加工中心常用工件坐标系的设置与应用

加工中心 常用工件坐标系的设置与应用 口刘加孝 湖南 省永州市高级技工学校永州4 2 5 0 0 0 摘要 对加工中心中常用的9 种工件坐标系进行比较 介绍各 自的特点 程序格式及其应用场合和注意事项 关键词 加工中心工件坐标 系设置应用 中图分类号 T G 6 5 9 文献标识 码 B 文章编号 1 0 0 0 4 9 9 8 2 0 0 8 0 2 0 0 3 8 0 3 加工 中心 的标 准 坐 标 系及 其 运 动 方 向 在 国际标 准 中 已经 标 准 化 即 按 右 手 直 角 笛 卡 尔 坐 标 系确 定 一 般 假设 工 件 静止 通过 刀 具 相对 于 工 件 的移 动来 确 定 移 动 轴 的 方 向 我 国 机 械 T 业 部 制 订 的 标 准 J B T 3 0 5 1 1 9 9 9 之 等 效 根 据 坐 标 轴 确 定 的 方 法 与 步 骤 可 以 得 出 立 式 卧 式 加 工 中 心 的 工 件 坐 标 系 如 图 1 所 示 工 件 坐 标 系 与 机 床 坐 标 系 的关 系 如 图 2 所 示 加 工 中 心 的 工 件 坐 标 系 较 多 使 用 方 法 多 种 多 样 以 F ANUC 0 i MC数 控 系统 为 例 将几 种 常用 的工 件坐 标 系 进 行 比 较 并 说 明 它 们 的 应 用 1 G 5 4一 G 5 9 选择标准工件坐标系 若 在工 作 台上 同时 加工 多个 相 同的零 件或不 同零 件 而且它 们 都有各 自的尺 寸基 准 为 了避 免编程 的 尺 寸换 算 可 以建 立 G5 4一G5 9 7 个 工 件坐标 系 通过对 刀 操作 去测 量工 件坐 标 系 的原 点相 x J 于 机 床 原 点 的偏 移 量 机 床 坐标 值 为 负 值 并 经 MD I面 板 加 以设 定 G5 4一G5 9 指 定其 中一个 G代 码 则 可 以 收稿 日期 2 0 0 7 1 0 月 回 2 0 0 8 2 选 择 六 个 中 的 一 个 一 般 将 G5 4 G5 5 G5 6 G 5 7 G 5 8 G5 9 分别称 为工件 坐标 系 1 2 3 4 5 6 在 电 源接 通并 返 回参考 点之后 建 立工 件坐标 系1 到6 在 编 程 时 只 需 书 写 工 件 坐 标 系 的 G 代 码 即 可 例 如 G 5 4 G1 7 G9 0 G 4 0 G 4 9 G8 0 G5 4一GS 9 E 手 1 编 程 及 自 动 编 程 中 应 用 最 多 由 于 当 电 源 接 通 时 自动 选 择 G 5 4 所 以 多 数 情 况 下 使 用 G5 4 设 定 工 件 坐 标 系 2 G 5 4 1 P n 或 G 5 4 P n 选择附加工件坐标 系 当 G5 4一G5 9 7 个工 件 坐标 系不 够使用 时 也可 以 使 用 4 8 个 附 加 工 件 坐 标 系 类 似 于 G5 4一G5 9 测 量 及 设 定 方 法 一 样 但 其 指 令 格 式 不 同 书 写 方 法 如 下 G5 4 1 P n 或 G5 4 P n 其 中 P n指 定 附加 工 件 坐标 系 的 代码 n取值 为 1 4 8 例 如 G5 4 1 P 3 指定 3 号 附加 工 件 坐标 系 其 对 刀 的 结果 输入 到5 4 1 坐标 系参 数表 中 3 G5 2 局部坐标系 为了方便 编程 可 以设 定工 件坐 标 系 的子坐 标 系 7 坐标 系称 为局部 坐标 系 使用 极其 简 便 如 图3 所示 其 指 令 格 式 如 下 G5 2 I Pj设定 局部 坐标 系 G5 2 I P 0 取 消局 部 坐标 系 其 中 一指 局 部 坐 标 系 的原 点 在 工 件 坐 标 系 中 机械制造4 6 卷 s z z 维普资讯 的位 置 以 一 z 一坐标 值 表示 G5 2 的实质 是将原 坐标 系平 移到 一 y 一Z 一 处 注 意 当 执 行 G 5 2 I Pj时 刀 具 不 移 动 而 当局 部 坐 标 系 设 定 后 以 绝 对 值 方 式 G9 0 指 令 的 移 动 是 局 部 坐 标 系 中 的 坐 标 值 在 产 品加工 中 一般 选择 G5 4 标 准工 件坐标 系 在 此 基 础 上 根 据 自己 的需 要 通 过 G5 