数控铣“圆弧插补指令G02、G03”的教学过程探讨

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。

Science &Technology Vision 科技视界1建立学习目标本组指令面对的是中专二年级学生,已经学习了《机械制图》,《机械基础》等基础应用课程。

并且通过基本的数控认知学习对数控机床的结构、工作原理等有了基本认识,能进行简单的手动操作和直线、斜线编程。

1.1知识目标1.1.1使学生熟记并掌握G02/G03指令格式及指令中每个参数的含义;1.1.2使学生在实际编程时能够正确应用G02/G03指令。

1.2能力目标培养学生正确分析图纸,正确确定轮廓加工时走刀路线,编制一段完整程序的能力。

引导学生体验探究的过程,提高知识的应用能力,通过探究学习提高学生对数控编程课程的兴趣。

1.3学习重点1.3.1圆弧插补指令G02/G03的灵活运用,熟记指令格式中每个参数的含义。

1.3.2圆弧顺逆的判断方法。

1.4学习难点1.4.1圆弧编辑终点圆心方式中(I.J.K)的计算;1.4.2如何利用终点圆心方式(I.J.K 方法)进行整圆编辑的技巧。

2基础判断2.1平面选择在加工中心和数控铣床上进行圆弧指令操作必须先利用右手笛卡尔坐标系判断加工平面。

G17———加工XY 面Z 轴垂直(数控铣床一般默认加工此平面);G18———加工ZX 面Y 轴垂直;G19———加工YZ 面X 轴垂直。

图1应用右手笛卡尔坐标系判断加工平面2.2指令选择2.2.1G02:顺时针圆弧插补G03:逆时针圆弧插补G02/G03指令格式1)终点半径方式G17G02/G03X_Y_R_F_G18G02/G03X_Z_R_F_G19G02/G03Y_Z_R_F_参数说明:(1)R 为圆的半径值如图2所示,圆心角设为θ:则0°≤θ≤180°时,半径R 取正值,所对应圆弧为劣弧;则180°<θ<360°时,半径R 取负值,所对应圆弧为优弧。

(2)F 为进给速率(3)R 编程方式不能加工整圆图2圆心角对应圆弧的R 值判定2)终点圆心方式G17G02/G03X_Y_I_J_F_G18G02/G03X_Z_I_K_F_G19G02/G03Y_Z_J_K_F_参数说明:I,J,K 分别表示X,Y,Z 轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标,如下图所示。

G02/G03圆弧插补指令一、场地安全：1.强调实习课堂安全要求；2.上机安全操作规程。

二、教学目的:知识目标：1．了解并掌握G02/G03指令的功能和格式。

2．掌握简单形面的程序设计思路和方法。

技能目标:1．通过对简单零件的加工，能熟练使用数控车床面板上的各功能键。

2．通过车削带圆柱、倒角、倒圆及圆弧的工件,培养学生基本操作技能，养成安全文明生产的习惯。

3．培养学生综合分析能力。

三、教学重、难点：重点：1．G02/G03指令格式,参数含义。

2．顺逆圆弧的判断。

难点：顺逆圆弧的判断。

四、教学方法:任务驱动法、仿真教学法五、课堂设计：1．课时安排：2课时2．理论与仿真练习相结合3．时间分配：复习与新课导入：5分钟理论讲授:30分钟课堂练习：40分钟总结:3分钟作业布置：2分钟六、教学过程：（一）组织教学：1．检查学生出勤情况、工作服及胸卡佩戴情况2．强调课堂纪律，做到安全文明生产3．简要总结上次课题的教学情况（二）新课导入：回顾前面所学的快速定位G00、直线插补G01指令，我们学会了简单台阶零件的编程,但实际很多零件的外形轮廓往往是圆弧连接的，例如这个（教具），同学们都知道，加工直线轮廓用直线插补，那加工圆弧轮廓呢？生：用圆弧插补师：对，这就是今天我们要学习的，圆弧插补指令G02/G03.提问学生：（三）新课讲解:1．认识新指令：①指令概述：G02/G03圆弧插补指令使刀具在指定平面内按给定的F进给速度作圆弧运动,切削出圆弧轮廓.②圆弧顺、逆的判断：圆弧插补指令分为顺时针圆弧插补指令和逆时针圆弧插补指令.（那么什么时候用顺时针圆弧插补指令和逆时针圆弧插补指令），这里首先要看机床是前置刀架,还是后置刀架。

