Interpolación circular G02/G03: cómo determinar el sentido y elegir entre R e I/J/K
Explica cómo distinguir G02 (sentido horario) de G03 (sentido antihorario), junto con la selección del plano, el problema de 180° de los comandos R, los comandos de centro I/J/K y los círculos completos, mediante un ejemplo de fresado y el dibujo de su trayectoria.
Tres datos necesarios en un bloque de arco
Una línea recta puede trazarse solo con su punto final, pero un arco no, porque innumerables círculos pasan por los mismos puntos inicial y final. Por eso, un bloque de arco necesita el sentido de giro (G02 o G03), el punto final y el radio o la posición del centro.
¿Sentido horario visto desde qué lado?
G02 corresponde al sentido horario (CW) y G03 al antihorario (CCW). Sin embargo, el «sentido horario» se define mirando desde el lado positivo hacia el lado negativo del eje perpendicular al plano seleccionado. En el plano predeterminado G17 (XY) de un centro de mecanizado, equivale a mirar la mesa desde arriba, por lo que coincide con la intuición.
En G18 (ZX) o G19 (YZ), cambia la dirección de observación y el sentido puede parecer invertido respecto a un dibujo en pantalla. Los tornos usan G18 de forma predeterminada, y el sentido de giro visto en un dibujo cambia según la torreta esté por encima (trasera) o por debajo (delantera) de la línea central del husillo. La notación del eje X del torno se explica por separado en Programación en diámetro para torno y G18.
| Plano | Comando | Dirección de observación | Uso habitual |
|---|---|---|---|
| XY | G17 | De +Z hacia -Z | Plano predeterminado del centro de mecanizado |
| ZX | G18 | De +Y hacia -Y | Plano predeterminado del torno, fresado lateral |
| YZ | G19 | De +X hacia -X | Fresado lateral |
Precauciones con los comandos R
Indicar directamente el radio, como en G03 X40. Y10. R10., casi no requiere cálculos y se utiliza mucho en programas escritos manualmente. Sin embargo, incluso con el mismo punto inicial, punto final y radio, son posibles dos círculos: el corto (180° o menos) y el largo (más de 180°).
La mayoría de los controles interpretan un R positivo como un arco de 180° o menos y un R negativo como un arco de más de 180°. Si se olvida el signo de R al querer un arco de 270°, se genera uno de 90° y la herramienta corta en el lugar equivocado. Además, un círculo completo cuyos puntos inicial y final coinciden no puede definirse con R, porque R solo indica el tamaño del círculo y no fija su posición.
Comandos I/J/K: indicación directa del centro
I, J y K son las distancias desde el punto inicial del arco hasta el centro en X, Y y Z, respectivamente. En la mayoría de los controles, I/J/K se interpretan como valores incrementales desde el punto inicial incluso en el modo absoluto G90. En el ejemplo, G02 X50. Y40. I10. J0. es un arco de radio 10 centrado en (50,30), a una distancia de 10 en X desde el punto inicial (40,30).
Como el centro se indica explícitamente, el método I/J/K es adecuado para círculos completos, arcos mayores de 180° y casos que requieren precisión, como la salida de CAM. En cambio, si el punto final no está realmente sobre ese círculo, los radios inicial y final difieren, y se genera una alarma cuando la diferencia supera la tolerancia.
Trayectoria de ejemplo
El primer arco es antihorario con R, el segundo es horario con I/J y el último bloque es un círculo completo cuyos puntos inicial y final coinciden. El dibujo muestra cómo los tres se enlazan en una sola trayectoria.
Una trayectoria que enlaza un arco antihorario con R, un arco horario con I/J y un círculo completo con I/J
O2002
T2 M6
G21 G90 G17 G94
G54
S2500 M03
G00 X0. Y-5. Z5.
G01 Z-1. F80
Y0. F250
X30.
G03 X40. Y10. R10.
G01 Y30.
G02 X50. Y40. I10. J0.
G01 X70.
G02 X70. Y40. I0. J-15.
G00 Z50.
M30La figura anterior es el resultado de analizar este programa con CNC Path Analyzer (rápido 2 segmentos, corte lineal 5 segmentos, arco 3 segmentos).
Lista de comprobación para localizar errores de arco
- Plano: ¿está seleccionado el plano previsto entre G17/G18/G19? Con otro plano, el mismo G02 forma un círculo en otra dirección.
- Signo de R: ¿se ha escrito R como positivo para un arco mayor de 180°?
- Coincidencia del punto final: ¿el radio calculado a partir de I/J es igual a la distancia del centro al punto final? Incluso las diferencias de redondeo en el tercer decimal pueden provocar una alarma al acumularse.
- Compensación del radio de herramienta: con G41/G42 activos, no puede generarse una trayectoria compensada si el radio de un arco interior es menor que el radio de la herramienta.
- Avance: al mecanizar el interior de un arco, la velocidad del centro de la herramienta y la velocidad del filo son diferentes. Es habitual reducir F para arcos interiores de radio pequeño.
Práctica: convertir un comando R a I/J
En el ejemplo, G03 X40. Y10. R10. es un arco antihorario de 90° y radio 10 desde el punto inicial (30, 0) hasta el punto final (40, 10). El arco antihorario corto de radio 10 que pasa por estos dos puntos tiene su centro en (30, 10). La distancia desde el punto inicial hasta el centro es X 0, Y +10, por lo que el mismo arco también puede escribirse como G03 X40. Y10. I0. J10..
El círculo completo final G02 X70. Y40. I0. J-15. tiene su centro en (70, 25) y un radio de 15. Su circunferencia es 2 × π × 15 ≈ 94.2 mm, por lo que una revolución a F250 tarda unos 22.6 segundos.
Cómo muestra los arcos la herramienta
CNC Path Analyzer aproxima los arcos mediante segmentos rectos cortos y, para los bloques de arco cuyo sentido o radio no concuerda, muestra una advertencia con la línea causante en vez de inventar una trayectoria. El punto inicial de la línea advertida es el punto final del bloque anterior, por lo que a menudo son incorrectas las coordenadas del bloque lineal inmediatamente anterior y no las del propio bloque de arco.