数控车床 圆弧插补指令 G02 G03
数控车床编程与操作(机工版)教案：5.2 圆弧插补指令G02、G03.doc
5.2圆弧插补指令G02、G03教学目的和要求：1、掌握圆弧插补指令G02、G03方向的判别2、掌握圆弧插补指令G02、G03的用法教学重点难点：1、圆弧插补指令G02、G03的应用教学方式：课堂理论教学教学时数：4学时授课内容：（一）圆弧插补指令G02、G03指令格式：G02/G03 X(U)___Z(W)___I___K___F___；G02/G03 X(U)___Z(W)___R___F___；1.圆弧顺逆的判断圆弧插补指令分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03。
圆弧插补的顺逆可按图5-4给出的方向判断：沿圆弧所在平面(如XZ平面)的垂直坐标轴的负方向(－Y)看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。
数控车床是两坐标的机床，只有X轴和Z轴，按右手定则的方法将Y轴也加上去来考虑。
观察者让Y轴的正向指向自己(即沿Y轴的负方向看去)，站在这样的位置上就可正确判断X-Z平面上圆弧的顺逆时针了。
图5-4 圆弧顺逆的判断2.说明：①采用绝对值编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值，用X、Z表示。
当采用增量值编程时；圆弧终点坐标为圆弧终点相对于圆弧起点的增量值，用U、W表示。
②圆心坐标I、K为圆弧起点到圆弧中心所作矢量分别在X、Z坐标轴方向上的分矢量(矢量方向指向圆心)。
本系统I、K为增量值，并带有“±”号，当分矢量的方向与坐标轴的方向不一致时取“－”号。
③当用半径只指定圆心位置时，由于在同一半径只的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性，为区别二者，规定圆心角≤180°时，用“＋R”表示。
若圆弧圆心角>180°时，用“－R”表示。
④用半径只指定圆心位置时，不能描述整圆。
图5-5 G02应用实例图5-6 G03应用实例如图5-5所示G02应用实例：(1)用I、K表示圆心位置，绝对值编程：N03 G00 X20.O Z2.O；N04 G01 Z-30.0 F80；N05 G02 X40.0 Z-40.0 IO.O KO F60；(2)用I、K表示圆心位置，增量值编程：N03 G00 U-80.O W-98.0；N04 G01 UO W-32.0 F80；N05 G02 U20.O W-10.0 I0.0 K0 F60；(3)用R表示圆心位置N04 G01 Z-30.O F80；N05 G02 X40.0 Z-40.O R10 F60，如图5-6所示G03应用实例：(1)用I、K表示圆心位置，采用绝对值编程。
中职数控加工技术训练(北京理工大学出版社)教案：圆弧插补指令G02、G03
定义：命令刀具在指定平面内按给定的进给速度F做圆弧运动，切削出圆弧轮廓。
顺、逆圆弧的判别
规定：在刀架后置的数控车床上，迎着Y轴箭头
教
学
内
容
方向看，顺时针用G02，逆时针用G03，对于前置刀架相反。
格式： G02 /G03 X（U） Z（W） R F
说明： G02：顺时针圆弧插补。
N90 G01Z-65.;(车圆柱面至Z向-65）
N100 G00X100.;（X向回换刀点)
N110 Z100.;（Z向回换刀点)
N120 M05; (主轴停止）
N130 M30;（程序结束）
本节课我们学习了圆弧插补指令G02/G03，我们回忆一下，一共有这么几点需要我们注意：
1.顺、逆圆弧的判别方法，
2.圆弧终点坐标，
3. G02/G03编程应用。
小结：
作业：
结合G02/G03指令，编制课后习题的加工程序。
板
书
设
计
教后札记
G03：逆时针圆弧插补
X，Z：绝对坐标编程时，圆弧终点在工件坐标系中的坐标值；
U，W：增量编程时，圆弧终点相对于起点的增量坐标；
R：圆弧半径；
F：加工圆弧时的进给速度；
