для чего нужны коды g02 и g03

Круговая интерполяция – G02 и G03

Если обработку по прямой линии несложно производить и на простом станке с ручным управлением, то перемещение инструмента по дуге точнее и проще выполнять на станке с ЧПУ.

Коды G02 и G03 предназначены для выполнения круговой интерполяции. Код G02 используется для перемещения по дуге по часовой стрелке, a G03 – против часовой стрелки. Направление перемещения определяется, когда мы смотрим на инструмент со стороны шпинделя, в отрицательном направлении оси Z. Как и при выполнении линейной интерполяции, в кадре круговой интерполяции необходимо указать скорость рабочей подачи F.

Существуют два способа для формирования кадра круговой интерполяции. Сравните структуру следующих кадров:

В первом варианте для выполнения кругового перемещения указывают: код G02 (G0З); координаты конечной точки дуги; I, J, К – слова данных и скорость рабочей подачи. А во втором варианте вместо I, J, К указывают R. Выбор варианта записи кадра кругового перемещения зависит от возможностей ЧПУ и привычки программиста. Большинство современных станков с ЧПУ поддерживают оба варианта записи.

Рис. 6.5. Направление перемещения по дуге можно определить, если посмотреть на заготовку со стороны инструмента. В данном случае фреза перемещается по часовой стрелке, значит, используем код G02

В кадре с кодом круговой интерполяции необходимо указать координаты конечной точки перемещения (дуги). Если, кроме X и Y, в кадре находится Z-слово данных, то это значит, что производится винтовая интерполяция. Винтовая интерполяция, которая поддерживается не всеми системами ЧПУ, позволяет выполнять фрезерование резьбы и обеспечивает плавное винтовое врезание инструмента в материал заготовки.

Дуга с I, J, К

Для полного описания дуги недостаточно задать только координаты ее конечной точки. Необходимо также указать радиус и координаты центра.

Рис. 6.6. Адреса I, J, К используются для определения центра дуги

При помощи I, J и К вы указываете относительные (инкрементальные) расстояния от начальной точки дуги до ее центра. Слово данных с I относится к оси X, слово данных с J – к оси Y, а слово данных с К – к оси Z. При этом в зависимости от расположения дуги значения могут быть положительными или отрицательными.

Рис. 6.7. Для описания дуги № 1 необходимо указать положительное значение для I и отрицательное для J

Рис. 6.8. Для описания дуги № 2 необходимо указать положительное значение для I и положительное для J

Дуга с R

Более простой способ задания центра дуги основан на применении адреса R (радиуса). Если ваша стойка поддерживает такой формат для круговой интерполяции, то СЧПУ самостоятельно производит необходимые расчеты для определения координат центра дуги. Многие СЧПУ при работе с R требуют, чтобы окружность была разбита на несколько сегментов.

Для однозначного определения формы дуги нужно указывать соответствующий знак перед числовым значением радиуса R. Для дуги, которая больше 180°, значение R будет отрицательным. Для дуги, которая меньше 180°, значение R будет положительным.

Рис. 6.9. Так как дуга меньше 180° (ее центр расположен снаружи хорды), то R будет иметь положительное значение

Рис. 6.10. Так как дуга больше 180° (ее центр расположен внутри хорды), то R будет иметь отрицательное значение

Использование G02 и G03

Давайте разберемся, как работает круговая интерполяция, на примере. Приведенный ниже фрагмент управляющей программы перемещает инструмент по дуге с радиусом 3 мм из точки А (0;0) в точку В (3;3) со скоростью рабочей подачи 100 мм/мин.

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

Так как центр дуги находится на расстоянии 3 мм по оси X и 0 мм по оси Y относительно начальной точки А, то I будет равно 3.0, a J равно 0. Полученная дуга составляет всего четверть от полной окружности. Попытаемся описать всю окружность постепенно. Следующий кадр перемещает инструмент из точки В (В1) в точку В2. Так как скорость рабочей подачи не изменяется, то нет необходимости повторно указывать F-слово данных.

