G代码核心指令详解：CNC 与 3D 打印操作员必备

若您的工作或爱好涉及 CNC 机床或 3D 打印机，理解 G 代码 语言及其工作原理至关重要。本教程将讲解 G 代码基础、最常用指令及其工作机制。

什么是 G 代码？

G 代码 是 CNC（计算机数控）机床的编程语言，全称“几何代码”。用于指令机床做什么、怎么做：移动到哪里、移动速度、运动路径。

• 机床（车床/铣床）：刀具按刀具路径切削材料成型
• 3D 打印机（增材制造）：逐层沉积材料形成精确几何形状

如何阅读 G 代码指令？

初看 G 代码文件似复杂，实则结构规律。核心是笛卡尔坐标数值。

单行结构示例：

G01 X247.951560 Y11.817060 Z-1.000000 F400.000000

G## X## Y## Z## F##

• G 代码指令：G01 = 直线插补移动到指定位置
• 坐标：X、Y、Z 目标位置
• 进给速率 F：移动速度（mm/min）

该行指令：从当前位置直线移动至 X247.95 Y11.82 Z-1.00，速度 400 mm/min。单位由 G21（毫米）或 G20（英寸）设定。

最重要/常用 G 代码指令

G00 – 快速定位

以最大空行速度从当前位置移动至指定坐标。所有轴同时运动，轨迹为直线。非切削/非打印移动，用于快速移至加工起点。

G01 – 线性插补

以设定进给速率 F 直线移动至目标坐标。控制器插值计算中间点。加工/打印主动作指令：铣削直线、挤出直线。

G02 – 顺时针圆弧插补

顺时针圆弧移动。除终点 X/Y/Z 外，需指定圆心偏移 I、J、K（相对于起点）。起点为上一指令终点。

示例：G01 到 X5 Y12，随后 G02 到 X10 Y7，圆心偏移 I0 J-5（即圆心在 X5 Y7）。改变圆心位置可得不同弧度但相同终点的圆弧。

G00/G01/G02 手动编程示例

简单铣削轮廓：

G00 X5 Y5        ; 点 B
G01 X0 Y20 F200  ; 点 C
G01 X20 Y0       ; 点 D
G02 X10 Y-10 I0 J-10 ; 点 E
G02 X-4 Y-8 I-10 J0  ; 点 F
G01 X-26 Y-2     ; 回到点 B

注：坐标模式（绝对/相对）影响数值含义，后文说明。此为简化示例，完整程序还需单位、平面、主轴等指令。

G03 – 逆时针圆弧插补

同 G02，仅方向相反。G01、G02、G03 三指令可生成任意形状刀具路径（CAM 软件自动生成）。

G20/G21 – 单位制选择

• G20 = 英寸
• G21 = 毫米（默认推荐）

必须在程序开头设定，否则沿用上一程序设定。

G17/G18/G19 – 平面选择

• G17 – XY 平面（默认）
• G18 – XZ 平面
• G19 – YZ 平面

G28 – 回零/回参考点

移动至机床参考点（原点）。可加中间点避免碰撞：G28 X## Y## Z##。参考点可用 G28.1 X## Y## Z## 设定。

G90/G91 – 定位模式

• G90 绝对模式：坐标相对于机床原点。G01 X10 Y5 直接到 (10,5)
• G91 相对/增量模式：坐标相对于当前位置。当前 (10,10) 时 G01 X10 Y5 到 (20,15)

更多指令与规则

还有刀具补偿、缩放、工件坐标系、暂停等 G 码。实际加工还需 M 码（辅助功能）：

3D 打印专用 M 码：

• M104 – 开始加热挤出机
• M109 – 等待挤出机达温
• M140 – 开始加热热床
• M190 – 等待热床达温
• M106 – 设置风扇转速

参数示例：M03 S1000 主轴 1000 RPM 正转。

模态指令：持续生效直到被取消/替换。如连续 G01 只需写坐标；F 值不变可省略。

G01 X5 Y7 F200
X10 Y15
X12 Y20
G02 X5 Y5 I0 J-5
X3 Y6 I-2 J0

行号 N## 便于大型程序错误定位。

完整 G 代码程序示例

%
G21 G17 G90 F100 M03 S1000
G00 X5 Y5           ; 点 B
G01 X5 Y5 Z-1       ; 点 B 下刀
G01 X5 Y15 Z-1      ; 点 C
G02 X9 Y19 Z-1 I4 J0 ; 点 D 顺时针圆弧
G01 X23 Y19 Z-1     ; 点 E
G01 X32 Y5 Z-1      ; 点 F
G01 X21 Y5 Z-1      ; 点 G
G01 X21 Y8 Z-1      ; 点 H
G03 X19 Y10 Z-1 I-2 J0 ; 点 I 逆时针圆弧
G01 X13 Y10 Z-1     ; 点 J
G03 X11 Y8 Z-1 I0 J-2  ; 点 K 逆时针圆弧
G01 X11 Y5 Z-1      ; 点 L
G01 X5 Y5 Z-1       ; 回点 B
G01 X5 Y5 Z0        ; 抬刀
G28 X0 Y0           ; 回零
M05                 ; 主轴停止
M30                 ; 程序结束
%

程序说明：

1. % 程序开始/结束标志
2. 安全行：公制、XY平面、绝对模式、F100、主轴正转 1000RPM
3. 快移至 B(5,5)
4. 下刀至 Z-1
5. 线性切削至 C(5,15)
6. 顺时针圆弧至 D(9,19)，圆心(9,15)
7. 线性切削至 E(23,19)、F(32,5)、G(21,5)、H(21,8)
8. 逆时针圆弧至 I(19,10)，圆心(19,8)
9. 线性切削至 J(13,10)
10. 逆时针圆弧至 K(11,8)，圆心(13,8)
11. 线性切削至 L(11,5)、B(5,5)
12. 抬刀、回零、主轴停、程序结束

复杂形状（如马模型）需 CAM 软件自动生成（约 700 行），示例来自我的 DIY Arduino CNC 热丝切割机。

结语

本教程覆盖 G 代码基础、核心指令、手动编程实例。理解 G 代码并不难，但 CNC/3D 打印涉及更多高级指令与特性，留待后续教程。

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