注意： α≤180° 用＋R；360°＞α＞180° 用－R。
G03：逆时针圆弧插补
X，Z：绝对坐标编程时，圆弧终点在工件坐标系中的坐标值；
U，W：增量编程时，圆弧终点相对于起点的增量坐标；
R：圆弧半径；
F：加工圆弧时的进给速度；
注意： α≤180° 用＋R；360°＞α＞180° 用－R。
二、例题讲解
如下图用圆弧插补指令编程，毛坯直径：20mm,只编精加工轮廓。并演示加工过程。
圆弧插补指令G02(精)
圆弧插补指令G02/G03指令格式：G02R__X （U ）__ Z （W ）__ F__ ；G03 I__ K__指令意义：刀具沿X 、Z 两轴同时从起点位置（当前程序段运行前的位置）以R 指定的值为半径或以I 、K 值确定的圆心顺时针（G02）/逆时针（G03）圆弧插补至X（U ）、Z （W ）指定的终点位置。
指令地址：G02：顺时针圆弧插补，见图3-15A ； G03：逆时针圆弧插补，见图3-15B ；X ：终点位置在X 轴方向的绝对坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～+9999.999mm；Z ：终点位置在Z 轴方向的绝对坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～+9999.999mm；U ：终点位置相对起点位置在X 轴方向的坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～+9999.999mm；W ：终点位置相对起点位置在Z 轴方向的坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～+9999.999mm；I ：圆心相对圆弧起点在X 轴上的坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～+9999.999mm；K ：圆心相对圆弧起点在Z 轴上的坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～+9999.999mm；R ：圆弧半径；F ：沿圆周运动的切线速度，其取值范围是：1~15000mm/min，其速度合成图见本手册3.6节进给功能F 代码。
图3-15A G02轨迹图图3-15B G03轨迹图指令说明：● 顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向看到的回转方向，它是与采用前刀座坐标系还是后刀座坐标系有关的，如图3-16；图3-16 圆弧方向的确定● 圆弧中心用地址I 、K 指定时，其分别对应于X ，Z 轴。
I 、K 表示从圆弧起点到圆心的矢量分量，是增量值：I ＝圆心坐标X －圆弧起始点的X 坐标； K ＝圆心坐标Z －圆弧起始点的Z 坐标;OKI图3-17 圆弧I 、K 值I 、K 根据方向带有符号，I 、K 方向与X 、Z 轴方向相同，则取正值；否则，取负值。
圆弧插补指令G02G03锥度
对圆弧起点的坐标
锥度（LG）编程语言
锥度加工格式及定义 ❖ 锥度编程采用绝对坐标（单位为μM），上下平面图
线切割机床除了使用线切割机床专用的3B格式程 序，还还使用4B格式程序。3B格式程序一般加工 无偏移的工件，例如，单件加工，小批零件加工 等；4B程序具有间隙补偿和锥度补偿功能，主要 用于加工有偏移的工件，例如加工有配合的模具， 锥度零件等。
❖ ISO(或G)代码编程技术 ❖ 1、程序段格式和程序格式 ❖ 1.1 程序段格式 ❖ 程序段是由若干个成程序字组成的，其格式如下：
形统一的坐标系，编程时每一直纹面为一段。直纹 面是由上下平面的直线段或圆弧段与对应的下平面 的直线段或圆弧段组成的母线均为直线的特殊曲面。 编程时要求出这些直线或圆弧段的起点和终点，而
且上下平面的起点和终点一一对应。
5．计数长度
数码 J 表示某一个加工轨迹从起点到终点在计数方向拖板移
动的总距离，称为计数长度。换句话说，计数长度就是被加工圆弧
（或直线）在计数方向上投影长度总和。计数长度的计算.