2 任 意完 成 工件 坐 标 系 的平 移 与 设 定 4 G 9 2 设置工件坐标系 G 9 2 用 来 设 定 工 件 坐 标 系 使 刀 具上 的基 准 点 位 于 相 对 于 编 程 原 点 的 某 一 指 定 位 置 指 令 格 式 如 下 G9 2 I P j其 中 I P一是 指 当前 刀具 上 的基 准点 在工 件 坐 标 系中 的位 置 如 图4 所 示 注 意 当 执 行 G 9 2 I 刀 具 不 移 动 而 当设 定 后 如 果执 行 程序 中 因种种 原 因再从 头 执行 时 必须 通 过 手 动及 手 轮将 刀 具 精确 地 移 动 至 I P一 位 置 否则 出现 工 件 坐 标 系 错 误 在 产 品加 2 1 2 中 为 了有 效 地 解 决 这 一 问题 常 将 G5 3 与 G9 2 一起 使 用 例 如 G5 3 X一 3 0 0 O Y一 2 0 0 O Z 4 0 0 0 刀 具 快 速 移 动 到 机 床 坐 标 系 中 X 3 0 0 0 Y 2 0 0 O Z一 4 0 0 0 处 G9 2 X O Y O Z 1 O 0 0 指 定 当前 刀 具 位 于 工件 坐 标 系上 l O O mm处 M 30 由于 G5 3 精 确 地 指 定 了机 床 坐标 系 中 的某一 点 为 G9 2 完成 了初 始点 的定 位 所 以使 用 方便可 靠 5 G1 0 改变工件零点偏移值 利 用 GI O 可 以改 变工件 坐标 系的零点偏移值 其优 点在于可 以在程序 中任意指 定所需 工件坐标 系的位置 5 1 G1OL2PpI P 其 中 P 1 6 分 别 指 定将 要 偏移 的工 件 坐标 系 1 到 6 I P 一对 于 绝对 值 指令 Gg o 为 每个 轴 的工 件零点 偏 移值 对 于增 量 值 指令 G 9 1 为 每个轴 加 到 原来设 定 的工件 零点 的偏 移值 例 如 G9 0 G5 4 指 定工 件 坐标 系 假设 G5 4 为 X一 3 0 0 0 机械制造4 6卷第5 2 2 期 Y 2 0 0 0Z 40 0 0 G1 O L 2 P1 X一 2 0 0 O Y 1 5 0 O Z 一 3 0 0 0 刀 具 不 移 动 但 G5 4 变 为 X 2 0 0 0 Y 1 5 0 0Z 3 0 0 0 G 9 1 G 5 4 指定工 件 坐标 系 假 设 G5 4 为 X 3 0 0 0 Y 2 0 0 0 Z 4 0 0 0 GI O L 2 P1 X 2 0 0 O Y 1 5 0 O Z 一 3 0 0 0 刀 具 不 移 动 但 G5 4 变为 X 5 0 0 0 Y 3 5 0 0Z 7 0 0 0 5 2 GI OL2 OPpI P 与 GI O L 2 P n I P 相 类 似 但 1 4 8 改 变 的 是 附加 工件坐标 系中的对 应值 6 G6 8 G6 9 工件坐标 系的旋转 可使编 程 图形 按 指定 的旋 转 中心及 旋转 方 向旋转 一 定 的角度 以简 I g编 程 节省 存 储 空 间 指令 格 式 如 下 G 9 0 G 9 1 G 6 8 I P R一 坐 标 系 开 始 旋 转 刀具 不 移 动 G 6 9 坐标 系旋转 取 消 其 中 I P一指 旋 转 中 心 的坐标 值 由 当前 平 面 选 择 指 令确 定 常用 x Y一 G 6 8 后 若 为 G9 0 则 指 定 工 件 坐标 系 中的 位置 为 旋转 中心 若 为 G9 1 则 指定 刀 具 当前 位置 为旋转 中心 R 一指 旋转 角 度 规 定 编 程 图形 逆 时 针 旋 转 为 正 值 取值 范 围为 一3 6 0 3 6 0 G9 0 指 定 角度 为绝 对值 G9 1 指 定角度 为增 量值 参 数 NO 5 4 0 0 0中 RI N设 为 1 时 才 有 效 注意 在程 序 编制 时 G 6 9 之后 的第 一 个移 动 指令 必 须 用 G 9 0 指 定 G6 8 之 后 第 一 条 移 动 指 令 最 好 使 用 G 9 0 G6 8 G 6 9 一 般 用于 加 工 图形倾 斜 的零 件 将倾 斜 的 图形摆 正后 计算 坐标 和编 制 加 工程 序 常编 成 子程 序 在 G 6 8 有 效 后 调 用 G 6 8 G 69 在铣 削链 轮 齿轮 的齿廓 