Inkscape – G-Code-Tools
... Viele Programme können dieses Format importieren. Inkscape kann auch viel mehr als nur Grafiken. Diese Serie zeigt Ihnen einige Dinge, die Sie neben Grafiken mit Inkscape tun können. Dieser erste Artikel der Serie zeigt, wie die G-Code Tools-Erweiterung von Inkscape zum Erstellen von G-Code verwendet werden kann. G-Code wiederum ist nützlich für die Programmierung von Maschinen wie Laserplottern und Gravierern.
Was ist G-Code und wofür wird er verwendet?
Der Bau von Maschinen für den Hobbybereich boomt. Die Veröffentlichung des Quellcodes von RepRap-3D-Druckern zum Eigenbau und die Verfügbarkeit elektronischer Komponenten wie Arduino oder Raspberry Pi sind wohl einige der Ursachen für diesen Boom. Maschinenbau als Hobby findet immer mehr Anklang. Dieser Trend hat auch bei 3D-Druckern nicht aufgehört. Es gibt auch CNC-Fräsen, Plotter, Lasergravierer, Cutter und sogar Maschinen, die Sie selbst bauen können.
Sie müssen diese Maschinen nicht selbst konstruieren oder bauen. Sie können diese Maschinen als Bausatz oder bereits montiert zu einem relativ günstigen Preis kaufen. All diese Maschinen haben eines gemeinsam: Sie sind computergesteuert. Die in der Fertigung weit verbreitete Computer Aided Manufacturing (CAM) wird mittlerweile auch zu Hause durchgeführt.
G-Code oder Programmiersprache G
Die am weitesten verbreitete Programmiersprache für CAM-Maschinen ist G-Code. G-Code ist auch als Programmiersprache G bekannt. Diese Sprache wurde in den 1950er Jahren am MIT entwickelt. Seitdem haben verschiedene Organisationen Versionen dieser Programmiersprache entwickelt. Denken Sie daran, wenn Sie damit arbeiten. Verschiedene Länder haben unterschiedliche Standards für diese Sprache. Der Name kommt daher, dass viele Anweisungen in diesem Code mit dem Buchstaben G beginnen. Dieser Buchstabe wird verwendet, um Fahr- oder Routenbefehle an die Maschine zu übermitteln.
Die Befehle gehen im wahrsten Sinne des Wortes von A (absolute oder inkrementelle Position um die X-Achse; Drehung um X) bis Z (absolut oder inkrementell in Richtung der Z-Achse). Befehle mit dem Präfix M (viele) übermitteln andere Anweisungen an die Maschine. Das Kühlmittel Ein/Aus ist ein Beispiel für einen M-Befehl. Wenn Sie eine umfassendere Liste von G-Code-Befehlen wünschen, gibt es eine Tabelle auf Wikipedia.
%
G00 X0 Y0 F70
G01 Z-1 F50
G01 X0 Y20 F50
G02 X20 Y0 J-20
G01 X0 Y0
G00 Z0 F70
M30
%
Dieses kleine Beispiel würde ein Quadrat fräsen. Sie können diesen G-Code in einem beliebigen Editor Ihrer Wahl schreiben. Aber wenn es um komplexere Dinge geht, werden Sie diese Art der Low-Level-Kodierung normalerweise nicht von Hand durchführen. Beim 3D-Druck schreibt der Cutter den G-Code für Sie. Aber was ist, wenn Sie einen Plotter oder Lasergravierer verwenden möchten?
Andere Software zum Schreiben von G-Code
Dann benötigen Sie ein Programm, das diese Arbeit für Sie erledigt. Sicher, einige CAD-Programme können G-Code schreiben. Aber nicht alle Open-Source-CAD-Programme können dies. Hier sind einige andere Open-Source-Lösungen dafür:
dxf2gcode, normalerweise ein Befehlszeilentool, hat aber eine in Python implementierte GUI
dmap2gcode können Sie Rastergrafiken importieren und konvertieren
Millcrum, ein browserbasiertes Tool
LinuxCNC, kann Rastergrafiken importieren und in G-Code konvertieren
TrueTypeTracer oder F-Engrave, wenn Sie Schriftarten gravieren möchten
Wie Sie sehen, ist es kein Problem, ein Werkzeug dafür zu finden. Was mir nicht gefällt, ist die Verwendung von Rastergrafiken. Ich benutze eine CNC-Maschine, weil sie präziser arbeitet, als ich es von Hand tun könnte. Die Verwendung von Rastergrafiken und deren Plotten, um einen Pfad für G-Code zu erstellen, ist nicht mehr genau. Ich finde die Verwendung von Vektorgrafiken, die sowieso Pfade enthalten, viel genauer.