Y
JX2
Y
B
JY3
OA
X JX1
JY2
B
JY1Leabharlann OXA(a)
(b)
• 图3-2
❖二、4B指令编程
❖ 1、概述 ❖ 北京电加工机床厂生产的DK7725B型数控电火花
❖ 选取X拖板方向进给总长度进行计数的称为计X，用 GX表示；选取Y拖板方向进给总长度来进行计数的 称为计Y，用GY表示。为了保证加工精度，必须正 确选择计数方向，如图3-2a）所示，当被加工的斜 线在阴影区域内，计数方向取GY，否则取GX；如 图3-2b）所示，当圆弧的加工终点落在阴影部分， 计数方向取GX，否则取GY。
G02 G03圆弧插补指令编程
圆弧终点坐标
确定圆心位置 进给速度
绝对值 X、Z 增量值 U、W 混合编程 X、W
α≤180° 用＋R 360°＞α＞180° 用－R
车床刀架前后置，圆弧顺逆不相同 刀架后置为标准，前置顺逆方向反
教学重点
圆弧顺、逆的判断和圆心位置R正负的确定。
教学难点
圆弧顺逆的判断。
主目录
能力训练题：
YHCNC实 习 卡 片
N78 G01X21
（切断工件 ）
N80 G00X100
（X轴方向退刀）
N82 Z120 M09 （回换刀点，切削液关 ）
N84 M30
（程序结束，返回第一条程序段 ）
四、典型零件加工演示
（用YHCNC仿真软件）
课堂小结
G02（G03）X（U）——Z（W）—— R—— F——
圆弧顺、逆
刀架后置 刀架前置
N62 T0404
（换切断刀）
N64 G00X82S400M03（点定位到φ82,正转,400r/min ）
N66 Z－44
（快速点定位到离端面44处）
N68 G01X75F200 （切槽 ）
N70 G00X82
（退刀到φ82 ）
N72 W2
（增量移动2mm ）
N74 G01X80F200 （进刀到φ80 ） N76 G？03X76W－2R2 （车R2圆弧 ）
模块 学习单元
FANUC-0i数控车
G02、G03圆弧插补 指令编程
考核项目 考 核 标 准 配 分 得 分 总 分
编程考核 任错一处扣5分 70
设 YHCNC 学时
软件操作考核 任错一处扣10分 30
备 仿真软件 件数 1 记 事
圆弧插补指令G02,G03课件
建立补偿段 刀具起始点
6. 刀具半径补偿的过程
②刀补进行 刀补进行 程序段后， 在G41或G42程序段后，程序进入补偿模式，此时刀 或 程序段后 程序进入补偿模式， 具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量，直到刀补取消。 具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量，直到刀补取消。 ③刀补取消
+X
G42
5. 刀具半径补偿参数的设置
铣削加工刀具半径补偿使用G41/G42指令及其参数 指令及其参数 铣削加工刀具半径补偿使用 非零的DXX代码选择正确的刀具半径补偿寄存器号。 非零的DXX代码选择正确的刀具半径补偿寄存器号。用 DXX代码选择正确的刀具半径补偿寄存器号 G40或D00取消刀具半径补偿。 G40或D00取消刀具半径补偿。 取消刀具半径补偿 编程时，使用D代码（D01～D99）选择刀补表中对应 D99） 编程时，使用D代码（ 的半径补偿值。地址D 的半径补偿值。地址D所对应的偏置存储器中存入的偏置 值通常指刀具半径值。一般情况下，为防止出错， 值通常指刀具半径值。一般情况下，为防止出错，最好 采用相同的刀具号与刀具偏置号。 采用相同的刀具号与刀具偏置号。 刀具半径补偿参数的设置如下： 刀具半径补偿参数的设置如下：
8. 应用
③采用同一程序段加工同一公称直径的凹、凸型面。 采用同一程序段加工同一公称直径的凹、凸型面。 如图所示，对于同一公称直径的凹、凸型面， 如图所示，对于同一公称直径的凹、凸型面，内外轮 廓编写成同一程序，加工外轮廓时，将偏置值设为 ， 廓编写成同一程序，加工外轮廓时，将偏置值设为+D， 刀具中心将沿轮廓的外侧切削；当加工内轮廓时， 刀具中心将沿轮廓的外侧切削；当加工内轮廓时，将偏 置值设为-D，这时刀具中心将沿轮廓的内侧切削。 置值设为 ，这时刀具中心将沿轮廓的内侧切削。这种 编程与加工方法，在模具加工中运用较多。 编程与加工方法，在模具加工中运用较多。