时 利 用 G9 1 可 逐 步 完 成一 周 的加 3 2 省 略 了每 一 齿 调 用 T 程 序语 句 的 编 N 7 G1 6 G1 5 极坐标指令 建 立 极 坐 标 系 终 点 的 坐 标 值 用 极 坐 标 极 径 极 角 表 示 指 令 格 式 如 下 G1 7 G1 8 G1 9 G9 0 G9 1 G1 6 指 定 极 坐 标 编 程 方 式 G1 5 取消极 坐标 方 式 其 中 G1 7 Cl 8 G1 9 设 定 平 面 选 择 例 如 G1 7 的 第 一 轴 表示 极 径 第 二轴 l 表示 极 角 G1 8 则 以 z 分 别 表 示 极 径 极 角 2 2 维普资讯 G 9 0 G 9 1 设 定 极 点 G9 0 指 定 工 件 坐 标 系 的 零 点 为极 坐 标 系 的原点 从 该 点确 定 极 径 G 9 1 指 定 当前 位 置 为 极 坐 标 系 的 原 点 从 该 点 确 定 极 径 极 角用 G9 0 指 定 时 表 示 极轴 逆 时 针 旋转 至极 径 位 置 的角度 极角 用 G9 1 指定 时 以前 段极 径逆 时针 旋 转 至 当前 极 径 位 置 的角 度 表 示 采 用极 坐标 编程 可 以减少 编程 时 的计算 工作 量 一 般 适 用 于 圆 周 分 布 的 孔 类 零 件 图 纸 尺 寸 以 角 度 与 距 离 半 径 形式 表示 的零 件 在具体 编 程时 可 以使 用 G5 2 与 G 9 0 指 定 当前 位 置 为极 点 便 于计 算 极径 极 角 则 根 据 需 要 选 用 G9 0 或 G9 1 8 外部 工件零点偏移 可 以使 已经设 定 的工 件 坐标 系 发生 偏 移 在 程序 测 试甚 至 实 际加 工 中 可 以使用 例 如将 坐标 系 的原点 提 高 至安 全 高度 进行 程 序 测 试 通 过改 变 外 部工 件零 点偏 移 中 z的数 值控 制 加工 深 度等 也称 之 为0 号 工 件 坐 标 系 例 如 G 5 4 设 定 值 为 X一 3 0 0 O Y一 2 0 0 O Z 一 4 0 0 0 外 部工 件 零 点 偏 移 设 定 值 为 XO YO Z I O 0 0 则 实 际 的工 件 坐 标 系 原 点 位 于 X一 3 0 0 0 Y 2 0 0 0Z 一 3 0 0 0 处 9 宏变量 可 以在 宏程 序 中通过 变 量 赋值 指 定 工 件 坐标 系 使 用 非 常 方 便 参 照 表 1 表 1 中第 一轴 第 二轴 第 三轴 分别 指 y z轴 例 如 舵 501 一 300 0 2601 一 200 0 2701 一 400 0 表1 工件零点偏移值 系统变量 轴 功能 变量号 外部工件零点偏移 2 5 0 0 G 5 4 工件零点偏移 2 5 0 1 G 5 5 I件零点偏移 2 5 0 2 第一轴 G 5 6 工件零点偏移 2 5 0 3 G 5 7 I件零点偏移 2 5 O 4 G 5 8 I件零点偏移 2 5 0 5 G 5 9 I件零点偏移 2 5 0 6 外部工件 零点偏 移 2 6 0 0 G 5 4 I件零点偏移 2 6 0 l G 5 5 I件零点偏 移 2 6 0 2 第二轴 G 5 6 工件零点偏 移 2 6 0 3 G 5 7 I件零点偏 移 2 6 O 4 G 5 8 I件零点偏 移 2 6 0 5 G 5 9 I件零点偏 移 2 6 0 6 外部工件零点偏移 2 7 0 0 G 5 4 I件零点偏移 2 7 0 l G 5 5 I件零点偏移 2 7 0 2 第 三轴 G 5 6 I件零点偏移 2 7 0 3 G 5 7 I件零点偏移 2 7 O 4 G 5 8 I件零点偏移 2 7 0 5 G 5 9 工件零点偏移 2 7 o 6 当执 行 上述 宏 变 量 赋值 后 工 件 坐标 系 G5 4 中 的 值 为 X一 3 0 0 0 Y 2 0 0 0Z 4 0 0 0 因 此 可 以 通 过 变 量 新 的赋值 灵 活地设 置所 需 当前工 件 坐标 系 上述 加工 中心 也适 用于 数控 铣床 中 的几 种工 件 坐标 系各 有特 色 在 产 品实 际加工 中根 据 图形 种类 尺 寸标 注 是 否 中小批 量 手 工或 自动 编程 等 灵 活选 用 编 辑 方 也 我 国 最 大 火 电 机 组 高 压