淺談數(shù)控加工中幾個(gè)坐標(biāo)系的建立

1、 淺談數(shù)控加工中幾個(gè)坐標(biāo)系的建立平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 張君 彭新榮摘要：主要論述在數(shù)控加工中，機(jī)械坐標(biāo)系、機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系以及局部坐標(biāo)系的含義及它們之間的關(guān)系。關(guān)鍵詞：坐標(biāo)系，數(shù)控機(jī)床，加工。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，機(jī)床的動(dòng)作是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令來(lái)控制的。也就是說(shuō)，刀具到達(dá)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(hào)并使刀具移動(dòng)到這個(gè)位置。這就要采用某個(gè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值給出其應(yīng)到達(dá)的位置。在進(jìn)行數(shù)控加工中，所采用的坐標(biāo)系有以下3種類型：機(jī)械坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系、局部坐標(biāo)系。一、機(jī)械坐標(biāo)系為了確定機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)的距離，就要在機(jī)床上建立一圖一 機(jī)械坐標(biāo)系個(gè)坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)

2、系就是機(jī)械坐標(biāo)系，也 叫標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系，亦叫機(jī)床坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系的原點(diǎn)就是“機(jī)床原點(diǎn)”，它是由機(jī)床制造商規(guī)定的，通常不允許用戶改變，機(jī)床原點(diǎn)是工件坐標(biāo)系、機(jī)床參考點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。數(shù)控車床的機(jī)床原點(diǎn)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(jī)床原點(diǎn)，各個(gè)生產(chǎn)廠家不一致，有的設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)的中心，有的設(shè)在進(jìn)給行程的終點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)系中一個(gè)固定不變的點(diǎn)，是用于對(duì)機(jī)床工作臺(tái)、滑板與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定和控制的點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)通常設(shè)置在機(jī)床各軸靠近正向極限的位置上，通過(guò)減速行程開(kāi)關(guān)粗定位，由零位點(diǎn)脈沖精確定位。機(jī)床參考點(diǎn)對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)已知定值，也就是 說(shuō)，可以根據(jù)機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床

3、坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值間接確定機(jī)床原點(diǎn)的位置。機(jī)床接通電源后，操作返回參考點(diǎn)即可建立坐標(biāo)系。一次建立坐標(biāo)系后，只要不切斷電源，那么，復(fù)位、設(shè)定工件坐標(biāo)系(G92)、設(shè)定局部坐標(biāo)系(G52)等操作均無(wú)變化。機(jī)械坐標(biāo)系在機(jī)械中是固定的，它通過(guò)操作手動(dòng)返回參考點(diǎn)，以參考點(diǎn)為原點(diǎn)設(shè)定機(jī)械坐標(biāo)系。如圖一所示。二、工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是編程人員在編程時(shí)設(shè)定的坐標(biāo)系，也稱為編程坐標(biāo)系。FANUC系統(tǒng)確定工件坐標(biāo)系有三種方法。第一種是：通過(guò)對(duì)刀將刀偏值寫入?yún)?shù)從而獲得工件坐標(biāo)系。這種方法操作簡(jiǎn)單，可靠性好，他通過(guò)刀偏與機(jī)械坐標(biāo)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(biāo)系就會(huì)存在且不會(huì)變，即使斷電，重啟后

4、回參考點(diǎn)，工件坐標(biāo)系還在原來(lái)的位置。 第二種是：用G50設(shè)定坐標(biāo)系，對(duì)刀后將刀移動(dòng)到G50設(shè)定的位置才能加工。對(duì)到時(shí)先對(duì)基準(zhǔn)刀，其他刀的刀偏都是相對(duì)于基準(zhǔn)刀的。第三種方法是：MDI參數(shù)，運(yùn)用G54G59可以設(shè)定六個(gè)坐標(biāo)系，這種坐標(biāo)系是相對(duì)于參考點(diǎn)不變的，與刀具無(wú)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(biāo)系建立是通過(guò)G92 Xa zb （類似于FANUC的G50）語(yǔ)句設(shè)定刀具當(dāng)前所在位置的坐標(biāo)值來(lái)確定。加工前需要先對(duì)刀，對(duì)到實(shí)現(xiàn)對(duì)的是基準(zhǔn)刀，對(duì)刀后將顯示坐標(biāo)清零，對(duì)其他刀時(shí)將顯示的坐標(biāo)值寫入相應(yīng)刀補(bǔ)參數(shù)。然后測(cè)量出對(duì)刀直徑d，將刀移動(dòng)到坐標(biāo)顯示X=a-d

5、  Z=b 的位置，就可以運(yùn)行程序了（此種方法的編程坐標(biāo)系原點(diǎn)在工件右端面中心）。在加工過(guò)程中按復(fù)位或急停健，可以再回到設(shè)定的G92 起點(diǎn)繼續(xù)加工。但如果出意外如：X或Z軸無(wú)伺服、跟蹤出錯(cuò)、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(biāo)系將消失，需要重新對(duì)刀。如果是批量生產(chǎn)，加工完一件后回G92起點(diǎn)繼續(xù)加工下一件，在操作過(guò)程中稍有失誤，就可能修改工件坐標(biāo)系，需重新對(duì)刀。 三、局部坐標(biāo)系在工件坐標(biāo)系中編程時(shí)，在工件坐標(biāo)系內(nèi)設(shè)有子坐標(biāo)系，這樣比較便利于編程。把這個(gè)子坐標(biāo)系稱為局部坐標(biāo)系。根據(jù)G52的指令，在所有的坐標(biāo)系內(nèi)(G54G59)，還可以設(shè)定子坐標(biāo)系，即局部坐標(biāo)系。各

6、坐標(biāo)系的原點(diǎn)變?yōu)楦鞴ぜ鴺?biāo)系中的位置。一旦坐標(biāo)系被設(shè)定，以后指令的絕對(duì)值方式(G90)的移動(dòng)指令，則變?yōu)榫植孔鴺?biāo)系中的坐標(biāo)值。要變更局部坐標(biāo)時(shí)，同樣可用G52在工件坐標(biāo)系中指令新的局部坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置實(shí)現(xiàn)。圖二 局部坐標(biāo)系局部坐標(biāo)系的設(shè)定不改變工件和機(jī)械坐標(biāo)。當(dāng)用G50定義工件坐標(biāo)時(shí)，如果沒(méi)有對(duì)局部坐標(biāo)系中的所有軸指定坐標(biāo)值，局部坐標(biāo)系保持不變。如果沒(méi)有為局部坐標(biāo)系中的任何軸指定坐標(biāo)值，則局部坐標(biāo)系被取消。 在進(jìn)行數(shù)控加工中，只有正確理解了這幾種坐標(biāo)系的意義和它們之間的關(guān)系，才可以正確地運(yùn)用它們。 參考文獻(xiàn)：數(shù)控機(jī)床編程操作與加工 牛小鐵 機(jī)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