Cung tròn không gian G02.4/G03.4 của FANUC: điều gì quyết định chiều đi và điểm trung gian có phải ở nửa đường?
Dùng một nửa đường tròn tự xây dựng trong mặt phẳng nghiêng để giải thích định hướng bằng ba điểm của nội suy cung tròn không gian 30i-B, vì sao điểm trung gian không phải điểm giữa cung, và vì sao khối gia số thứ hai phải tính từ điểm trung gian.
Mục lục
Khi thấy G02.4 và G03.4, người lập trình dễ áp dụng kinh nghiệm chọn chiều kim đồng hồ/ngược chiều kim đồng hồ của G02/G03 thông thường; khi thấy “điểm trung gian”, lại dễ hiểu là điểm ở chính giữa chiều dài cung. Với nội suy cung tròn không gian, cả hai trực giác này đều có thể gây lỗi.
Ba điểm xác định một cung
Sổ tay vận hành chung FANUC 30i/31i/32i-B B-64484EN/03, §4.24, trang 122–123 (bản sao công khai của sổ tay nhà sản xuất) quy định: điểm đầu là vị trí hiện tại, hai khối lần lượt chỉ định điểm trung gian và điểm cuối; G02.4 và G03.4 thực hiện cùng một chuyển động, nên không thể dùng hai mã này để chọn chiều quay. Mục này mô tả hệ thống đã được cấu hình chức năng cung tròn không gian.
Một điểm trung gian không nằm ở nửa chiều dài cung
Ví dụ hình học do bài viết xây dựng có bán kính 10 mm, tâm tại gốc tọa độ và cung nằm trong mặt phẳng z=y. Đặt điểm đầu S=(10,0,0), điểm trung gian M=(5√2,5,5) và điểm cuối E=(−10,0,0). Cả ba điểm đều thỏa x²+y²+z²=100 và z=y.
Trong mặt phẳng của đường tròn, biểu diễn vị trí bằng x=10cosφ, y=z=5√2sinφ cho thấy S, M, E tương ứng với φ=0°, 45°, 180°. Vì vậy, chiều dài cung S đến M là 10π/4≈7.854 mm, còn M đến E là 30π/4≈23.562 mm. M chỉ nằm tại một phần tư tổng chiều dài cung, nhưng vẫn xác định được nửa đường tròn này.
Nếu đổi điểm trung gian thành (5√2,−5,−5), điểm đầu và cuối không đổi nhưng quỹ đạo đi qua nửa đường tròn còn lại. Điều thay đổi là quan hệ hình học giữa ba điểm; chỉ đổi G02.4 thành G03.4 sẽ không tạo ra kết quả đó.
Khối gia số thứ hai bắt đầu tính từ đâu
Cùng sổ tay yêu cầu ở chế độ gia số, khối đầu ghi M−S và khối thứ hai ghi E−M. Quy đổi tọa độ của ví dụ trên được:
| Đối tượng gia số | X | Y | Z |
|---|---|---|---|
| Khối thứ nhất M−S | 5√2−10≈−2.929 | 5 | 5 |
| Khối thứ hai E−M | −10−5√2≈−17.071 | −5 | −5 |
Nếu viết nhầm khối thứ hai thành E−S=(−20,0,0), cộng gia số đó từ M sẽ đưa điểm cuối đến (5√2−20,5,5), khoảng (−12.929,5,5), không phải E. Hai dòng cùng định nghĩa một cung không có nghĩa cả hai gia số đều được tính từ cùng một điểm đầu.
Hai dòng chương trình cũng không có nghĩa là hai điểm dừng đơn khối
Phiên bản sổ tay này nêu rõ chạy đơn khối sẽ đi từ điểm đầu đến điểm cuối, không dừng đơn khối tại điểm trung gian giữa hai khối. Do đó, M là điểm định nghĩa hình học, không phải điểm dừng kiểm tra được tạo tự động.
Khi kiểm tra ngoại tuyến loại đường chạy này, có thể lần lượt xác nhận ba điểm có nằm trên mặt phẳng đường tròn mục tiêu hay không, M nằm ở phía nào của cung mong muốn, và tổng hai gia số có đưa đến đúng điểm cuối hay không. Ví dụ trên chỉ kiểm tra hình học, không có mô hình bù dao, trục bổ sung hoặc va chạm vật thể, nên không thể dùng nó để kết luận an toàn không gian của toàn bộ máy. Xem tài liệu liên quan tại chuyên mục OPTION.