Interpolação circular G02/G03: determinar o sentido e escolher entre R e I/J/K
Explica como distinguir G02 (sentido horário) de G03 (sentido anti-horário), juntamente com a seleção do plano, o problema de 180° dos comandos R, os comandos de centro I/J/K e os círculos completos, usando um exemplo de fresamento e o desenho de sua trajetória.
Três informações necessárias em um bloco de arco
Uma linha reta pode ser traçada apenas com seu ponto final, mas um arco não, pois inúmeros círculos passam pelos mesmos pontos inicial e final. Portanto, um bloco de arco precisa do sentido de rotação (G02 ou G03), do ponto final e de um raio ou da posição do centro.
Sentido horário visto de qual lado?
G02 corresponde ao sentido horário (CW) e G03 ao sentido anti-horário (CCW). No entanto, o «sentido horário» é definido olhando do lado positivo para o lado negativo do eixo perpendicular ao plano selecionado. No plano padrão G17 (XY) de um centro de usinagem, isso equivale a olhar a mesa de cima, portanto corresponde à intuição.
Em G18 (ZX) ou G19 (YZ), a direção de observação muda, e o sentido pode parecer invertido em relação a um desenho na tela. Os tornos usam G18 como padrão, e o sentido de rotação visto em um desenho muda conforme a torre esteja acima (traseira) ou abaixo (dianteira) da linha de centro do spindle. A notação do eixo X do torno é abordada separadamente em Programação em diâmetro no torno e G18.
| Plano | Comando | Direção de observação | Uso típico |
|---|---|---|---|
| XY | G17 | De +Z para -Z | Plano padrão do centro de usinagem |
| ZX | G18 | De +Y para -Y | Plano padrão do torno, fresamento lateral |
| YZ | G19 | De +X para -X | Fresamento lateral |
Cuidados com os comandos R
Fornecer o raio diretamente, como em G03 X40. Y10. R10., quase não exige cálculos e é muito usado em programas escritos manualmente. No entanto, mesmo com o mesmo ponto inicial, ponto final e raio, dois círculos são possíveis: o curto (180° ou menos) e o longo (mais de 180°).
A maioria dos controles interpreta um R positivo como um arco de 180° ou menos e um R negativo como um arco de mais de 180°. Se o sinal de R for esquecido quando se deseja um arco de 270°, será produzido um arco de 90° e a ferramenta cortará no local errado. Além disso, um círculo completo cujos pontos inicial e final coincidem não pode ser definido com R, pois R fornece apenas o tamanho do círculo e não fixa sua posição.
Comandos I/J/K: indicação direta do centro
I, J e K são as distâncias do ponto inicial do arco até o centro em X, Y e Z, respectivamente. Na maioria dos controles, I/J/K são interpretados como valores incrementais a partir do ponto inicial, mesmo no modo absoluto G90. No exemplo, G02 X50. Y40. I10. J0. é um arco de raio 10 centrado em (50,30), a uma distância de 10 em X do ponto inicial (40,30).
Como o centro é explícito, o método I/J/K é adequado para círculos completos, arcos maiores que 180° e casos em que a precisão é importante, como a saída de CAM. Por outro lado, se o ponto final não estiver realmente nesse círculo, os raios inicial e final serão diferentes, e um alarme será gerado quando a diferença ultrapassar a tolerância.
Trajetória de exemplo
O primeiro arco é anti-horário com R, o segundo é horário com I/J e o último bloco é um círculo completo cujos pontos inicial e final coincidem. O desenho mostra como os três se conectam em uma única trajetória.
Uma trajetória que une um arco anti-horário com R, um arco horário com I/J e um círculo completo com 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.
M30A figura acima é o resultado deste programa no CNC Path Analyzer (rápido 2 segmentos, corte linear 5 segmentos, arco 3 segmentos).
Lista de verificação para localizar erros de arco
- Plano: o plano desejado está selecionado entre G17/G18/G19? Com outro plano, o mesmo G02 forma um círculo em outra direção.
- Sinal de R: R foi escrito como positivo para um arco maior que 180°?
- Concordância do ponto final: o raio calculado a partir de I/J é igual à distância do centro ao ponto final? Até diferenças de arredondamento na terceira casa decimal podem causar um alarme quando se acumulam.
- Compensação do raio da ferramenta: com G41/G42 ativos, não é possível criar uma trajetória compensada se o raio de um arco interno for menor que o raio da ferramenta.
- Avanço: ao usinar o interior de um arco, a velocidade do centro da ferramenta e a velocidade na aresta de corte são diferentes. É comum reduzir F em arcos internos de raio pequeno.
Prática: converter um comando R em I/J
No exemplo, G03 X40. Y10. R10. é um arco anti-horário de 90° e raio 10, do ponto inicial (30, 0) ao ponto final (40, 10). O arco anti-horário curto de raio 10 que passa por esses dois pontos tem seu centro em (30, 10). A distância do ponto inicial ao centro é X 0, Y +10, portanto o mesmo arco também pode ser escrito como G03 X40. Y10. I0. J10..
O círculo completo final G02 X70. Y40. I0. J-15. tem seu centro em (70, 25) e raio 15. Sua circunferência é 2 × π × 15 ≈ 94.2 mm, portanto uma revolução a F250 leva cerca de 22.6 segundos.
Como a ferramenta exibe os arcos
CNC Path Analyzer aproxima os arcos por segmentos retos curtos e, para blocos de arco cujo sentido ou raio não fecha corretamente, informa um aviso com a linha causadora em vez de inventar uma trajetória. O ponto inicial da linha indicada no aviso é o ponto final do bloco anterior; portanto, muitas vezes são as coordenadas do bloco linear logo acima que estão erradas, e não o próprio bloco de arco.