Рис. 6.11. Перемещение по дуге с R3 из точки А (0;0) в точку В (3;3)

Так как центр дуги находится на расстоянии 0 мм по оси X и 3 мм по оси Y относительно точки В, то I будет равно 0, a J равно –3. Таким образом, нам удалось создать перемещение по дуге из точки А в точку В2 при помощи двух кадров. Этот пример не случаен. Дело в том, что многие станки требуют именно такого разбиения окружности. То есть для описания полной окружности может потребоваться до четырех кадров.

В настоящее время большинство систем ЧПУ позволяют выполнить операцию по описанию полной окружности за два или даже за один кадр. Поэтому перемещение из точки А в точку С можно записать следующим образом:

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

Рис. 6.12. Современные системы ЧПУ допускают описание подобной дуги в одном кадре

А для полной окружности с радиусом 3 мм и центром в точке с координатами (0; 0) справедливым будет следующий кадр:

N15 G02 Х-3.0 Y0.0 13.0 J0.0

Рис. 6.13. Описание полной окружности в одном кадре также возможно

Дуги такого типа несложно описать математически. Однако если начальная и конечная точки дуги образуют некоторый сложный угол или эти точки находятся в разных квадрантах, то для нахождения значений I, J, К требуются определенные тригонометрические вычисления (рис. 6.14). При этом необходимо, чтобы расчеты были достаточно точными, иначе СЧПУ может выдать сообщение о невозможности построения дуги.

Рис. 6.14. Часто для расчета дуги «вручную» необходимо приложить некоторые усилия

На рис. 6.15 изображена дуга, которую необходимо описать при помощи кодов круговой интерполяции с R-словом данных. В случае, когда инструмент перемещается по дуге по часовой стрелке (G02) из точки А в точку В, в УП должен присутствовать следующий кадр: G02 Х0 Y-10 R10. Если инструмент перемещается по дуге против часовой стрелки (G03) из точки В в точку А, в УП должен присутствовать следующий кадр: G03 Х10 Y0 R10.

Рис. 6.15. Дуга, которую необходимо описать при помощи кодов круговой интерполяции с R-словом данных

Источник

Краткое руководство по G-Code. Круговая интерполяция G02 и G03.

Круговая интерполяция G02 и G03 — это движение по круговой дуге

Круговое движение — это режим, инициируемый через G02 и G03

Как и линейное движение (инициированное G00 и G01), круговое движение — это режим, инициированный через G02 и G03. G02 устанавливает режим для дуг окружности по часовой стрелке. G03 устанавливает режим для дуг окружности против часовой стрелки.

Определение дуги для контроллера ЧПУ

После того, как установлен режим G02 или G03, дуги определяются в G-коде путем идентификации двух конечных точек и центра, который должен быть равноудаленным от каждой конечной точки, в противном случае возникнет аварийный сигнал.

Определение центра через относительные смещения IJK

Центр чаще всего идентифицируется с помощью I, J или K для определения относительного смещения от начальной точки дуги к центру. Вот типичная дуга по часовой стрелке:

Буквы I и J указывают относительные координаты от начальной точки до центра. Другими словами, если мы добавим значение I к X начальной точки и значение J к Y начальной точки, мы получим X и Y для центра.

Определение центра через радиус с помощью «R»

Мы также можем определить центр, просто указав радиус круга. Допустим радиус нашего круга равен 2, поэтому g-код может быть простым:

Многие из вас прямо здесь и сейчас решат, что, поскольку R проще для понимания и короче для написания, вы просто собираетесь использовать R и забыть о IJK. Но мастера ЧПУ обработки советуют использовать команды IJK. Их аргумент состоит в том, что, используя IJK, вы дважды проверяете правильность дуги.