G03和G03
刀具在各坐标平面以一定的进给速度进行圆弧插补运动，从当前位置（圆弧的起点），沿圆弧移动到指令给出的目标位置，切削出圆弧轮廓。
G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针插补指令。
刀具在进行圆弧插补时必须规定所在平面（即G17~G19），再确定回转方向，如图（1）所示，沿圆弧所在平面（如XY平面）的另一坐标轴的负方向（-Z）看去，顺时针方向为G02指令，逆时针方向为G03指令。
图（1）圆弧顺逆方向一般用法：G02和G03为模态指令，有继承性，继承方法与G01相同。
注意：G02和G03与坐标平面的选择有关。
使用格式：G17 X Y F ；G18 X Z F ；G19 Y Z F ；格式中：（1）X、Y、Z表示圆弧终点坐标，可以用绝对方式编程，也可以用相对坐标编程，由G90或G91指，使用G91指令时是圆弧终点相对于起点的坐标；（2）R表示圆弧半径；（3）I、J、K分别为圆弧的起点到圆心的X、Y、Z轴方向的增矢量，见图（2）所示。
图（2）使用G02或G03指令两种格式的区别：（1）当圆弧角小于等于时，圆弧半径R为正值，反之，R为负值；（2）以圆弧始点到圆心坐标的增矢量（I、J、K）来表示，适合任何的圆弧角使用，得到的圆弧是唯一的。
（3）切削整圆时，为了编程方便采用（I、J、K、）格式编程，不使用圆弧半径R格式。
例1：如图（3），A点为始点，B点为终点，数控程序如下：图（3）圆弧插补O1；G90 G54 G02 I50.0 J0. F100；G03 X-50.0 Y40.0 I-50.0 J0；X-25.0 Y25.0 I0. J-25.0；M30；或：O1；G90 G54 G02 I50.0 J0 F100；G03 X-50.0 Y40.0 R50.0；X-25.0 Y25.0 R-50.0；M30；那么I/J/K的是如何计算的呢？通过查阅资料我们知道I/J/K指的是圆弧始点到圆心的矢量分量，是增量值。
加工中心g02g03的用法
加工中心g02g03的用法加工中心G02G03的用法加工中心是一种高精度、高效率的数控机床，广泛应用于各种机械加工行业。
其中，G02和G03是加工中心中常用的两个指令，用于控制加工中心进行圆弧插补。
本文将详细介绍G02和G03的用法及其在加工中心中的应用。
一、G02和G03的基本概念G02和G03是G代码中的两个指令，分别表示顺时针和逆时针圆弧插补。
在加工中心中，通过这两个指令可以实现复杂曲线的加工。
G02表示顺时针圆弧插补，G03表示逆时针圆弧插补。
这两个指令通常与其他指令配合使用，如G01直线插补指令，用于实现加工中心的多轴联动。
二、G02和G03的语法格式G02和G03的语法格式如下：G02/G03 X__ Y__ I__ J__ F__其中，X和Y表示圆弧终点的坐标，I和J表示圆弧的半径和圆心相对于起点的偏移量，F表示进给速度。
三、G02和G03的应用场景1. 圆弧加工加工中心常用G02和G03指令进行圆弧加工。
通过设定圆弧的起点、终点和圆心偏移量，加工中心可以自动计算出圆弧的路径，并按照设定的进给速度进行加工。
这种方式可以大大提高加工效率和精度。
2. 轮廓加工在轮廓加工中，加工中心可以通过G02和G03指令实现复杂轮廓的加工。
通过设定多个圆弧的起点、终点和圆心偏移量，加工中心可以按照设定的顺序依次进行加工，最终完成整个轮廓的加工。
3. 螺旋加工G02和G03指令还可以用于螺旋加工。
通过设定圆弧的起点、终点和圆心偏移量，并逐渐改变圆心偏移量的数值，加工中心可以实现螺旋状的加工路径。
这种方式适用于一些特殊形状的加工，如螺纹孔的加工。
四、G02和G03的注意事项1. 坐标系选择在使用G02和G03指令进行圆弧插补时，需要注意选择合适的坐标系。
加工中心通常支持绝对坐标系和相对坐标系两种模式，根据实际情况选择合适的坐标系进行加工。
2. 圆心偏移量的计算在设定圆心偏移量时，需要根据实际情况进行计算。
