浅谈圆弧加工指令G02／G03的判断方法及应用

总第６２８期　中职教育　浅谈圆弧加工指令Ｇ０２／Ｇ０３的判断方法及应用　张敏卿　（保定高级技工学校，河北省０７１０００）　摘要：数控车削加工是数控加工中用的最多的加工方法之一，在数控车床上可以加工由任意直线和圆弧形成的形状复杂的回　转体零件。本文主要介绍了手工编程中编制圆弧轮廓加工程序时的顺、逆圆弧插补指令Ｇ０２、Ｇ０３的判断方法。　关键词：数控车床；　顺、逆圆弧指令Ｇ０２、Ｇ０３；　右手直角笛卡儿坐标系　中图分类号：ＴＧ５１９．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６－３３１５（２０１０）６－１２３－００１　数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体　Ｇ０３，而在后置刀架数控车床上加工凸圆弧段时其加工指令同　化加工设备。随着数控机床的发展与普及，现代化企业对于懂得　样也为Ｃ０３。为什么会出现这样的结果呢？那是因为编程时被加　数控加工技术、能进行数控加工编程的技术人才的需求量必将　工零件的基点都应该与ｘ轴正方向取在同一侧。对于图２ａ）中前　　不断增加。数控车削加工是数控加工中用得最多的加工方法之　置刀架的Ｙ轴正方向垂直纸面指向里，我们应从纸的背面来看，凡是能够在数控车床上装夹的回转体类零件都能在数控车　实际上从纸的背面看与正面看刚好相反，即视线的方向看凸圆　　床上加工。由于数控车床具有直线插补和圆弧插补功能，所以，　弧是顺时针的方向，它是从Ｙ轴负方向到正方向所看到的结果，在数控车床上可以加工由任意直线和圆弧形成的形状复杂的回　因此，它与圆弧规定的方向应从Ｙ轴正方沿着负方向看，正好相　转体零件。　反，所以圆弧加工指令不是顺时针Ｇ０２指令而是逆时针Ｇｏ３指　要实现数控机床加工，编写零件的加工程序是关键。数控机　令。而对于图２ａ１中后置刀架的Ｙ轴正方向垂直纸面指向外，刚　床加工程序编制的方法有两种：即手工编程与自动编程，在数控　好视线的方向为Ｙ轴的负方向，与判断方向由Ｙ轴正向到负向　车床上加工工件时大多数采用手工编程的方法。在手工编程中　的方向是相同的。所以圆弧加工指令为逆时针指令ＧＯ３。我们再　后　编制圆弧轮廓的加工程序时，采用顺时针圆弧插补指令ＧＯ２和　看一下凹圆弧的加工指令判定。同样的方法我们得出在前置、　逆时针圆弧插补指令Ｇ０３来编写，一些学生不能正确地判段出　置刀架机床上加工凹圆弧时都用顺时针圆弧插补指令Ｃ０２。该圆弧加工应采用顺时针圆弧插补指令ＧＯ２还是逆时针圆弧插　在数控车床上加工圆弧时，不仅要正确的判断出圆弧的顺、　补指令ＧＯ３。那么，我们应该如何区　逆时针方向，合理选择ＧＯ２、ＧＯ３指令，用Ｘ（Ｕ），ｚｆ　指定圆弧的　分呢？要正确无误地选用ＧＯ２和　终点坐标，而且还要正确指定圆弧的中心位置。在应用中常用指　Ｇ０３需要在三维坐标系内分析和判　定圆心位置的方式有两种，即：１）用圆弧半径Ｒ指定圆心位置；　断。即圆弧顺、逆方向的判别方法按　２）用Ｉ、Ｋ指定圆心位置；如图３所示。　格式一：用圆弧半径Ｒ指定圆心位置　右手直角笛卡儿坐标系确定：沿垂直　于圆弧所在平面（如ＸＯＺ平面）的坐　即：Ｇ０２／Ｇ０３　Ｘ（Ｕ１一　ＺｒＷ１一　Ｒ—　Ｆ一；　“　标轴的负方向ｆ＿Ｙ）看去，顺时针方向　格式二：用Ｉ、Ｋ指定圆心位置　一，为Ｇ０２，逆时针方向为ＧＯ３。如图１　所示：　即：ＧＯ２／Ｇ０３　Ｘ（Ｕ）－Ｚ（Ｗ）－Ｉ—Ｋ—Ｆ－；　图１＋　由于数控车床属于二轴加工的　数控机床，即反映了零件的直径和长　度。其坐标轴分别是ｘ轴和ｚ轴，则根据右手直角笛卡儿坐标　系来判断Ｙ轴，从Ｙ轴正方向往负方向看，如果圆弧起点到终　点为顺时针方向，则加工时用Ｇ０２指令；反之，如果圆弧起点到　终点为逆时针方向，则为Ｇ０３指令。然而在实际教学过程中，大　多数学生不容易掌握第三根轴Ｙ的方向，在判断时很容易出错。　本文提出了一种数控车床手工编程中正确选用顺、逆时针圆弧　格式中：（１）Ｘ、ｚ的值是指圆弧终点的绝对坐　．　标值；（２）ｕ、Ｗ为圆弧终点相对于圆弧起点　‘　的增量坐标值；（３）Ｉ、Ｋ为圆弧起点到圆弧　圈３　中心所作矢量分别在ｘ、ｚ坐标轴方向上的分矢量（矢量方向指　向圆心）。Ｉ、Ｋ为增量值，并带有“±”号，当分矢量的方向与坐标　轴的方向一致时取“＋”号，反之为“～”号，与Ｇ９０，Ｇ９１无关；（４）Ｒ　为指定圆弧半径，当用半径值指定圆心位置时，由于在同一半径　值的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性，为区别　二者，规定当圆弧的圆心角≤１８ｏ。时，Ｒ值为正，当圆弧的圆心　插补指令的方法。　角３６０。＞１８０。时，Ｒ值为负，当加工整圆时，就不能用半径Ｒ　我们知道，数控车床的刀架有前置刀架和后置刀架之分，这　编程了，只能用Ｉ、Ｋ来指定圆心的位置；在数控车床上所加工的　两种形式的车床ｘ轴正方向的　圆弧所对应的圆心角最大为１８０ｏ，所以在数控车床上加工圆　建立则刚好相反，如图２　ａ）所　弧时Ｒ值均为正值。（５）Ｆ为进给量；是模态量，它的设定单位有　示。因此我们在同一方向看到的　两种，即和，分别用指令Ｇ９８、Ｇ９９指定。　圆弧插补的顺逆方向也刚好相　总之，我们在数控车床上加工圆弧表面时，要准确地判断出　该圆弧段加工应用顺时针圆弧插补指令ＧＯ２，还是逆时针圆弧　反。那么在实际加工中某一圆弧　顺、逆时针的判定与刀架的位置　是否有关呢？　如图２　ｂ）所示，在前置刀　架的数控车床上加工凸圆弧段　时，采用逆时针圆弧插补指令　插补指令ＧＯ３。编程时根据零件图纸尺寸要求，准确合理地编写　前置刀架　图２．Ｊ　ｂ）　其加工程序，充分发挥数控机床的优越性。　参考文献：　高枫，肖卫宁主编．数控车削编程与操作训练．北京高等教育出　版社．２００５．６　１２３　—