Потому что контроллер может вычислить фактический набор координат для центра через IJK. Получив координаты центра, он может проверить, что он одинаково удален от обеих конечных точек. Проверка каждого из этих двух расстояний — это двойная проверка. В случае формата «R» контроллер не имеет такой двойной проверки. Он должен выбрать центр, который гарантирует равное расстояние.

Лично я не знаю, согласен ли я с инструкторами ЧПУ в том, что это обеспечивает дополнительную проверку или нет. Я говорю, что используйте тот подход, который имеет смысл в вашей конкретной ситуации, но вы определенно должны быть знакомы с обоими. В любом случае вам нужно будет привыкнуть к относительным координатам, поскольку они чертовски удобны.

Варианты синтаксиса Arc для различных диалектов и режимов G-кода

Это еще одно из тех мест, где происходит много непонятных вещей, например, что будет делать ваш контроллер. Обычно предполагается, что если у вас есть и IJK, и R в одном блоке, R имеет приоритет, а IJK игнорируется. Но есть контроллеры, которые работают не так, поэтому убедитесь, что вы знаете, что происходит.

Есть несколько параметров, которые определяют, как работают дуги.

Давайте рассмотрим эти варианты:

— Инкрементальный против абсолютного IJK : мы обсуждали IJK как представление координат относительно начальной точки для центра. Добавьте I к X, J к Y и K к Z начальной точки, и вы получите центр. Многие элементы управления также имеют возможность использовать IJK как абсолютные координаты центра.

— Модальные центры IJK : когда IJK являются абсолютными координатами центра, некоторые контроллеры запоминают последний определенный центр, поэтому в этом случае IJK является модальным. При использовании такой настройки управления вы можете просто продолжать вводить команды XYZ для дуг без необходимости каждый раз определять новый центр. Однако не ясно, что вы сэкономите много — как часто вы хотите делать несколько дуг с одним и тем же центром?

— Модальные центры R : Еще одна разновидность идеи модального центра состоит в том, чтобы позволить радиусу, определенному буквой «R», быть модальным. Каким бы ни был последний использованный R, контроллер запоминает и снова использует это значение, если R не задано. Это кажется более полезным, чем модальный IJK. Например, у кармана могут быть дуги для углов одинакового радиуса.

— Приоритет R : как уже упоминалось, большинство контроллеров будут использовать «R», если «R» и «IJK» указаны в одном блоке. Н

— Helical Interp. : Эта опция определяет, разрешает ли ваш контроллер спиральную интерполяцию.

Наиболее распространенная проблема при настройке постпроцессора CAM или симулятора ЧПУ: абсолютный и относительный IJK

У всех нас был опыт, когда мы смотрели на симуляцию проходов (или, что еще хуже, видели его в реальном движении инструмента, что довольно пугающе), и видели гигантские почти полные круги без каких-либо признаков знакомых движений деталей, которые мы ожидали увидеть. Вот типичный пример:

Если вы видите такие вещи, первое, что нужно проверить, — это абсолютный IJK в сравнении с относительным IJK для дуг. Настройка должна соответствовать между тем, что выдает CAM, и тем, чтополучает контроллер или симулятор.

Дроби круга, квадранты и регуляторы

Первое, что нужно знать о дуге, это то, что невозможно указать дугу более 360 градусов. В некоторых контроллерах для спиральной интерполяции есть некоторые исключения (см. Ниже) просто потому, что это может быть полезно для спиралей. Если требуется полный круг, установите начальную и конечную точки равными друг другу:

G02 X3.25 Y2.0 I-1.25 J0

Интересно, что вы не можете указать полный круг с помощью «R». Это связано с тем, что существует бесконечное количество кругов, которые начинаются и заканчиваются в одной и той же точке определенного радиуса, поэтому контроллер не знает, какой круг может быть правильным.

