Interpolazione circolare G02/G03: determinare la direzione e scegliere tra R e I/J/K
Spiega come distinguere G02 (senso orario) da G03 (antiorario) insieme alla selezione del piano, il problema dei 180 gradi dei comandi R, i comandi del centro I/J/K e i cerchi completi, usando un esempio di fresatura e il relativo disegno del percorso.
Le tre informazioni necessarie a un blocco di arco
Una linea retta può essere tracciata conoscendo solo il punto finale, ma un arco no, perché infiniti cerchi passano per gli stessi punti iniziale e finale. Un blocco di arco richiede quindi la direzione di rotazione (G02 o G03), il punto finale e il raggio oppure la posizione del centro.
Senso orario visto da quale lato?
G02 indica il senso orario (CW) e G03 quello antiorario (CCW). Tuttavia, il "senso orario" è definito guardando dal lato positivo verso il lato negativo dell'asse perpendicolare al piano selezionato. Nel piano predefinito G17 (XY) del centro di lavoro, equivale a guardare il tavolo dall'alto e corrisponde quindi all'intuizione.
In G18 (ZX) o G19 (YZ), la direzione di osservazione cambia e il verso può sembrare invertito rispetto a un disegno sullo schermo. I torni usano G18 per impostazione predefinita e il verso di rotazione visto nel disegno si inverte a seconda che la torretta si trovi sopra (posteriore) o sotto (anteriore) la linea centrale del mandrino. La notazione dell'asse X del tornio è trattata separatamente in Programmazione diametrale al tornio e G18.
| Piano | Comando | Direzione di osservazione | Uso tipico |
|---|---|---|---|
| XY | G17 | Da +Z verso -Z | Piano predefinito del centro di lavoro |
| ZX | G18 | Da +Y verso -Y | Piano predefinito del tornio, fresatura laterale |
| YZ | G19 | Da +X verso -X | Fresatura laterale |
Precauzioni con i comandi R
Specificare direttamente il raggio, come in G03 X40. Y10. R10., non richiede quasi alcun calcolo ed è molto usato nei programmi scritti a mano. Tuttavia, anche con gli stessi punti iniziale e finale e lo stesso raggio, sono possibili due cerchi: quello corto (180° o meno) e quello lungo (oltre 180°).
La maggior parte dei controlli interpreta un R positivo come un arco di 180° o meno e un R negativo come un arco di oltre 180°. Se si dimentica il segno di R volendo ottenere un arco di 270°, viene prodotto un arco di 90° e l'utensile taglia nel punto sbagliato. Inoltre, un cerchio completo con punti iniziale e finale coincidenti non può essere definito con R, perché R fornisce soltanto le dimensioni del cerchio e non ne fissa la posizione.
Comandi I/J/K: indicare direttamente il centro
I, J e K sono rispettivamente le distanze dal punto iniziale dell'arco al centro lungo X, Y e Z. Sulla maggior parte dei controlli, I/J/K vengono letti come valori incrementali dal punto iniziale anche in modalità assoluta G90. Nell'esempio, G02 X50. Y40. I10. J0. è un arco di raggio 10 con centro in (50,30), distante 10 lungo X dal punto iniziale (40,30).
Poiché il centro è esplicito, il metodo I/J/K è adatto a cerchi completi, archi superiori a 180° e casi che richiedono precisione, come l'output CAM. Se però il punto finale non si trova realmente sul cerchio, i raggi iniziale e finale differiscono e viene generato un allarme quando la differenza supera la tolleranza.
Percorso di esempio
Il primo arco è antiorario con R, il secondo è orario con I/J e l'ultimo blocco è un cerchio completo i cui punti iniziale e finale coincidono. Il disegno mostra come i tre elementi si collegano in un unico percorso.
Percorso che unisce un arco antiorario con R, un arco orario con I/J e un cerchio 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 sopra è il risultato dell’analisi di questo programma con CNC Path Analyzer (rapido 2 segmenti, taglio lineare 5 segmenti, arco 3 segmenti).
Lista di controllo per individuare gli errori degli archi
- Piano: è selezionato il piano previsto tra G17/G18/G19? Con un piano diverso, lo stesso G02 genera un cerchio orientato diversamente.
- Segno di R: R è stato scritto positivo per un arco superiore a 180°?
- Corrispondenza del punto finale: il raggio calcolato da I/J è uguale alla distanza tra il centro e il punto finale? Anche differenze di arrotondamento alla terza cifra decimale possono generare un allarme quando si accumulano.
- Compensazione del raggio utensile: con G41/G42 attivo, non è possibile creare un percorso compensato se il raggio di un arco interno è inferiore al raggio dell'utensile.
- Avanzamento: durante la lavorazione dell'interno di un arco, la velocità del centro utensile differisce da quella del tagliente. Per archi interni di piccolo raggio è comune ridurre F.
Esercizio: conversione di un comando R in I/J
Nell'esempio, G03 X40. Y10. R10. è un arco antiorario di 90° con raggio 10 dal punto iniziale (30, 0) al punto finale (40, 10). L'arco antiorario corto di raggio 10 che passa per questi punti ha il centro in (30, 10). La distanza dal punto iniziale al centro è X 0, Y +10, quindi lo stesso arco può essere scritto anche come G03 X40. Y10. I0. J10..
Il cerchio completo finale G02 X70. Y40. I0. J-15. ha il centro in (70, 25) e raggio 15. La circonferenza è 2 × π × 15 ≈ 94.2 mm, quindi un giro a F250 richiede circa 22.6 secondi.
Come lo strumento visualizza gli archi
CNC Path Analyzer approssima gli archi con brevi segmenti rettilinei e, per i blocchi di arco con direzione o raggio incoerenti, segnala un avviso con la riga che ha causato il problema invece di inventare un percorso. Il punto iniziale della riga segnalata è il punto finale del blocco precedente, quindi spesso è errata la coordinata del blocco lineare immediatamente precedente, non il blocco di arco stesso.