GM指令详解.docx

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GM指令详解

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RepRapG-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。

Mnnn

RepRap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。

Xnnn

X坐标,通常用于移动命令。

Ynnn

Y坐标,通常用于移动命令。

Znnn

Z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[...GCode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:

Rapidmove快速移动

比如G0X10Y20，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:

Controlledmove可控移动

比如G1X10Y20E2.4，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:

ControlledMoveArcClockwise可控顺时针圆弧移动

比如G2X100Y100I50J60E30，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:

ControlledMoveArcCounter-Clockwise可控逆时针圆弧移动

比如G2X100Y100I50J60E30，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:

MovetoOrigin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G28X10和G28X0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:

Bedprobing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

G4P1000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。

G4S10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:

SetUnitstoInches使用英寸作为单位

从现在开始，使用英寸作单位。

G21:

SetUnitstoMillimeters使用毫米作为单位

从现在开始，使用毫米作单位。

G90:

SettoAbsolutePositioning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:

SettoRelativePositioning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:

SetPosition设置位置

设置各轴当前的坐标值，比如G92E15指定当前耗材的位置在15毫米处。

G92X100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/M1:

UnconditionalStop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/Powerallsteppermotors启动所有步进电机

M18:

Disableallsteppermotors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:

ListSDcard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:

InitializeSDcard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:

ReleaseSDcard弹出SD卡

安全弹出SD卡。

M23:

SelectSDfile选择SD卡的文件

M23filename.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/resumeSDprint开始SD卡的打印

使打印机开始打印M23指令选中的文件。

M25:

PauseSDprint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:

SetSDposition设置SD卡位置

以字节为单位设置SD卡的位置。

M27:

ReportSDprintstatus报告SD打印状态

M28:

BeginwritetoSDcard向SD卡中写文件

M28filename.gco将创建filename.gco文件（若存在，则覆盖）。

M29:

StopwritingtoSDcard停止写

M29filename.gco关闭M28打开的文件。

M30:

DeleteafileontheSDcard删除SD卡中的文件

M30filename.gco将删除该文件。

M31:

OutputtimesincelastM109orSDcardstarttoserial

M31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:

SelectfileandstartSDprint选择SD卡中的一个文件并开始打印

M80:

ATXPowerOn打开ATX电源

当使用的是可以开关的电源才有效。

M81:

ATXPowerOff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。

M84S<秒>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

M92X<>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

M104S210将喷头的目标温度设置为210°。

M105读取当前的温度

M106开风扇

M106S<>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，M106S0也可以达到相同的效果。

M109:

设置挤出机温度

M109S<温度>设置喷头目标温度，然后在加热的过程中等待。

M109R<温度>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M109S<最小温度>B<最大温度>F<因子>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:

0.00Y:

0.00Z:

0.00E:

0.00的形式显示。

M115:

获取固件信息

将固件信息以FIRMWARE_NAME:

MarlinV1;Sprinter/grblmashupforgen6FIRMWARE_URL:

PROTOCOL_VERSION:

1.0MACHINE_TYPE:

MendelEXTRUDER_COUNT:

1UUID:

00000000-0000-0000-0000-000000000000

的形式发送到串口。

M117:

显示消息

M117hello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:

openx_max:

openy_min:

openy_max:

openz_min:

openz_max:

open。

M140设置加热床目标温度并给出应答

M140S50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M201X1000Y1000，单位为毫米/秒平方。

M203-设置电机最大速度

M203X200Y200，单位是毫米/秒

M204-设置默认加速度

M204S3000T7000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

M206X10.0Y10.0Z-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G28G92X10.0Y10.0Z-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

M207S<长度>F<速度>Z<提升距离>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

M208S<长度>F<速度>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。

M218T<喷头索引>XY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

M220S<百分比>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

M220S<百分比>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

M226P<引脚>S<状态>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

M250C<对比度>会将LCD显示屏的对比度设置为C值，范围为0—63。

M300播放声音

M300S<频率>P<时间>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

M301P1I2D3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

M303S<温度>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:

HardcodedDefaultSettingsLoaded

echo:

Stepsperunit:

echo:

M92X94.11Y88.88Z400.00E101.91

echo:

Maximumfeedrates（mm/s）:

echo:

M203X500.00Y500.00Z5.00E25.00

echo:

MaximumAcceleration（mm/s2）:

echo:

M201X3000Y3000Z100E5000

echo:

Acceleration:

S=acceleration,T=retractacceleration

echo:

M204S1000.00T2000.00

echo:

Advancedvariables:

S=Minfeedrate（mm/s）,T=Mintravelfeedrate（mm/s）,B=minimumsegmenttime（ms）,X=maximumXYjerk（mm/s）,Z=maximumZjerk（mm/s）,E=maximumEjerk（mm/s）

echo:

M205S0.00T0.00B20000X20.00Z0.40E5.00

echo:

Homeoffset（mm）:

echo:

M206X0.00Y0.00Z0.00

echo:

PIDsettings:

echo:

M301P22.20I1.08D114.00

M502:

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。

如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！