Есть еще более забавный ньюанс с «R» и более крупными дугами. Например, дуга все еще может иметь определенный радиус и по часовой стрелке (или против часовой стрелки), но центр будет разным, если вы перемещаетесь более чем на 90 градусов. Например:

Учитывая два показанных варианта, контроллер выбирает путь на основе знака радиуса. Отрицательное получает более длинную дугу, положительное — короче. Отрицательный знак заставляет контроллер искать дугу более 180 градусов.

Некоторые контроллеры еще более чувствительны и не будут программировать дугу, пересекающую линию квадранта. Следовательно, наибольший угол, по которому может следовать дуга, составляет 90 градусов, и этот угол не должен пересекать 0, 90, 180 или 270 градусов. Углы в 90 градусов, пересекающие линию квадранта, должны быть разбиты на две части, причем соединение между частями должно быть прямо на линии квадранта.

Полные круги без XYZ

Полные круги появляются, когда начальная и конечная точки идентичны, а центр указан через IJK (помните, что R ведет к бесконечному количеству кругов). Учитывая, что вы хотите, чтобы начальная и конечная точки были одинаковыми, возможно, вам не придется беспокоиться даже об указании конечной точки с помощью XYZ. Некоторым контроллерам это может потребоваться, но большинству — нет. Вот простая программа с g-кодом, которая таким образом создает 3 круга:

N45 G0 X-2. Y.75
N46 G1 Z-.5 F10.
N47 Y.5 F30. S2000
N48 G2 J-1.1
N49 G1 Y.75
N50 Z.2
N51 G0 X.75 Y-3.4
N52 G1 Z-.5 F10.
N53 X.5 F30.
N54 G2 I-1.1
N55 X.75
N56 Z.2
N57 G0 X-4.75 Y-3.4
N58 G1 Z-.5 F10.
N59 X-4.5 F30.
N60 G2 I1.1
N61 G1 X-4.75
N62 Z.2

А вот как выглядит визуализация:

Совет по упрощению программирования дуги: начните с сегментов

Когда я прокладываю траекторию инструмента, я предпочитаю оставлять дуги напоследок. Вместо каждой дуги я просто помещаю отрезок линии, конечные точки которого соответствуют конечным точкам дуги. Это позволяет быстро собрать грубый набросок траектории инструмента, и часто кажется, что легче вернуться и преобразовать линии в дуги, когда базовая структура уже установлена.

Спиральная интерполяция

Вот пример кода программы фрезерования резьбы:

Это формат «R» (радиус) для дуг, и обратите внимание, что есть координата Z, чтобы указать изменение глубины для конечной точки каждой дуги. В этом коде используется относительное движение (G91), поэтому каждый «Z0.0179» перемещает фрезу на 0,0179 дюйма глубже.

Мы вернемся к резьбофрезерованию более подробно в следующей главе, полностью посвященной этой теме. А пока мы просто хотели, чтобы вы познакомились с идеей создания спиралей, а также плоских двумерных дуг.

Создание траекторий движения инструмента понравится вашей машине

Каждый раз, когда резак меняет направление, он добавляет определенное напряжение. Резак будет врезаться в материал больше или меньше, чем был, в зависимости от того, меняется ли направление на заготовку (или неразрезанный материал) или от нее. Ваша машина будет намного счастливее, если вы запрограммируете дугу, а не резкое изменение направления по прямой. Даже дуга с очень маленьким радиусом позволит контроллеру избежать мгновенного изменения направления, что может оставить след на поверхности в лучшем случае и вызвать вибрацию или другие проблемы в худшем случае. Для небольших изменений направления это может не иметь смысла. Но чем резче изменение, тем больше вероятность, что вам следует использовать дугу для облегчения поворота.

Источник

Что такое G-код для станков с ЧПУ

Программы с G-кодом пишутся в виде текстового формата, каждую строчку называют кадром. Кадр состоит из буквенного символа – это адрес и цифра, в которой выражено числовое значение. Коды бывают основными и вспомогательными. На основе такой программы работает токарный и фрезерный станок с ЧПУ.

