Кругова інтерполяція - g02 і g03

Якщо обробку по прямій лінії нескладно виробляти і на простому верстаті з ручним керуванням, то переміщення інструменту по дузі точніше і простіше виконувати на верстаті з ЧПУ.

Коди G02 і G03 призначені для виконання кругової інтерполяції. Код G02 використовується для переміщення по дузі за годинниковою стрілкою, a G03 - проти годинникової стрілки. Напрямок переміщення визначається, коли ми дивимося на інструмент з боку шпинделя, в негативному напрямку осі Z. Як і при виконанні лінійної інтерполяції, в кадрі кругової інтерполяції необхідно вказати швидкість робочої подачі F.

Існують два способи для формування кадру кругової інтерполяції. Порівняйте структуру наступних кадрів:

G02 Xn.n Yn.n Zn.n In.n Jn.n Kn.n Fn.n.

G02 Xn.n Yn.n Zn.n Rn.n Fn.n.

У першому варіанті для виконання кругового переміщення вказують: код G02 (G0З); координати кінцевої точки дуги; I, J, К - слова даних і швидкість робочої подачі. А в другому варіанті замість I, J, К вказують R. Вибір варіанту запису кадру кругового переміщення залежить від можливостей ЧПУ і звички програміста. Більшість сучасних верстатів з ЧПУ підтримують обидва варіанти запису.

Мал. 6.5. Напрямок переміщення по дузі можна визначити, якщо подивитися на заготовку з боку інструменту. В даному випадку фреза переміщається за годинниковою стрілкою, значить, використовуємо код G02

В кадрі з кодом кругової інтерполяції необхідно вказати координати кінцевої точки переміщення (дуги). Якщо, крім X і Y, в кадрі знаходиться Z-слово даних, то це означає, що виробляється гвинтова інтерполяція. Гвинтові інтерполяція, яка підтримується не всіма системами ЧПУ, дозволяє виконувати фрезерування різьблення і забезпечує плавне гвинтове врізання інструменту в матеріал заготовки.

Дуга з I, J, К

Для повного опису дуги недостатньо задати тільки координати її кінцевої точки. Необхідно також вказати радіус і координати центру.

За допомогою I, J і К ви вказуєте відносні (інкрементальні) відстані від початкової точки дуги до її центру. Слово даних з I відноситься до осі X, слово даних з J - до осі Y, а слово даних з К - до осі Z. При цьому в залежності від розташування дуги значення можуть бути позитивними або негативними.

Мал. 6.7. Для опису дуги № 1 необхідно вказати позитивне значення для I і негативне для J

Мал. 6.8. Для опису дуги № 2 необхідно вказати позитивне значення для I і позитивне для J

Для однозначного визначення форми дуги потрібно вказувати відповідний знак перед числовим значенням радіуса R. Для дуги, яка більше 180 °, значення R буде негативним. Для дуги, яка менше 180 °, значення R буде позитивним.

Мал. 6.9. Так як дуга менше 180 ° (її центр розташований зовні хорди), то R буде мати позитивне значення

Мал. 6.10. Так як дуга більше 180 ° (її центр розташований всередині хорди), то R матиме від'ємне значення

Використання G02 і G03

Давайте розберемося, як працює кругова інтерполяція, на прикладі. Наведений нижче фрагмент керуючої програми переміщує інструмент по дузі з радіусом 3 мм з точки А (0; 0) в точку В (3; 3) зі швидкістю робочої подачі 100 мм / хв.

N10 G02 X3.0 Y3.0 I3.0 J0.0 F100

Так як центр дуги знаходиться на відстані 3 мм по осі X і 0 мм по осі Y щодо початкової точки А, то I дорівнюватиме 3.0, a J дорівнює 0. Отримана дуга становить лише чверть від повної окружності. Спробуємо описати всю окружність поступово. Наступний кадр переміщує інструмент з точки В (В1) в точку В2. Так як швидкість робочої подачі не змінюється, то немає необхідності повторно вказувати F-слово даних.

Мал. 6.11. Переміщення по дузі з R3 з точки А (0; 0) в точку В (3; 3)

Так як центр дуги знаходиться на відстані 3 мм по осі X і 0 мм по осі Y щодо початкової точки А, то I дорівнюватиме 3.0, a J дорівнює 0. Отримана дуга становить лише чверть від повної окружності. Спробуємо описати всю окружність поступово. Наступний кадр переміщує інструмент з точки В1 в точку В2. Так як швидкість робочої подачі не змінюється, то немає необхідності повторно вказувати F-слово даних.

Так як центр дуги знаходиться на відстані 0 мм по осі X і 3 мм по осі Y щодо точки У, то I буде дорівнює 0, a J одно -3. Таким чином, нам вдалося створити переміщення по дузі з точки А в точку В2 за допомогою двох кадрів. Цей приклад не випадковий. Справа в тому, що багато верстати вимагають саме такого розбиття кола. Тобто для опису повної окружності може знадобитися до чотирьох кадрів.

В даний час більшість систем ЧПУ дозволяють виконати операцію по опису повної окружності за два або навіть за один кадр. Тому переміщення з точки А в точку С можна записати в такий спосіб:

N05 G02 X6.0 Y0.0 I3.0 J0.0

Мал. 6.12. Сучасні системи ЧПУ допускають опис подібної дуги в одному кадрі

А для повної окружності з радіусом 3 мм і центром в точці з координатами (0; 0) справедливим буде наступний кадр:

N15 G02 Х-3.0 Y0.0 13.0 J0.0

Мал. 6.13. Опис повної окружності в одному кадрі також можливо

Дуги такого типу нескладно описати математично. Однак якщо початкова і кінцева точки дуги утворюють деякий складний кут або ці точки знаходяться в різних квадрантах, то для знаходження значень I, J, К потрібні певні тригонометричні обчислення (рис. 6.14). При цьому необхідно, щоб розрахунки були досить точними, інакше СЧПУ може видати повідомлення про неможливість побудови дуги.

Мал. 6.14. Часто для розрахунку дуги «вручну» необхідно докласти певних зусиль

На рис. 6.15 зображена дуга, яку необхідно описати за допомогою кодів кругової інтерполяції з R-словом даних. У разі, коли інструмент переміщається по дузі за годинниковою стрілкою (G02) з точки А в точку В. в УП повинен бути присутнім наступний кадр: G02 Х0 Y-10 R10. Якщо інструмент переміщається по дузі проти годинникової стрілки (G03) з точки В в точку А, в УП повинен бути присутнім наступний кадр: G03 Х10 Y0 R10.

Мал. 6.15. Дуга, яку необхідно описати за допомогою кодів кругової інтерполяції з R-словом даних