深入理解G0和G1指令:C++中的实现与激光雕刻应用

2024-02-01 04:36

本文主要是介绍深入理解G0和G1指令:C++中的实现与激光雕刻应用,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

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

激光雕刻单向扫描
激光雕刻单向扫描仿真
激光雕刻双向扫描
激光雕刻双向扫描仿真
激光雕刻斜向扫描

激光雕刻单向斜向扫描仿真

激光雕刻双向斜向扫描仿真
激光雕刻螺旋扫描

激光雕刻螺旋扫描仿真


  • 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C++23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 [X<pos>] [Y<pos>] [S<power>]

Linear Motion at Feed Rate — G1

G1 [X<pos>] [Y<pos>] [S<power>]

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 [E<pos>] [F<rate>] [S<power>] [X<pos>] [Y<pos>] [Z<pos>]
G1 [E<pos>] [F<rate>] [S<power>] [X<pos>] [Y<pos>] [Z<pos>]
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 <format>struct G0 {std::optional<float> x, y;std::optional<int> 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::optional<float> x, y;std::optional<int> 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 <print>struct G0 {std::optional<float> x, y;std::optional<int> 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::optional<float> x, y;std::optional<int> 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。

这篇关于深入理解G0和G1指令:C++中的实现与激光雕刻应用的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/666096

相关文章

Oracle查询优化之高效实现仅查询前10条记录的方法与实践

《Oracle查询优化之高效实现仅查询前10条记录的方法与实践》:本文主要介绍Oracle查询优化之高效实现仅查询前10条记录的相关资料,包括使用ROWNUM、ROW_NUMBER()函数、FET... 目录1. 使用 ROWNUM 查询2. 使用 ROW_NUMBER() 函数3. 使用 FETCH FI

Python脚本实现自动删除C盘临时文件夹

《Python脚本实现自动删除C盘临时文件夹》在日常使用电脑的过程中,临时文件夹往往会积累大量的无用数据,占用宝贵的磁盘空间,下面我们就来看看Python如何通过脚本实现自动删除C盘临时文件夹吧... 目录一、准备工作二、python脚本编写三、脚本解析四、运行脚本五、案例演示六、注意事项七、总结在日常使用

Java实现Excel与HTML互转

《Java实现Excel与HTML互转》Excel是一种电子表格格式,而HTM则是一种用于创建网页的标记语言,虽然两者在用途上存在差异,但有时我们需要将数据从一种格式转换为另一种格式,下面我们就来看看... Excel是一种电子表格格式,广泛用于数据处理和分析,而HTM则是一种用于创建网页的标记语言。虽然两

Java中Springboot集成Kafka实现消息发送和接收功能

《Java中Springboot集成Kafka实现消息发送和接收功能》Kafka是一个高吞吐量的分布式发布-订阅消息系统,主要用于处理大规模数据流,它由生产者、消费者、主题、分区和代理等组件构成,Ka... 目录一、Kafka 简介二、Kafka 功能三、POM依赖四、配置文件五、生产者六、消费者一、Kaf

使用Python实现在Word中添加或删除超链接

《使用Python实现在Word中添加或删除超链接》在Word文档中,超链接是一种将文本或图像连接到其他文档、网页或同一文档中不同部分的功能,本文将为大家介绍一下Python如何实现在Word中添加或... 在Word文档中,超链接是一种将文本或图像连接到其他文档、网页或同一文档中不同部分的功能。通过添加超

windos server2022里的DFS配置的实现

《windosserver2022里的DFS配置的实现》DFS是WindowsServer操作系统提供的一种功能,用于在多台服务器上集中管理共享文件夹和文件的分布式存储解决方案,本文就来介绍一下wi... 目录什么是DFS?优势:应用场景:DFS配置步骤什么是DFS?DFS指的是分布式文件系统(Distr

NFS实现多服务器文件的共享的方法步骤

《NFS实现多服务器文件的共享的方法步骤》NFS允许网络中的计算机之间共享资源,客户端可以透明地读写远端NFS服务器上的文件,本文就来介绍一下NFS实现多服务器文件的共享的方法步骤,感兴趣的可以了解一... 目录一、简介二、部署1、准备1、服务端和客户端:安装nfs-utils2、服务端:创建共享目录3、服

C#使用yield关键字实现提升迭代性能与效率

《C#使用yield关键字实现提升迭代性能与效率》yield关键字在C#中简化了数据迭代的方式,实现了按需生成数据,自动维护迭代状态,本文主要来聊聊如何使用yield关键字实现提升迭代性能与效率,感兴... 目录前言传统迭代和yield迭代方式对比yield延迟加载按需获取数据yield break显式示迭

Python实现高效地读写大型文件

《Python实现高效地读写大型文件》Python如何读写的是大型文件,有没有什么方法来提高效率呢,这篇文章就来和大家聊聊如何在Python中高效地读写大型文件,需要的可以了解下... 目录一、逐行读取大型文件二、分块读取大型文件三、使用 mmap 模块进行内存映射文件操作(适用于大文件)四、使用 pand

python实现pdf转word和excel的示例代码

《python实现pdf转word和excel的示例代码》本文主要介绍了python实现pdf转word和excel的示例代码,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价... 目录一、引言二、python编程1,PDF转Word2,PDF转Excel三、前端页面效果展示总结一