FANUC三维圆弧G02.4/G03.4:方向由谁决定,中间点必须在半程吗?
通过倾斜平面内的原创半圆例,解释30i-B三维圆弧的三点定向、中间点不等于半程,以及增量方式第二块应从中间点计算的原因。
看到G02.4与G03.4,容易沿用普通G02/G03的顺逆时针经验;看到“中间点”,又容易把它理解成弧长的正中间。三维圆弧插补中的这两个直觉都可能导致错误。
三个点确定一条弧
FANUC 30i/31i/32i-B通用操作手册B-64484EN/03,§4.24,第122–123页(原厂手册公开镜像)规定:起点由当前位置给定,两块分别指定中间点与终点;G02.4和G03.4执行相同运动,不能用代码选择旋转方向。该节描述的是配置了三维圆弧功能的系统。
一个不在半程的中间点
原创几何例取半径10 mm、圆心原点,圆弧位于z=y平面。设起点S=(10,0,0),中间点M=(5√2,5,5),终点E=(−10,0,0)。三个点都满足x²+y²+z²=100与z=y。
在圆平面内,用x=10cosφ、y=z=5√2sinφ表示位置,可得S、M、E对应φ=0°、45°、180°。所以S到M的弧长是10π/4≈7.854 mm,M到E是30π/4≈23.562 mm。M只处于整段弧长的四分之一处,仍然可以定义这条半圆。
若把中间点改为(5√2,−5,−5),起终点不变,经过的却是圆的另一半。改变的是三点几何关系;只把G02.4换成G03.4不会取得这个结果。
增量第二块从哪里起算
同一手册要求增量方式第一块写M−S,第二块写E−M。将上例坐标换算后:
| 增量对象 | X | Y | Z |
|---|---|---|---|
| 第一块M−S | 5√2−10≈−2.929 | 5 | 5 |
| 第二块E−M | −10−5√2≈−17.071 | −5 | −5 |
若误把第二块写成E−S=(−20,0,0),它从M累加后的终点会变成(5√2−20,5,5),约为(−12.929,5,5),并不是E。不能因为两行共同定义一条弧,就把两个增量都从同一个起点计算。
两行文字也不等于两个单段停点
该版手册明确单段运行会从起点运行到终点,两块之间不会在中间点进行单段停止。因此M是几何定义点,不是自动产生的检查停点。
离线审查这类路径时,可依次核对三点是否同属目标圆平面、M落在所需圆弧哪一侧、两段增量累加是否回到目标终点。上例只验证几何,没有刀具补偿、附加轴或实体碰撞模型,不能据此判断整台机床的空间安全。相关资料见OPTION栏目。
