淺談數(shù)控加工中幾個坐標系的建立

1、 淺談數(shù)控加工中幾個坐標系的建立平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 張君 彭新榮摘要：主要論述在數(shù)控加工中，機械坐標系、機床坐標系、工件坐標系以及局部坐標系的含義及它們之間的關(guān)系。關(guān)鍵詞：坐標系，數(shù)控機床，加工。在數(shù)控機床上加工零件時，機床的動作是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令來控制的。也就是說，刀具到達的位置信息必須傳遞給CNC系統(tǒng)，然后由CNC系統(tǒng)發(fā)出信號并使刀具移動到這個位置。這就要采用某個坐標系中的坐標值給出其應(yīng)到達的位置。在進行數(shù)控加工中，所采用的坐標系有以下3種類型：機械坐標系、工件坐標系、局部坐標系。一、機械坐標系為了確定機床的運動方向和移動的距離，就要在機床上建立一圖一 機械坐標系個坐標系，這個坐標

2、系就是機械坐標系，也 叫標準坐標系，亦叫機床坐標系。該坐標系的原點就是“機床原點”，它是由機床制造商規(guī)定的，通常不允許用戶改變，機床原點是工件坐標系、機床參考點的基準點。數(shù)控車床的機床原點一般設(shè)在卡盤前端面或卡盤后端面的中心，數(shù)控銑床的機床原點，各個生產(chǎn)廠家不一致，有的設(shè)在機床工作臺的中心，有的設(shè)在進給行程的終點。機床參考點是機床坐標系中一個固定不變的點，是用于對機床工作臺、滑板與刀具相對運動的測量系統(tǒng)進行標定和控制的點。機床參考點通常設(shè)置在機床各軸靠近正向極限的位置上，通過減速行程開關(guān)粗定位，由零位點脈沖精確定位。機床參考點對機床原點的坐標是一個已知定值，也就是 說，可以根據(jù)機床參考點在機床

3、坐標系中的坐標值間接確定機床原點的位置。機床接通電源后，操作返回參考點即可建立坐標系。一次建立坐標系后，只要不切斷電源，那么，復位、設(shè)定工件坐標系(G92)、設(shè)定局部坐標系(G52)等操作均無變化。機械坐標系在機械中是固定的，它通過操作手動返回參考點，以參考點為原點設(shè)定機械坐標系。如圖一所示。二、工件坐標系工件坐標系是編程人員在編程時設(shè)定的坐標系，也稱為編程坐標系。FANUC系統(tǒng)確定工件坐標系有三種方法。第一種是：通過對刀將刀偏值寫入?yún)?shù)從而獲得工件坐標系。這種方法操作簡單，可靠性好，他通過刀偏與機械坐標系緊密的聯(lián)系在一起，只要不斷電、不改變刀偏值，工件坐標系就會存在且不會變，即使斷電，重啟后

4、回參考點，工件坐標系還在原來的位置。 第二種是：用G50設(shè)定坐標系，對刀后將刀移動到G50設(shè)定的位置才能加工。對到時先對基準刀，其他刀的刀偏都是相對于基準刀的。第三種方法是：MDI參數(shù)，運用G54G59可以設(shè)定六個坐標系，這種坐標系是相對于參考點不變的，與刀具無關(guān)。這種方法適用于批量生產(chǎn)且工件在卡盤上有固定裝夾位置的加工。航天數(shù)控系統(tǒng)的工件坐標系建立是通過G92 Xa zb （類似于FANUC的G50）語句設(shè)定刀具當前所在位置的坐標值來確定。加工前需要先對刀，對到實現(xiàn)對的是基準刀，對刀后將顯示坐標清零，對其他刀時將顯示的坐標值寫入相應(yīng)刀補參數(shù)。然后測量出對刀直徑d，將刀移動到坐標顯示X=a-d

5、  Z=b 的位置，就可以運行程序了（此種方法的編程坐標系原點在工件右端面中心）。在加工過程中按復位或急停健，可以再回到設(shè)定的G92 起點繼續(xù)加工。但如果出意外如：X或Z軸無伺服、跟蹤出錯、斷電等情況發(fā)生，系統(tǒng)只能重啟，重啟后設(shè)定的工件坐標系將消失，需要重新對刀。如果是批量生產(chǎn)，加工完一件后回G92起點繼續(xù)加工下一件，在操作過程中稍有失誤，就可能修改工件坐標系，需重新對刀。 三、局部坐標系在工件坐標系中編程時，在工件坐標系內(nèi)設(shè)有子坐標系，這樣比較便利于編程。把這個子坐標系稱為局部坐標系。根據(jù)G52的指令，在所有的坐標系內(nèi)(G54G59)，還可以設(shè)定子坐標系，即局部坐標系。各

6、坐標系的原點變?yōu)楦鞴ぜ鴺讼抵械奈恢谩Ｒ坏┳鴺讼当辉O(shè)定，以后指令的絕對值方式(G90)的移動指令，則變?yōu)榫植孔鴺讼抵械淖鴺酥?。要變更局部坐標時，同樣可用G52在工件坐標系中指令新的局部坐標系原點的位置實現(xiàn)。圖二 局部坐標系局部坐標系的設(shè)定不改變工件和機械坐標。當用G50定義工件坐標時，如果沒有對局部坐標系中的所有軸指定坐標值，局部坐標系保持不變。如果沒有為局部坐標系中的任何軸指定坐標值，則局部坐標系被取消。 在進行數(shù)控加工中，只有正確理解了這幾種坐標系的意義和它們之間的關(guān)系，才可以正確地運用它們。 參考文獻：數(shù)控機床編程操作與加工 牛小鐵 機械工業(yè)出版社 Talk on the Set-up of the Several Coordinates in NC Machining Zhang Jun Peng Xin-rong(Pngdingshan Industrial College of Technology, Pngdingshan 467001,China)Abstract: This article mainly discusses the meanings and relations of mechnical coordinate, machine tool coo