圆弧插补指令在数控编程中的灵活应用

圆弧插补指令在数控编程中的灵活应用

作者：孟超平 刘月琴 陈庆丰 来源：《价值工程》2014年第27期

摘要： 介绍圆弧插补指令G02，G03在数控编程中的灵活应用，有效地提高了程序编制的效率及G02，G03选用的准确性，确保了工件的加工质量。

Abstract： This paper introduces the flexible application of circular arc interpolation instruction G02， G03 in NC programming， which effectively improves the efficiency of programming and accuracy of choosing G02， G03 and ensures the machining quality of workpiece. 关键词： 数控编程；圆弧插补；应用

Key words： NC programming；the circular arc interpolation；application 中图分类号：TH6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）27-0060-02 0 引言

《数控编程与加工操作》课程是数控技术专业的一门“理实一体化”专业主干课程，具有很强的实践性。其中圆弧插补指令在数控车、铣削加工中应用非常广泛，但由于其编程格式的不唯一性，再加上其插补方向的判断引入了三维坐标系，初学者在使用过程中有一定的难度，导致实操的过程中浪费很多时间而且容易出错，文章介绍了更有效简单的使用方法。 1 如何使用圆弧插补指令

圆弧插补指令的功能是使机床在给定的坐标平面内进行圆弧插补运动。使刀具按照指定的进给速度从圆弧起点插补到圆弧终点，实现两点间的圆弧加工，插补过程中可以进行切削加工。

1.1 圆弧插补指令的格式及各参数含义 在X-Y平面上加工圆弧时程序格式为： G17G02G03X_Y_I_J_R_F_

在X-Z平面上加工圆弧时的程序格式为： G18G02G03X_Z_I_K_R_F_

在Y-Z平面上加工圆弧时的程序格式为： G19G02G03Y_Z_J_K_R_F_

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指令格式中各参数含义：

G17、G18、G19为圆弧插补时所选择的加工平面，依次对应的平面为XY、XZ、YZ；G17可以省略，一般在立式数控铣床常见；G02、G03：G02表示按指定速度进给的顺时针圆弧插补指令，G03表示按指定速度进给的逆时针圆弧插补指令；X_Y_Z_为圆弧插补终点坐标值（可以采用G90方式，也可以采用G91）。I、J、K表示圆弧圆心相对于圆弧起点在X、Y、Z轴方向上的增量值；等于圆心坐标减去圆弧起点坐标，与G90，G91无关。

R是圆弧半径（当圆弧始点到终点所移动的角度小于180°时，半径R值为正，当从圆弧始点到终点所移动的角度超过180°时，半径R值为负，正好等于180°时，正负均可）；F是进行圆弧插补时的进给速度。

1.2 判断圆弧插补指令G02、G03的方法 顺圆、逆圆的判别方法是：利用笛卡尔直角坐标系右手定则判断出垂直于圆弧所在平面的坐标轴，沿着该轴的正方向往负方向看去，顺时针圆弧用G02，逆时针圆弧用G03，如图1所示。

1.3 使用注意事项 ①G02、G03为模态指令；为续效代码，一组可相互注销，这功能在被同一组的另一个功能注销前一直有效；②程序段中同时编入R与I、K时，R有效；③整圆编程时不能用R形式表示，只能用I、J、K形式，I、J、K为零时可以省略，规定了沿圆弧切向的进给速度。

2 圆弧插补指令在数控车铣中的应用举例 2.1 圆弧插补指令在数控车中的灵活应用

①由于大多数数控车床是前置刀架通常通过看零件图判别该用哪个指令，如果是加工外圆柱零件时，零件是凸的用G03，零件是凹的用G02；如果在加工内孔零件时，零件被切去部分是凸的用G03，零件被切去部分是四凹的用G02。②指令格式的简化，数控车床中Y轴为第三轴，编程时使用ZX平面，即G18可以省略，圆心位置用R表示，指令格式为G02/G03 X_Z_R_F_；试编制如图2所示零件的加工程序，选择1号外圆车刀，要求刀具从当前点开始运动，注意：两端圆弧交点的坐标是X=24，Z=-24。分析：在XZ平面，首先确定刀具运动轨迹上各关键点的坐标：当前点：（30，3）A：（0，3）B：（0，0）C：（24，-24）D：（26，-31），BC圆弧段为凸圆用G03，CD圆弧段为凹圆用G02，圆心位置用R表示，分别为R15和R5，绝对值编程具体程序单 如下： … …

G90G00X0Z3（当前点→A，运动到工件中心）

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G01X0Z0F80（A→B，刀具接触工件毛坯） G03X24Z-24R15（B→C，加工R15圆弧） G02X26Z-31R5（C→D，加工R5圆弧） … …

2.2 圆弧插补指令在数控铣床中的应用

2.2.1 由于大多数数控车床是前置刀架通常通过看零件图判别该用哪个指令，如果是加工外圆柱零件时，零件是凸的用G03，零件是凹的用G02；如果在加工内孔零件时，零件被切去部分是凸的用G03，零件被切去部分是四凹的用G02。

2.2.2 指令格式的简化，对于常用的立式数控铣床中Z轴为第三轴，编程时使用XY平面，即G17可以省略，圆心位置用R表示，指令格式为G02/G03 X_Y_R_

F_；整圆编程时只能用I、J形式，指令格式为G02/G03 X_Y_I_J_F_。下面使用G02对图3所示劣弧a和优弧b 编程。 ①圆弧a

G91 G02 X35 Y35 R35 F100 G91 G02 X35 Y35 I35 J0 F100 G90 G02 X0 Y35 R35 F300 G90 G02 X0 Y35 I35 J0 F100 ②圆弧b

G91 G02 X35 Y35 R-35 F100 G91 G02 X35 Y35 I0 J35 F100 G90 G02 X0 Y35 R-35 F100 G90 G02 X0 Y35 I0 J35 F100 3 结语

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正确掌握刀具圆弧插补功能指令，并合理巧妙的使用该指令，对简化程序、正确编制程序能够起到很好的作用，从而使程序应用性增强。 参考文献：

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[2]李华芳.圆弧零件加工中顺逆圆弧插补的判别方法[J].硅谷，2011（16）：137-138. [3]郑仪，韩德虎.圆弧插补在数控孔加工中的应用[J].贵阳金筑大学学报，2005（1）：106-109.

[4]刘丽鸿.数控加工编程及操作课程的“圆弧插补指令”教学探讨[J].天津职业院校联合学报，2011（5）：76-78.

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