（a）前置刀架（b)后置刀架我们用的机床是前置刀架，因此，顺时针方向用G03圆弧指令，逆时针方向用G02圆弧指令。

③指令格式：G02 X（U） Z（W) R F (逆时针圆弧插补)G03 X（U) Z（W) R F （顺时针圆弧插补）④字母含义：X、Z：圆弧终点的绝对坐标U、W：圆弧终点相对于圆弧起点的坐标增量R:圆弧半径F：切削进给速度2．指令注意事项：顺逆圆弧的判断（四）、编程实例：某公司数控车间，现要加工一批零件，所用毛坯为¢42×80的45钢棒料，如果你是该车间的技术人员，请编写零件的加工程序.1．零件工艺分析（1）技术要求分析。

可编辑修改精选全文完整版任务二圆弧沟槽的加工[教学目标]1.熟练掌握G02/G03圆弧插补指令的格式。

2.掌握G02/G03圆弧插补指令的使用方法。

[教学重点]圆弧沟槽件的编程方法[教学难点]圆弧沟槽件的编程方法[教学过程]新课教学一、圆弧插补指令（G02/G03）圆弧插补指令格式如下：G17 G02/G03 X Y R （I J ）F ；G18 G02/G03 X Z R （I K ）F ；G19 G02/G03 Y Z R （J K ）F ；说明：（1）G17为选择XY平面， G18为选择XZ平面，G19为选择YZ平面，此三个指令为同组模态指令，如图2-9所示。

（2）沿圆弧所在平面另一根轴的正方向向负方向看，顺时针圆弧插补为G02，逆时针圆弧插补为G03。

（3） X、Y、Z为圆弧的终点坐标，R为圆弧半径。

（4）I、J、K为起点到圆心的距离分别在X、Y、Z轴上的矢量值。

图2-9 圆弧插补平面选择示意图二、圆弧的表示方法圆弧的表示方法有圆心法和半径法两种。

（1）圆心法。

用I、J、K指定圆弧起点位置的方法称为圆心法。

I、J、K后面的数值定义为圆弧起点相对于圆心在X、Y、Z轴上的分向量。

图2-10所示为圆心法编程示意图。

图2-10 圆心法编程示意图(2)半径法。

以R指定圆弧半径的方法称为半径法。

半径法以起点、终点和圆弧半径来表示一段圆弧，在圆上会有两段圆弧出现，如图2-11所示。

R后面的数值是正值时，表示圆心角小于等于1800的圆弧；R后面的数值是负值时，表示圆心角大于1800的圆弧。

半径法圆弧加工程序如下：加工圆弧A：G17 G02 X_ Y_ Ra_ F _;加工圆弧B：G17 G02 X_ Y_ -Rb_ F_;图2-11 半径法编程示意图三、整圆编程对于铣削一整圆，只能用圆心法进行加工（见图2-12），半径法无法执行。

如果用半径法以两个半圆相接，其真圆度误差会太大。

整圆的加工程序为G03 X40. Y0. I-40. J0 F100；练习过程：一、布置练习任务独立完成下图零件的加工二、老师讲解加工中心自动加工圆形槽零件的操作步骤及方法。

数控教师圆弧插补指令说课稿圆弧插补指令说课稿各位评委老师上午好，我是数控教师，今天我的说课稿题目是圆弧插补指令，下面我将从教材、教学目标、教法学法、教学过程和板书设计五个方面来对本课进行说明。

一、说教材的地位和作用本节内容主要介绍了圆弧插补的二种常用方法，对于零件图纸上的圆弧曲线能够用指令代码完整的写出。

为以后学习复合指令打下根底。

二、说教学目标1．知识目标：圆弧插补指令的适用范围、指令的判别顺圆逆圆〔G02/G03〕、指令的两种格式以及格式里代码的含义。

2．能力目标：灵活使用圆弧指令对各种圆弧图形进行程序编制。

3．说教学重点和难点：本节内容的重点是指令的判别和两种方法的指令格式。

难点是如何理解格式里的代码含义。

三、说教法学法本节课将在教室里展示，并以“讲解—演示—实践”为主线，通过“讲解—演示—练习—展评—总结”的程序，过渡到知识的应用和练习，实现对知识点的认识理解和记忆，最后到达熟练应用。

中职学生以实践动手能力为主，现在学生已经有了一局部实践能力，在学生理解之后引导学生动手操作、动脑思考应配合机房加以稳固和练习。

四、说教学过程为了完成教学目标，解决教学重点突破教学难点，课堂教学我准备按以下六个环节展开。

环节1复习上次的课程导入新课，我设计的导语是〔零件图纸都是直线和曲线组成，曲线分为圆曲线和非圆曲线，从而引出课题〕环节2介绍圆弧指令及其格式环节3根据圆弧的特性来分析指令格式中代码的含义环节4如何区分圆弧的方向这为学生了解指令扫清障碍，也表达了数控逻辑性的特征。