Для станков с программным числовым управлением существует специальный язык. Этот язык называют ISO 7 bit. Система G кодов для ЧПУ представляет собой специальные команды для работы фрезерных и токарных станков с ПУ, в командах задаются специальные параметры. Обучение ЧПУ программированию производится в технических колледжах или на курсах дополнительного образования.

Что такое G-код

Кодовая система для токарно – фрезерных станков с ЧПУ представляет собой особую группу команд, которые распознаются станками с функциями программного управления. Кодовая система была разработана компанией Electronic Industries Allience в 1960 году и доработана в 1980 году. С 1982 года она начала действовать в России. Кодовый язык входит в структуру основ программирования, он непрерывно совершенствуется и изменяется.

Какие бывают G-коды

Программы с G-кодом пишутся в виде текстового формата, каждую строчку называют кадром. Кадр состоит из буквенного символа – это адрес и цифра, в которой выражено числовое значение. Коды бывают основными и вспомогательными. На основе такой программы работает токарный и фрезерный станок с ЧПУ.

Команды группы G называют подготовительными. Они задают движение рабочих элементов на станке с определенной скоростью. Скорость может быть круговой или линейной. Также G-код используется для обработки отверстий и резьбы. Еще одной функцией является управление параметрами и координатными системами аппаратуры.

Основные команды программы направлены на выполнение следующих функций:

Символы бывают разными: М выполняет вспомогательные функции, такая команда необходима для смены инструмента, вызова подпрограммы и ее завершения, S – это функция основного движения, F – подача, Т, D, Н являются выражением функций инструмента.

Значение символа зависит от вида станка с ЧПУ. Программирование осуществляется на основе этих кодов.

Подготовительные функции

Подготовительные функции в кодовой системе выражены символом G. Каждому коду соответствует особенное значение. Все подготовительные команды, к примеру, выбор рабочей плоскости или выбор скорости перемещения, задаются первыми в программе. В коде зашифрована определенная функция. Числовыми значениями задаются параметры.

Расшифровка основных G кодов для ЧПУ

Перейдем к рассмотрению того, как расшифровываются основные G коды для станков с ПУ.

Задает скоростное позиционирование. Ее используют, когда нужно быстро переместить режущий инструмент в готовое состояние для начала работы или поместить его в безопасную позицию. Ускоренный вариант не применяют в процессе обработки деталей, поскольку скорость, которая развивается в данном случае, очень высока. Данную команду можно отменить с помощью команды G01, G02, G03.

Представляет собой линейную интерполяцию. Такая команда необходима для движения инструмента по прямой, скорость задается символом F. Отмена функции осуществляется кодами G00, G02, G03. Пример записи команды: G01 X20 Y150 F60.

Задает движение по часовой стрелке, режущий инструмент начинает двигаться по дугообразной траектории, скорость задается символом F. Также задаются параметры в координатной плоскости. Символы I, J, K – определяющие координаты дуги в плоскости. Отмена осуществляется кодами G00, G01, G03.

Это движение против часовой стрелки по дуге с заданной скоростью.

Задают перерыв в работе. продолжительность паузы задается Х или Р символом. Обычно пауза длится около одной секунды.

Задает плоскость. С помощью кода G17 выбирают координаты XY. Такая функция необходима для вращающихся движений и процесса сверления.

Задает плоскость в координатах XZ, эта плоскость становится рабочей в процессе круговой интерполяции, вращательных движениях и процессе сверления.

Позволяет выбрать рабочую площадь в координатах YZ. Такая функция необходима для движения инструмента в круговой интерполяции и постоянном цикле сверления.

Позволяет вводить данные в дюймовых измерениях. Функция предназначена для работы с дюймовыми показателями.

Позволяет работать с метрическими показателями. Он необходим при работе с данными, выраженными в метрах.

