G 代码是将数字设计转换为物理对象的语言。了解它是什么、它如何工作、它在哪里使用，以及专业工作流程如何优化矢量文件以实现完美的机器执行。
G 代码（几何代码）是计算机数控 (CNC) 机械的基础编程语言。虽然设计软件操纵数学矢量和 3D 网格，但物理制造机器需要明确的、连续的空间坐标和硬件指令。
G 代码通过将复杂的数字几何图形转换为特定的线性、圆形和硬件状态命令来弥补这一差距。如果没有 G 代码，控制步进电机和伺服系统的微控制器就无法解释 SVG 或 STL 等数字设计文件，从而导致物理制造变得不可能。
SVG 文件描述的是形状本身；G 代码描述的是机器必须如何一步步运动，才能把这个形状在现实中做出来。
G 代码几乎驱动在笛卡尔坐标系上运行的每台机器，在多个制造工作流程中协调精确的物理结果：
G 代码语法依赖于由机器固件顺序执行的字母数字块。标准命令（例如 G1 X15.0 Y20.0 F1500 S200）可分解为不同的操作参数：
G1 X15.0 Y20.0 F1500 S200 表示：以 1500 mm/min 的进给速度沿直线移动到 X=15 mm、Y=20 mm，同时将激光/主轴功率设为 200。
对于复杂的几何形状，手动编写原始 G 代码效率非常低。现代工作流程依靠计算机辅助制造 (CAM) 软件来自动从数字文件生成刀具路径。
从可缩放矢量图形 (SVG) 开始，由数学路径而不是位图像素定义。干净、优化的 SVG 文件可产生最佳的 G 代码结果。
Plotter CAM 软件分析 SVG 路径，对它们进行排序，以最大限度地减少提笔行程距离并防止不稳定、耗时的机器移动。
该软件将优化矢量转换为 G1 坐标。在未连接的段之间转换时，插入 M 代码或 Z 轴移位以物理提升和降低笔。
G 代码发送器将编译后的文件传输到绘图仪的微控制器（通常基于 GRBL），将数字语法转换为步进电机的电子脉冲。
激光雕刻：CAM 软件处理用于切割的矢量边界和用于着色的位图图像。它生成动态 G 代码，可动态快速调制激光器的 S 参数，在不停止 X/Y 运动的情况下燃烧精确的灰度梯度。
3D 切片和减法 CAM：切片机或 CAM 程序生成 3D 体积刀具路径，计算材料去除率或塑料挤出体积，同时将精确的加速度曲线和换刀协议嵌入到输出文件中。
输入的 SVG 越干净，G 代码输出就越好。具有最少节点、无重复路径和正确路径排序的优化 SVG 文件可产生更流畅、更快、更可靠的机器执行。
G 代码缺乏跨工业制造商的通用标准化。 Haas 铣削中心、Fanuc 车床和开源 GRBL 绘图仪以不同的方式解释结构命令。
专业 CAM 软件利用特定的后处理器 - 将原始刀具路径数据格式化为特定机器控制器所需的精确语法方言的转换脚本。定制后处理器可确保完美的机械执行，无需手动代码编辑或故障排除。
固件（例如 Klipper、Marlin 或 GRBL）不会立即执行 G 代码。它通过先进的运动规划器处理原始命令。
高速方向变化需要精确计算的加速度和交汇点偏差算法来遵守物理原理。现代控制器在主动运动之前解析数百行 G 代码（前视）。
通过分析即将出现的几何形状，固件可以计算出连续的最佳速度曲线，从而防止复杂曲线期间出现卡顿、跳过电机步骤和机械共振。
如果您的 G 代码文件包含数千个微小的线性段而不是平滑的弧线，则低内存微控制器将难以足够快地处理命令。这会造成卡顿、速度不一致和表面光洁度差。
当标准矢量曲线（贝塞尔曲线或样条曲线）导出到 CAM 软件时，它们经常被分割成数千条微观直线（G1 命令）。这会大大增加文件大小并压垮低内存微控制器，导致机器在出现数据传输瓶颈时出现卡顿。
专业的优化工作流程利用圆弧拟合算法以数学方式识别连续曲线，并用单个 G2 或 G3 圆弧命令替换数百个线性段。
该过程大大减小了文件大小，确保连续的机械速度，并产生完美平滑的物理曲线。
复杂的曲线路径可能会生成 500 个 G1 线命令。通过圆弧拟合，只需 5-10 个 G2/G3 圆弧命令即可表示相同的路径 - 文件大小和解析开销减少了 50-100 倍。
从视觉概念过渡到可直接用于设备加工的 G 代码，前提是前一阶段的文件转换足够准确。Pixel2Lines 的价值正是在这里：把数字图像整理成更适合进入制造环节的几何文件。
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