极坐标插补（G12.1、G13.1）

时间：2023-10-15 百科知识版权反馈

【摘要】：极坐标插补模式中，可用直线插补及圆弧插补指令。但在刀具半径补偿模式中，不可进行极坐标插补模式的切换。又G12.1模式中，不可进行坐标系变更。又复位时，极坐标插补模式也取消，成为G17、G18、G19所选平面。在极坐标插补平面进行圆弧插补时，圆弧半径的指定方法，由平面第1轴（直线轴）为基本坐标系的那一轴而决定。

二、极坐标插补（G12.1、G13.1）

将在直角坐标系编制程序的指令，转换成直线轴的移动（刀具的移动）和旋转轴的旋转（工件的旋转），而进行轮廓控制的机能，称为极坐标插补。

进行极坐标插补，可使用下列G代码（25组）。

G12.1：极坐标插补模式（进行极坐标插补）。

G13.1：极坐标插补取消模式（不进行极坐标插补）。

这些G代码单独在一个程序段内。

当开机或复位时，极坐标插补（G13.1）取消有效。

进行极坐标插补的直线轴和旋转轴，事先设定于参数（No.5460、5461）。

以G12.1指令为极坐标模式，以特定坐标系的原点（未指令G52特定坐标系时，以工件坐标系的原点）为坐标系的原点，以直线轴为平面第1轴，直交于直线轴的假想轴为平面第2轴，构成平面（以下称为极坐标插补平面）。极坐标插补在此平面上进行。

极坐标插补模式的程序指令，以极坐标插补平面的直角坐标值指令，平面第2轴（假想轴）的指令的轴地址，使用旋转轴（参数No.5461）的轴地址。但指令单位非度，而是和平面第1轴（以直线轴的轴地址指令）一样，以相同单位（mm或inch）指令。但是直径指定或半径指定，则和平面第1轴无关，和旋转轴相同指定。

极坐标插补模式中，可用直线插补（G01）及圆弧插补（G02、G03）指令。也可用绝对值（G90）和增量值（G91）。

对程序指令也可使用刀具半径补偿，对刀具半径补偿后的路径进行极坐标插补。但在刀具半径补偿模式（G41、G42）中，不可进行极坐标插补模式（G12.1、G13.1）的切换。G12.1及G13.1必须在G40模式（刀具半径补偿取消模式）状态执行。

进给速度以极坐标插补平面（直交坐标系）的切线速度（工件和刀具的相对速度）F指令（F的单位为mm/min或inch/min）。

指令G12.1时，假想轴的坐标值为0，即指令G12.1的位置的角度0，开始极坐标插补。

说明：

（1）指令G12.1以前，必须先设定特定坐标系（或工件坐标系），使旋转轴的中心成为坐标原点。又G12.1模式中，不可进行坐标系变更（G92、G52、G53，相对坐标的重设G54～G59）。

（2）G12.1指令前的平面（由G17、G18、G19选择的平面）一旦取消，而遇G13.1（极坐标插补取消）指令时复活。又复位时，极坐标插补模式也取消，成为G17、G18、G19所选平面。

（3）在极坐标插补平面进行圆弧插补（G02、G03）时，圆弧半径的指定方法（使用I、J、K中哪两个），由平面第1轴（直线轴）为基本坐标系的那一轴（参数No.1022）而决定。

1）直线轴为X轴或其平行轴，当作Xp—Yp平面，以I、J指令。

2）直线轴为y轴或其平行轴，当作Yp—Zp平面，以J、K指令。

3）直线轴为Z轴或其平行轴，当作Zp—Xp平面，以K、I指令。

4）也可用R指令圆弧半径。

（4）G12.1中可指定的G码为G01、G65、G66、G67、G02、G03、G90、G94、G95、G40、G41、G42；

（5）G12.1模式中，平面其他轴的移动指令和极坐标无关。

（6）刀具长度补偿在G12.1指令前（极坐标插补取消模式）执行，不可在极坐标插补模式中有效时执行。极坐标插补模式中，不可变更补偿量。

（7）G12.1模式中的现在位置显示实际坐标值，但“剩余移动量”的显示，以在极坐标插补平面（直交坐标）的程序段的剩余移动量显示。

（8）对G12.1模式中的程序段，不可进行程序再开始。

（9）极坐标插补是将直角坐标系下程序的轨迹，变换成旋转轴（C轴）和直线轴（X轴）的移动，越近工件中心，即C轴的成分越大。如图3-85所示，考虑直线L₁、L₂、L₃，直角坐标系的进给F，使某单位时间的移动量为XΔ，若L₁→L₂→L₃接近中心，C轴的移动量1θ→2θ→3θ越来越大，单位时间C轴的移动量变大。意味着在工件中心附近，C轴的速度成分越大。

由直角坐标系变换成C轴和X轴的结果，C轴速度成分若超过C轴的最大切削进给速度（参数No.1422），则可能出现报警。因此，必须将地址F指令的进给速度变小，或程序轨迹勿近工件中心（刀具半径补偿时，刀具中心勿近工件中心），使C轴速度成分不超过C轴最大切削进给速度。

L：刀具中心距工件中心最近时，刀具中心和工件中心的距离。

R：C轴的最大切削进给速度（（°）/min），在极坐标插补时，F指令速度可由下式得到，并在此范围内执行指令。下式为理论式，实际上有计算误差，必须在比理论值小的范围内执行才较安全。

F＜L×R×π/180（mm/min）