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数控加工与坐标系 |
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作者：北京发那科机电有限公司 |
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1. 进行技控加工时，如何选择坐标系？
数控机床进行加工时，刀具到达的位置信息必须传递给CNC系统，然后由CNC系统发出信号并使刀具移动到这个位置。这就要采用某个坐标系中的坐标值结出其应到达的位置。所采用的坐标系有以下3种类型：①机械坐标系。②工件坐标系。③局部坐标系。
根据需要，决定用哪个坐标系的坐标值，确定刀具应到达的位置。坐标值由程序轴的分量指定。比如，如果程序轴为X、Y、Z轴，则坐标值指定为X－Y－Z－。
2. 如何建立机械坐标系？
“机床零点”是由机床制造商规定的机械原点。把该机械原点作为坐标系原点的坐标系称为机械坐标系。使机械原点与参考点一致。接通电源后，操作返回参考点(见“数控加工与数控系统”一文)即可建立坐标系。一次建立坐标系后，只要不切断电源，那么，复位、设定工件坐标系(G92)。设定局部坐标系(G52)等操作均无变化。机械坐标系在机械中是固定的，它通过操作手动返回参考点，以参考点为原点设定机械坐标系(如图1)。
图1 机械坐标系的设定
3. 在铣床与加工中心系列中如何选择机械坐标系？
根据指令(G90)G53P－；刀具快速运动到机械坐标系中的P坐标的位置。由于G53是非模态G代码，因此，仅在指令G53的程序段内有效。此外，在绝对方式(G90)中有效，而在增量方式(G91)中无效。要使刀具移动到换刀位置和其他机械的固定的位置时，由G53用机械坐标系编程。在执行G53时，应取消刀具半径补偿、刀具长度补偿、刀具位置偏置。
4. 什么是工体坐标系？
用于加工工件而使用的坐标系，称为工件坐标系。工件坐标系可以由下列两种方法设定。
(1)铣床及加工中心系列
①用G92的方法设定：由程序指令，用G92后面的数字设定工件坐标系。比如，根据(G90)G92P─；可使刀具某一点(如刀尖的位置)变为坐标值(P)，从而建立了工件坐标系。如果一旦设定工件坐标系，以后指令的绝对值指令则成为该工件坐标系的位置。如图2。
图2 G92 X33.0 Z23.0工作坐标系
②用G54～G59的方法设定：可以设定6个工件坐标系，设定工件坐标系时用MDI控制板，指定从机械原点到各坐标系原点的各轴距离(工件原点补偿量)。如图3。其中ZOFS1、ZOFS2、ZOFS3、ZOFS4、ZOFS5、ZOFS6为工件坐标系1、2、 3、4、 5、6的工件原点偏移量。
图3
工件坐标系还可以用EXOFS进行外部工件原点偏移，仅偏移6个工件坐标共同的指令量。当偏移量设定之后，用G92指令设定坐标系时，偏移量无效。
(2)车床系列
①车床的坐标系用以下指令设定：
G50X(x)Z(z)；
根据该指令，可设定一个坐标系，使刀具的某一点(例如刀尖)，在此坐标系中的坐标值为(x，z)，该坐标系称为工件坐标系。例如图4为直径指定时的坐标系设定：
G50 X128.7 Z375.1
图4 车床采用G50设定工件坐标系
②从MDI设定的6个工件坐标系中选择。从G54～G59中指定一个G代码，可以从工件坐标系1到6中选择一个。
G54 工件坐标系1
G55 工件坐标系2
G56 工件坐标系3
G57 工件坐标系4
G58 工件坐标系5
G59 工件坐标系6
工件坐标系是在通电后执行了返回参考点的操作时建立的。通电时，自动选择G54坐标系。
5. 什么是局部坐标系？
在工件坐标系中编程时，在工件坐标系内设有子坐标系，这样比较便利于编程。把这个子坐标系称为局部坐标系。
根据G52IP─；的指令，在所有的坐标系内(G54～G59)，还可以设定子坐标系，即局部坐标系。各坐标系的原点变为各工件坐标系中的位置。一旦坐标系被设定，以后指令的绝对值方式(G90)的移动指令，则变为局部坐标系中的坐标值。要变更局部坐标时，同样可用G52在工件坐标系中指令新的局部坐标系原点的位置实现。取消局部坐标系时，使坐标系原点与工件坐标系原点一致。即指令G52IPO；即可。图5为局部坐标系示例。
图5 局部坐标系
局部坐标系的设定不改变工件和机械坐标。当用G50定义工件坐标时，如果没有对局部坐标系中的所有轴指定坐标值，局部坐标系保持不变。如果没有为局部坐标系中的任何轴指定坐标值，则局部坐标系被取消。
6. 为什么坐标系统要使用右手定则？
在普通机床的操作时，习惯使用上、下、左、右、向中心、离中心、右旋、左旋、正转、反转等，但数控机床要使用程序、指令，这就要求采用国际或国内的通用标准。在“数控技术的标准”一文中提到的ISO41，就是专门说明“NC机床的坐标和运动方向”的标准、按照这个标准的规定，使用笛卡尔坐标系，在操作中必须记牢。使用右手定则可以帮助记忆。 (end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(12/3/2004) |
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