环节5 实例演示环节6 练习归纳总结1．根据学生理解和练习的程度，对重点和难点进行分析。

2．总结本节内容的重要性。

五、板书设计：圆弧指令格式G02/G03X Z R FG02/G03X Z I J F根据圆弧的特点讲解代码的含义图例讲解区分圆弧方向实例讲解圆弧指令编程图形练习并指导以上，我从教材、教学目标、教法学法、教学过程和板书设计五个方面对本课进行了说明，我的说课到此结束，谢谢各位评委老师。

课题名称：圆弧插补指令编程及运用教学目标：1、掌握圆弧插补（G02，G03）指令的格式及编程2、理解顺时针圆弧插补和逆时针圆弧插补方向的判别教学重点：1、圆弧插补（G02，G03）指令的使用2、顺时针圆弧插补和逆时针圆弧插补方向的判别教学难点：顺时针圆弧插补和逆时针圆弧插补方向的判别授课类型：新课课时安排：1课时教学方法: 讲授与课堂演示、举例相结合教学过程：一、课前复习1、G00指令的使用方法；2、G01指令的使用方法；3、G00、G01指令的使用区别。

二、新课讲授用下面指令，刀具可以沿着圆弧运动。

G02 X_Z_ R_F指定内容命令意义回转方向G02 顺时针转CW G03 反时针转CCW绝对值X、Z 零件坐标系中的终点位置相对值U、W 从始点到终点的距离I、K 从始点到圆心的距离圆弧半径R 圆弧半径（半径指定）进给速度 F 沿圆弧的速度所谓顺时针和反时针是指在右手直角坐标系中，对于ZX平面，从Y轴的正方向往负方向看而言，如下图例。

右手坐标系G02 X.. Z.. I.. K.. F.. G03 X.. Z.. I.. K.. F..或G02 X.. Z.. R.. F.. 或G03 X.. Z.. R.. F..(绝对值指定) (绝对值指定)（直径编程）（直径编程）用地址X，Z或者U，W指定圆弧的终点，用绝对值或增量值表示。

增量值是从圆弧的始点到终点的距离值。

圆弧中心用地址I，K指定。

它们分别对应于X，Z轴。

但I，K后面的数值是从圆弧始点到圆心的矢量分量，是增量值。

如下图：I、K根据方向带有符号。

圆弧中心除用I，K指定外，还可以用半径R来指定。

如下：G02 X_Z_R_F_；G03 X_Z_R_F_；此时可画出下面两个圆弧，大于180°的圆弧和小于180°的圆弧。

对于大于180°的圆弧不能指定。

（程序的实例）把图上的轨迹分别用绝对值方式和增量方式编程：G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F30；或G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F30；或G02 X50.0 Z30.0 R25.0 F30；或G02 U20.0 W-20.0 R25.0 F30；圆弧插补的进给速度用F指定，为刀具沿着圆弧切线方向的速度。

经验之谈编辑︱孙雁︱E-mail:zhiyezazhi@改革探索GOOD EXPERIENCE 在数控车床编程中，有一对指令是圆弧插补指令，即G02/G03，在各种数控系统的手册中都规定G02是顺圆插补指令，G03是逆圆插补指令。

在实际编程中，经常有学生将这对指令用错，笔者根据自己的教学实践，从分析机床坐标系的规定出发，对圆弧插补指令的使用判别进行了一些研究。

一、数控机床坐标系与运动方向的规定目前，国际标准化组织（ISO）已经统一了标准坐标系，我国也颁布了《数字控制机床坐标和运动方向的命名》（JB 3051-82）的标准，对数控机床的坐标和运动方向作了明文规定。

１．机床坐标系与运动方向（1）坐标和运动方向命名的原则。

永远假定刀具相对静止，工件坐标而运动的原则。

（2）机床坐标系的规定。

数控机床上的坐标系是采用右手直角笛卡尔坐标系。

标准机床坐标系中X 、Y 、Z 坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定：①伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90o 。

则大拇指代表X 坐标，食指代表Y 坐标，中指代表Z 坐标。

②大拇指的指向为X 坐标的正方向，食指的指向为Y 坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。

③围绕X 、Y 、Z 坐标旋转的旋转坐标分别用A 、B 、C 表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X 、Y 、Z 坐标中任意一轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A 、B 、C 的正向，如图1所示。

图1 右手笛卡尔坐标�统（3）运动方向的规定。

JB 3051-82中规定：机床某一部件运动的正方向是增大工件与刀具距离的方向，即为各坐标轴的正方向。

2．数控车床坐标系的确定在数控车床中，由于刀架安装位置的不同，分为前置刀架和后置刀架两种情况，其机床坐标系也是不一样的，如图2、图3所示。

（1）Z 坐标。

数控车床的Z坐标为平行于主轴轴线的坐标轴，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。

（2）X 坐标。

数控车床的X 坐标平行于横向导轨面，且刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。