车大圆弧的编程技巧

   数控车床广泛用于回转曲面、圆弧面、多台阶轴等工件的加工。图1所示是我厂生产的一种皮带轮简图，采用JWK—5GP型数控系统精车R680外圆。加工程序如下： 

N0010 G00 W－120 
N0020 G00 U－36 
N0030 G01 U－4 F60 
N0040 G01 W－2 F60 
N0050 G03 U0 W－80 
I－1357.64 K－40 F80 
N0060 G26 
N0070 G29 M02  
 

图1 皮带轮简图

   通过程序运算，数控系统显示E15－0050出错信息，信息指示为终点数据偏差过大。经过仔细检查N0050圆弧程序：G03表示顺圆插补，U、W为终点相对于起点的坐标，I、K为圆心相对于起点的坐标。数值经过反复运算，确认无误。 

   问题出在哪里?以前加工R50、R150等圆弧都能正常运行。针对终点数据偏差过大的出错信息提示，试验改变U、W的值。对于此工件，宽度必须车至80mm，所以W－80固定不变，而变更U0中的0值，经过多次试验，U0变为U0.01、U0.02、U－0.01等数，当变为U－0.01时程序能正常运行，至此问题解决。正确的N0050程序为： 

N0050 G03 U－0.01 W－80 I－1357.64 K－40 F80 

由此，提出了疑问，并分析产生此现象的原因。 

1. 圆弧终点和起点不对称时能否出现此现象。 

假定工件中圆弧中心不变，只是左边距中心厚度为30mm时，则加工程序中的N0050程序变为： 

N0050 G03 U1.03 W－70 I－1357.64 K－40 F80 

通过运算全部程序，同样出现E15－0050出错信息。依据同样道理，把上述程序变为： 

N0050 G03 U1.02 W－70 I－1357.64 K－40 F80 

程序能正常运行。可见，圆弧终点和起点不对称时同样出现此现象。 

2. 加工多大的圆弧产生这种现象。 

程序中I和K确定圆弧的大小。改变N0050号程序中的I值，经过四、五十次的反复试验，得出如下两条程序： 

N0050 G03 U0 W－80 I－1119.01 K－40 F80 
N0050 G03 U－0.01 W－80 I－1119.02 K－40 F80 

以上两条程序都能正常运行。经过计算，可以得出临界圆弧半径为R560.93。即加工R560.93以上的圆弧会产生此现象。 

3. 出现这种现象的原因 

分析原因为：1)数控系统数据运算产生误差累积。数控车床加工圆弧的原理是采用逼近法，逐点比较后进行圆弧插补。由于加工的圆弧半径过大，逐点比较后到圆弧终点产生的累积偏差过大，因而需要在终点坐标中加以补偿。上述现象即是在U方向增加补偿－0.01。2)JWK—5GP数控系统圆弧插补程序书写格式本身相干涉。圆弧的起点坐标为上一程序的终点，已确定；I和K确定了圆心坐标；圆弧的方向由G02或G03确定；圆弧的长度只需终点的纵坐标W或者横坐标U确定，两者只需选择一个即可。而JWK—5GP数控系统以及JWK—6数控系统都采用U、W、I、K书写方式，U和W相互干涉。现在比较先进的数控系统如GWK—4T已采用W、I、K书写输入方式。