发那科系统螺旋插补指令详解

发那科系统中直接用于铣螺纹的指令有螺旋插补指令G02（顺时针）和G03（逆时针），它指令刀具螺旋移动。

配备发那科系统的数控立式铣床和立式加工中心一般都有这个功能。

在数控铣床和加工中心上，G02/G03原本是圆弧切削指令，它指令刀具在用G17或G18或G19指定的平面内沿圆弧线移动。

当G02/G03作为螺旋插补指令时，就可指令与圆弧插补轴同步移动的其他轴，并且最多可指令两个，但较常用的是指令一个其他轴，而且此轴垂直于圆弧插补平面。

常用的螺旋插补指令格式为：

G17 G02/G03 X_Y_I_J_Z_F_；

G17 G02/G03 X_Y_R_Z_F_；

G18 G02/G03 X_Z_I_K_Y_F_

G18 G02/G03 X_Z_R_Y_F_；

G19 G02/G03 Y_Z_J_K_X_F_；

G19 G02/G03 Y_Z_R_X_F_；

这些程序段可以用在G90状态下，也可以用在G91状态下。

用R指定圆弧中心位置时，圆心角小于或等于180°时R为正值，大于180°时R为负值。用I、J、K指定圆弧中心位置时，I、J、K的值分别为X向、Y向、Z向圆弧起点坐标值减去圆弧中心点的坐标值。

一个含螺旋插补指令的程序段最多只能实现一整圈（360°）的插补运动。当用螺旋插补指令G02/G03做一整圈（360°）插补时，圆弧半径或圆心位置只能用I、J、K中的两个来指令，而不能用R来指定。

使用螺旋插补指令有两个注意事项：一是刀具半径补偿只对圆弧进行；二是在指令螺旋线插补的程序段中不能指令刀具偏置和刀具长度补偿。

图4-23所示为插补指令用于XY平面。图中的实线是刀具的移动轨迹，此轨迹起点是A（r，0，0），终点是C（0，r，l）。C′（0，r，0）是C点在XY平面上的投影。图示轨迹的螺旋插补程序段可用如下两个程序段之一：

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螺旋插补指令G02/G03的进给量如图4-24所示。5个方向的进给量如图4-24a所示。在

图4-23 发那科系统螺旋插补指令用于XY平面

a）螺旋插补轨迹 b）螺旋插补轨迹展开

图4-24 发那科系统螺旋插补指令G02/G03的进给量

a）5个方向的进给量 b）XY平面上3个方向的进给量 c）展开图上3个方向的进给量

通过任意一点B的XY平面内有3个方向的进给量，如图4-24b所示。G02/G03程序段中指令的f值是沿圆周的切向进给量f，沿X轴正、负方向和Y轴正、负方向的进给量f₁和f₂分别是指令值f的分量，f₁、f₂的大小由B点的位置（α的大小）决定。

在圆柱面展开图上也有3个方向的进给量，如图4-24c所示。这3个方向的进给量分别是：沿XY平面内（投影）圆周切线方向的f、沿Z向的f₃和沿螺旋线空间切线方向的f₄。这3个量的关系为：f和f₃是f₄的分量，具体表示为

f₃/f=tanλ

f/f₄=cosλ

在一个指令中，螺旋升角λ是定值。式中的f是指令中F字中的值。由图4-24c可见，Z向进给量f₃与指令f值的关系为

Z向进给量f₃也等于指令f值乘以导程（一圈的升程）除以投影半径r与圆周率的乘积，即

f₃=fP/（πr）

注意5个方向进给量中只有f值能在指令段中直接见到，Z向进给量是否超过本机床的Z向最大进给量，要用此式做计算后才能知道。