Wenn es um Vektorgrafiken geht, führt kein Weg an Inkscape vorbei; zumindest nicht, wenn Sie Linux verwenden. Es gibt noch einige andere Programme. Aber sie sind nicht annähernd so leistungsfähig wie Inkscape. Oder sie sind für andere Zwecke konzipiert. Die Frage lautet also: "Kann Inkscape zum Erstellen von G-Code verwendet werden?" Und die Antwort ist ja! "Seit Version 0.91 wird Inkscape mit einer Erweiterung namens GCode Tools gebündelt. Diese Erweiterung macht genau das, was wir wollen: Sie wandelt Pfade in G-Code um.
Sie müssen also nur Inkscape installieren, falls Sie dies noch nicht getan haben:
$ sudo dnf installiere Inkscape
Eine Sache, die Sie im Voraus beachten sollten (wo das Licht ist, ist auch der Schatten): Die GCode Tools-Erweiterung hat viele Funktionen, die nicht gut dokumentiert sind. Der Entwickler hält es für eine gute Idee, ein Forum für die Dokumentation zu nutzen. Darüber hinaus sind Grundkenntnisse in G-Code und CAM erforderlich, um die Funktionen zu verstehen.
Ein weiterer zu beachtender Punkt ist, dass die Entwicklung nicht so dynamisch ist wie zu der Zeit, als die GCode-Tools mit Inkscape gepackt wurden.
Einführung in die Inkscape G-Code Tools-Erweiterung
Der erste Schritt ist der gleiche wie bei allen anderen Aktionen in Inkscape: Passen Sie die Eigenschaften Ihres Dokuments an. Öffnen Sie also die Dokumenteinstellungen mit Shift + Strg + D oder durch Klick auf das Icon in der Befehlsleiste und stellen Sie die Dokumenteigenschaften auf die Größe Ihres Werkstücks ein.
Legen Sie als Nächstes die Orientierungspunkte fest, indem Sie zu Erweiterungen> Gcodetools> Orientierungspunkte gehen. Sie können die Standardeinstellungen verwenden. Die Standardeinstellungen werden Ihnen wahrscheinlich etwas Ähnliches geben wie unten gezeigt.
Inkscape mit Dokumenteinstellungen und Orientierungspunkten
Der nächste Schritt besteht darin, die Werkzeugbibliothek zu bearbeiten (Erweiterungen> Gcodetools> Werkzeugbibliothek). Dies öffnet das Dialogfenster zur Konfiguration des Tools. Dort wählen Sie das Werkzeug aus, das Sie verwenden möchten. Das Standardtool ist in Ordnung. Nachdem Sie das Werkzeug ausgewählt und auf Anwenden geklickt haben, wird auf der Leinwand ein Rechteck mit den Einstellungen des Werkzeugs angezeigt. Diese Einstellungen können mit dem Textwerkzeug (T) bearbeitet werden. Aber das ist etwas knifflig.
Inkscape mit standardmäßigen Werkzeugbibliothekseinstellungen zum Dokument hinzugefügt
Die G-Code Tools-Erweiterung verwendet diese Einstellungen später. Diese Werkzeugeinstellungen sind mit einem identifizierbaren Namen gruppiert. Wenn Sie die Gruppierung dieser Einstellungen aufheben, geht dieser Name verloren.
Es gibt zwei Möglichkeiten, den Griffverlust zu vermeiden, wenn Sie die Werkzeugeinstellungen aufheben. Sie können das Aufheben der Gruppierung mit 4 Klicks bei aktiviertem Auswahlwerkzeug verwenden. Oder Sie können die Gruppierung mit Umschalt + Strg + G aufheben und der Gruppe später mit dem XML-Editor einen Namen geben.
Im ersten Fall müssen Sie darauf achten, dass die Gruppe wiederhergestellt wird, bevor Sie etwas Neues zeichnen. Andernfalls wird das neu gezeichnete Objekt dieser Gruppe hinzugefügt.
Jetzt können Sie die Routen zeichnen, die Sie später in G-Code konvertieren möchten. Objekte wie Rechtecke, Kreise, Sterne und Polygone sowie Text müssen in Pfade umgewandelt werden (Pfad > Objekt in Pfad oder Umschalt + Strg + C).
Hershey-Schriften oder Strich-Schriften
Beachten Sie in Bezug auf Schriftarten, dass TTF und OTF als Outline-Schriftarten bezeichnet werden. Das bedeutet, dass der Umriss des einzelnen Zeichens definiert ist und als solcher graviert oder geschnitten wird. Wenn Sie dies nicht möchten und beispielsweise eine Skriptschrift verwenden möchten, sollten Sie stattdessen Stroke Fonts verwenden. Inkscape selbst enthält standardmäßig eine kleine Sammlung davon (siehe Erweiterungen> Text> Hershey's Text).