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1
T01
1
车端面及粗车外轮廓
2
T02
1
精车外轮廓
0.4
3
3
编 制
T03
1
切
批 准
断
共1 页
8
第1 页
五、切削用量的选用
1、背吃刀量的选用：粗车外圆轮廓ap=1mm； 精车外圆轮廓ap=0.5mm。 2、主轴转速的选用：粗车外圆及端面n=800r/min； 精车外圆n=1400r/min； 切断n=350r/min。 3、进给速度的选用：端面F=0.1 mm/r； 粗车外圆F=0.2mm/r； 精车外圆F=0.1mm/r ； 切断F=0.05mm/r 。
G03
后刀架
G02
G02
G03
前刀架
8
①.前刀架顺圆弧插补指令的判断：
G02 顺圆弧插补： 格式：G02 X（U）-Z（W）- R- F-；
9ห้องสมุดไป่ตู้
②.前刀架逆圆弧指令的判断： G03逆圆弧插补：
格式：G03 X（U）- Z（W）- R- F-；
10
③.G01、G02、G03指令综合应用举例
编写下图零件轮廓加工轨迹的程序：
七、编写数控加工程序
(华中数控)
%0233 T0101
G71U1.5R1P10Q20X0.5Z0.02F0.2 G00X100 Z100
粗车刀
M00 T0202 M03S1400 M08 G00X47Z2
G95(进给转换)
换精加工车刀
M03S800
G00X47Z2
精加工转数
精加工重新定位
N10G0G42X0 G01Z0F0.1 G03X18Z-9R9 G01Z-15 X24Z-16.5 Z-25 X28 X34Z-33 Z-40 G02X42Z-44R4 Z-56 X48 N20G00G40X50 G00X100Z100 M05 M30
R15 R80
Φ 50 B
Φ 35 Φ 25 C A
各点坐标值： A（X25，Z2） B（X25，Z0） C（X35，Z-20） D（X50，Z-35） E（X50，Z-60）
起刀点 （X100，Z100）
E 60
D
20
11
原因：任何车刀的刀尖都会由于制造、刃磨、磨损 等原因而带有刀尖圆弧，刀尖圆弧虽然有利于提 高刀具寿命和降低表面粗糙度，但在加工圆锥和 圆弧轮廓时会带来几何形状误差。消除这种加工 误差是采用刀尖圆弧半径补偿的原因。 从以下三种情况说明加工误差原因：
六、数控加工工艺卡
产品名称 单位名称 大连现代技术 中等职业学校 程序 编号 0233 轴 零件名称 数控车（中级 ） 实操考题一 零件图号 01
工 序 号
1
夹具名称
三爪自定 心卡盘 刀 具 号 T01 T01 T02 T03
使用设备
CKA6085si
数控系统
华中世纪 星 进给 量 mm/r
车
间
实 习 厂 背 吃 刀 量 mm 1 0.5
系统认为的刀位点C
实际刀刃
12
指令格式：
刀具移动终点的增量坐标值
G 41 G 01 G 42 X (U ) ___ Z (W ) ___; G 00 G 40
刀具移动终点的绝对坐标值
13
1、从右向左车外圆用G42，车内孔用G41。 从左向右车外圆用G41，车内孔用G42。 2、右偏刀的假想刀尖方位号为3； 左偏刀的假想刀尖方位号为4； 内孔刀的假想刀尖方位号为2； 圆头刀的假想刀尖方位号为9；
项目四 带圆弧的简单轴类零件的加工 ——G02/G03指令
成都现代制造职校 姜成君
1
直线插补指令Goo/G01程序格式
G00 X____Z____ G01 X___Z___ F___
O1001 程序名 N05 M03 S1200; 主轴正转 N10 T0101;选1号刀及刀补 N20 G00 X80 Z60; 到A点 N25 X24 Z2; 到B点 N30 G01 Z-20 F0.1;到D点 N35 X40 Z-30; 到E点 N40 G00 X80 Z60;返回A点 N45 M30; 程序结束 ％ 程序结束符
工步号
工 步 内 容
刀 具 规 格 /mm 20×20 20×20 20×20
主 轴 转 速 r/min 800 800 1400 350