Отменяет функцию автоматической коррекции на заданный радиус инструмента, задаваемого G41 и G42.

Включает автокоррекцию на радиус инструмента, который располагается слева от обрабатываемой детали относительно хода его движения. В программу также входит функция D.

Аналогичен коду G41, он предназначен для автокоррекции на радиус, расположенный справа от обрабатываемой детали. Программу также задают с функцией D.

Необходим для компенсации длины инструмента, корректирует его положение и задается вместе с функцией инструмента Н.

Задает локальные координатные параметры помимо стандартных параметров.

Позволяет переключаться на координатную систему рабочего станка.

G54 – G59

Осуществляют заданное смещение рабочего элемента относительно координатных параметров станка. Используя коды G54, G55, G56, G57, G58, G59 можно определить, в какой именно системе координат будет совершаться работа. Меняя коды, программист получает возможность обрабатывать разнообразные детали.

Если кодами G54 – G59 была задана какая-либо координатная система, то она будет действовать до тех пор, пока не будет отменена, и введутся другие параметры.

Представляет собой режим резки, при этом автоматически отменяются другие функции.

Задается вращение координат, команда позволяет смещать координатную систему под определенным углом. Плоскость вращения, центр и угол поворота задается командами G17, G18, G19, R. Команда G69 отменяет эту функцию.

Позволяет делать отверстия в изделиях.

Это функция высокоскоростного сверления отверстий.

Используется для нарезания левой резьбы.

G81, G82, G83

Используются для цикла сверления: стандартного, с выдержкой и прерывистого.

G85 – G87

Позволяют осуществлять разные циклы растачивания.

Позволяет установить абсолютные накопители положения.

Задает параметры оборотов, производимых за одну минуту.

Все коды взаимодействуют между собой и образовывают отдельную группу. В системе программы одна функция сменяется другой. Пример кодовой программы можно найти в интернете. Кодовая таблица должна быть в поле зрения во время программирования.

Требования к написанию программы

Программы, которые пишут для станка с ЧПУ на основе использования джи кодов, имеют определенную совершенно четкую структуру, которая состоит из нескольких команд. Все команды для работы со станком объединяются по группам – кадрам. Завершение одного кадра отмечается символом CR/LF, программу заканчивает вспомогательный код М02 или М30.

Если к программе необходимо сделать комментарий, то его размещают в круглых скобках. К примеру, (перемещение к точке начала фрезерования). Комментарий может находиться сразу после кода, но можно также и вынести его в отдельную строку.

Одна и та же команда может повторяться неоднократно, заданное количество раз в определенной последовательности. Программа пишется с помощью основных и вспомогательных функций. Ее считывают токарные и фрезерные станки.

Генерированием кодов для работы за станком на производстве занимаются специальные программы. На каждом предприятии такая система действует отлажено и ее контролирует оператор. При необходимости любую программу можно сгенерировать самостоятельно с помощью специального программного обеспечения, которое можно скачать в интернете.

Никаких специальных знаний для этого не потребуется, достаточно иметь представление о декартовой системе координат, знать физические величины и определения из курса геометрии. В качестве примера можно воспользоваться уже готовой программой. Для работы потребуются таблицы с расшифровкой кодов.

Для создания кода необходимо иметь следующие знания:

На практике такие действия произвести несложно. Для того чтобы понять как устроена система, можно посмотреть пример записи команд, потребуется также вспомогательная таблица с кодами.

Существуют специальные сервисы, позволяющие создавать программы для станков онлайн, их можно генерировать на готовом примере. Никакое дополнительное программное обеспечение устанавливать на компьютер не потребуется. Все, что нужно, это выход в интернет. При программировании требуется особая внимательность, если ошибиться в ведении числового показания, можно повредить деталь или сломать станки. Программы, созданные таким образом, можно использовать на токарных, фрезерных, плазменных станках и обрабатывать самые разные материалы.

Источник