Die Inkscape Hershey Text Extension Stroke Fonts
Die Hershey Text Extension Stroke Fonts
Hier ist ein weiterer Artikel zum Erstellen eigener Strichschriften. Sie eignen sich nicht nur zum Gravieren, sondern auch zum Sticken.
Flächenfüllfunktionen
In einigen Fällen kann es erforderlich sein, die Pfade mit einem Muster zu füllen. Die G-Code Tools-Erweiterung verfügt über eine Funktion, die zwei Möglichkeiten zum Füllen von Objekten mit Mustern bietet: Zickzack und Spirale. Es gibt eine weitere Funktion, die derzeit nicht funktioniert (Inkscape hat einige Teile der Erweiterungen mit der Veröffentlichung von Version 1.0 geändert). Die letzte Funktion würde das Objekt mit Hilfe von Kompensationsfunktionen in Inkscape füllen. Diese Funktionen finden Sie unter Erweiterungen > Gcodetools > Bereich.
Die Fill Area-Funktion der G-Code Tools-Erweiterung.
Links die Musterfüllung und rechts (derzeit nicht funktionierend) die Offsetfüllung. Die Erweiterung führt die aktive Registerkarte aus!
Die Flächenfüllung des GCode-Tools oben im Zickzack und unten in der Spirale. Beachten Sie, dass die Ergebnisse anders aussehen, wenn Sie diese Buchstabe-für-Buchstabe-Funktion anstelle des vollständigen Pfads verwenden.
Der G-Code-Werkzeugbereich füllt sich oben im Zick-Zack und unten als Spirale. Beachten Sie, dass die Ergebnisse anders aussehen, wenn Sie dieses Feature Buchstabe für Buchstabe und nicht den gesamten Pfad anwenden.
Bei mehr und unterschiedlichen Flächenfüllungen müssen Sie die Pfade oft von Hand zeichnen (ca. 90% der Zeit). Die EggBot-Erweiterung hat eine Funktion, um Regionen mit Mustern zu füllen. Sie können auch die klassischen Schraffurmuster verwenden. Sie müssen das Füllmuster jedoch wieder in ein Objekt konvertieren. Andernfalls kann die G-Code Tools-Erweiterung sie nicht konvertieren. Außerdem hat Evilmadscientist eine nette Wiki-Seite, die die Füllmethoden beschreibt.
Umwandeln von Routen in G-Code
Um die gezeichneten Pfade in G-Code zu konvertieren, verwenden Sie die Funktion Extensions> Gcodetools> Paths to G-Code. Diese Funktion wird an den ausgewählten Objekten ausgeführt. Wenn kein Objekt ausgewählt ist, werden alle Pfade im Dokument konvertiert.
Derzeit gibt es keine Funktion zum Speichern von G-Code über das Dateimenü. Dies muss beim Konvertieren der Pfade in G-Code im Erweiterungsdialogfeld G-Code Tools erfolgen. Auf der Registerkarte Einstellungen müssen Sie den Pfad und den Namen der Ausgabedatei angeben.
Auf der Leinwand werden verschiedenfarbige Linien und Pfeile gerendert. Die blauen und grünen Linien zeigen Kurven (G02 und G03). Rote Linien zeigen gerade Linien (G01). Wenn Sie diesen Stil sehen, wissen Sie, dass Sie mit G-Code arbeiten.
Zusammenfassung
Die Meinungen gehen auseinander, ob Inkscape das richtige Werkzeug zum Erstellen von G-Code ist. Wenn Sie bedenken, dass Inkscape nur in zwei Dimensionen funktioniert und Sie nicht zu viel erwarten, können Sie damit G-Code erstellen. Für einfache Aufgaben wie das Nachzeichnen von Buchstaben oder Logos ist es definitiv ausreichend. Der Hauptnachteil der G-Code Tools-Erweiterung besteht darin, dass es an Dokumentation fehlt. Dies erschwert den Einstieg in die G-Code Tools. Ein weiterer Nachteil ist, dass G-Code Tools derzeit nicht sehr aktiv weiterentwickelt werden. Es gibt andere Erweiterungen für Inkscape, die ebenfalls auf G-Code abzielen. Aber sie sind bereits Geschichte oder entwickeln sich auch nicht aktiv weiter. Die Makerbot Unicorn GCode Output-Erweiterung und die GCode Plot-Erweiterung sind einige Beispiele für letzteren Fall. Es besteht definitiv Bedarf an einer einfachen Möglichkeit, G-Code direkt zu exportieren.