=acceleration, T=retract accelerationecho: M204 S1000.00 T2000.00echo:Advanced variables: S=Min feedrate (mm/s), T=Min travel feedrate (mm/s), B=minimum segment time (ms), X=maximum XY jerk (mm/s), Z=maximum Z jerk (mm/s), E=maximum E jerk (mm/s)echo: M205 S0.00 T0.00 B20000 X20.00 Z0.40 E5.00echo:Home offset (mm):echo: M206 X0.00 Y0.00 Z0.00echo:PID settings:echo: M301 P22.20 I1.08 D114.00M502: 重置为出厂模式还需要M500来保存这个设置。M503 读取当前设置M999 由于错误导致关机重启后记这些G、M代码是笔者从Marlin源代码中提取出来的，绝大多数被列举出来，还有一些指令时针对自动调平、Delta机器以及其他很不常用的指令，没有列举出来。希望这些中文解释能够为3D打印机玩家带来一些帮助。