备 注
1 2 3 4 编制
车 端 面 粗车外圆留0.5mm精车余量 精车外圆至加工尺寸 切 断（切至X5即可） 审核
0.2 0.1 0.05 共1 页
自 动
批准
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三、确定加工顺序及进给路线
加工顺序按由粗到精、从近到远的原则确定。（即先从近 到远粗加工，再换精加工刀从近到远精加工，最后切断。）
进给路线
四、刀具的选用
1、车端面及粗车外圆选用: 硬质合金93°外圆车刀 2、精车外圆选用: 35 °菱形刀
3、切断刀选用：刃宽为4mm的手磨刀
数控加工刀具明细表
产品名称 序 号 刀 具 号 轴 零件名称 数 刀 具 名 称 量 硬质合金93° 外圆车刀 35 °菱形刀 刃宽为4mm的手 磨 切断刀 审 核 加 工 表 面 数控车（中级）实操 考题一 零件图 号 刀 尖 半 径 （ R/mm ） 0.4 01 刀 尖 方 位 (T) 3 备 注
绝对、增量、工件坐标系
3
炮弹仿制模型图
4
一、数控车床刀架的判别 二、G02、G03圆弧指令的特点 三、刀尖半径补偿的特点 四、加工案例
5
一、数控车床刀架的判别：
后刀架
前刀架
6
前刀架坐标系
Z
X
后刀架坐标系
X
Z
7
二、G02 G03顺圆弧插补指令的特点
G02顺时针圆弧插补: 圆弧的顺逆 格式：G02 X(U)- Z(W)- R- F-; 与刀架的位 G03逆时针圆弧插补 : 格式：G03 X(U)-Z(W)R- F-; 置有关。 式中： X- Z- 圆弧终点坐标绝对值； U- W-圆弧终点坐标相对值; R- 圆弧半径; F- 指进给速度;
通过分析，采取以下几点工艺措施：
1、由于图样上给定的几个尺寸公差数值较小，因此
在编程时不必取平均值进行编程，全部取基本尺寸 即可。但是在加工时必须用其它手段来保证尺寸精 度。 2、毛坯选用：φ45×120mm棒料。
二、确定装夹方案
采用三爪自定心 卡盘装夹（一 次装夹完成粗、 精加工）
伸出加工长度80mm
Φ 50 B
Φ 25 C A
Ф25
E 60
D
20
16
圆弧插补加工实例
一、图纸分析
其余
根据分析可知该零件 加工有凸弧、外圆、 倒角、锥面及凹弧等。 其中，三个直径尺 寸有较严格的尺寸精 度和表面粗糙度等要 求。 零件材料为45#钢， 无热处理和硬度要求。
技术要求： 1、未注倒角C0.5 2、材质为45#钢
14
1、G41、G42、G40指令不能与G02、G03写在一个程序段内，但可与G01、G00指令写 在同一程序段内，即它是通过直线运动来建立或取消刀具补偿的。 2、为了安全，通常采用G01运动方式建立或取消刀补。 3、在G41或G42程序段后加G40程序段，便可取消刀尖半径补偿，其格式为： G41（或G42）……； …………； G40……； 程序的最后必须以取消偏置状态结束，否则刀具不能在终点定位且为下次程序 中出现G41（G42）时可能带来错误。 4、在G41方式中，不要再指定G42指令，同样在G42方式中，不要再指定G41指令。当 补偿取负值（R为负）时，G41和G42互相转化。 5、在使用G41和G42之后的程序段中，不能出现连续两个或两个以上的不移动指令， 否则G41和G42会失效。 6、G41、G42、G40是模态指令代码。
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四.G01、G02、G03指令综合应用举例
R15 R80 程序如下： M03 S2 (S560) T0101; G00 X25 Z2； （从起刀点快速定位至A点） G01G42 X25 Z0 F30；（A→B） G02 X35 Z-20 R80;（B→C） G03 X50 Z-35 R15； （C→D） Φ 35 G01 G40X50 Z-60；（D→E） G00 X100 Z100； （返回起刀点）
前后置刀架的选择和判定 G02/G03圆弧插补指令的格式
G02/G03圆弧插补指令顺，逆的判别
刀尖半径补偿的特点
完成炮弹图外形轮廓的计算和程序编写