4-5 SIEMENS 系统的坐标变换编程

§4-5SIEMENS系统的坐标变换编程一、极坐标编程极坐标角度是指在指定平面内，指定点和极点的连线与指定平面第一轴（如G17平面的X轴）的夹角，在程序中用AP表示。极坐标角度的0°方向为第一坐标轴的正方向，逆时针方向为角度的正方向。如图4-49所示，A点与B点的坐标相对于极点O，用极坐标方式可描述如下：A点：RP=30.0，AP=0（极坐标半径为30mm，极坐标角度为0°）；B点：RP=30.0，AP=60.0（极坐标半径为30mm，极坐标角度为60°）。1．极坐标当使用极坐标指令后，坐标值以极坐标方式指定，即以极坐标半径和极坐标角度确定点的位置。测量半径与角度的起始点称为极点。极坐标半径是指在指定平面内，指定点到极点的距离，在程序中用RP表示。极坐标半径一律用正值表示。2．极坐标系原点极坐标系原点指定方式有G110、G111和G112三种，其指令格式如下：G110（G111）X

Y

Z

；G112AP=

RP=

；式中G110——极坐标参数，相对于刀具最近到达的点（即刀具当前位置点）定义极坐标；G111——极坐标参数，相对于工件坐标系原点定义极坐标；G112——极坐标参数，相对于上一个有效的极点定义极坐标AP=

——极坐标角度，数值范围为±（0°～360°），其值可以用绝对值表示，也可以用增量值表示，分别用符号AC与IC表示；RP=

——极坐标半径，其单位为毫米（mm）或英寸（in）

X

Y

Z

——相对于定义点的坐标值。如图4-50所示，分别将A点、B点和C点（当前刀具中心位置点）指定为极坐标系原点。A点：G111X30.0Y20.0；B点：G112AP=60.0RP=40.0；C点：G110X0Y0；3．极坐标中的刀具移动方式在极坐标系中用G00/G01/G02/G03指令加上AP、RP指令，可以使刀具完成快速定位、直线插补、顺时针和逆时针圆弧插补等动作。具体指令格式如下：G00AP=

RP=

；G01AP=

RP=

；G02AP=

RP=

CR=

；G03AP=

RP=

CR=

；例如，G01AP=30.0RP=40.0；当使用极坐标进行圆弧编程时，应特别注意指令中的AP和RP是圆弧终点相对于圆弧圆心的极角与极半径，而不是圆弧终点相对于极点的极角与极半径。

程序如下：

AA426.MPF；N10G90G94G17G40G71G54；N20G74Z0；N30T1D1M03S600；N40G00X-50.0Y-50.0；N50Z30.0；N60G01Z-6.0F100；N70G111X0Y0；N80G41G01RP=35.0AP=211.0；N90AP=139.0；

N100AP=67.0；N110AP=355.0；N120AP=283.0；N130AP=211.0；N140G40G01X-50.0Y-50.0；N150G00Z50.0；N160M30；4．编程实例例4-24加工图所示的工件，试采用极坐标指令编写其数控铣削加工程序。用TRANS和ATRANS指令可以平移当前坐标系。式中

TRANS——绝对可编程零位偏置，参考基准是当前设定的有效工件坐标系原点，即使用G54～G59指令设定的工件坐标系。

ATRANS——附加可编程零位偏置，附加可编程零位偏置，参考基准为当前设定的或最后编程的有效工件坐标系原点，该原点也可是通过指令TRANS偏置的原点。

X

Y

Z

——各轴的平移量。二、坐标平移1．指令格式TRANSX

Y

Z

；ATRANSX

Y

Z

；例如，“TRANSX10.0Y20.0Z30.0；”表示以G54～G59指令设定的工件坐标系原点为基点执行坐标系平移，平移的距离为“X10.0Y20.0Z30.0”。“ATRANSX10.0Y20.0Z30.0；”表示以最后编程有效的工件坐标系原点为基点执行坐标系平移，平移的距离为“X10.0Y20.0Z30.0”。如果在同一程序中先执行“TRANSX10.0Y20.0Z30.0；”，再执行“ATRANSX10.0Y20.0Z30.0；”，则经过两次坐标平移后的原点相对于G54指令设定的工件坐标系原点偏移了“X20.0Y40.0Z60.0”的距离。2．用坐标平移指令编程的注意事项如果在TRANS指令后面没有轴移动参数，该指令将取消程序中所有的框架，仍保留原工件坐标系。所谓框架，是SIEMENS802D/840D/810D系统中用来描述坐标系平移或旋转等几何运算的术语。框架用于描述从当前工件坐标系开始到下一个目标坐标系的坐标或角度变化。

常用的框架有坐标平移（TRANS、ATRANS）、坐标系旋转（ROT、AROT）、比例缩放（SCALE、ASCALE）、坐标镜像（MIRROR、AMIRROR）。以上所有的框架指令在程序中必须单独占一行。3．编程实例例4-25加工如图所示工件的四个凸台轮廓，试采用坐标平移指令编写其加工程序。加工程序：AA427.MPF；N10G90G94G17G40G71G54；N20G74Z0；N30T1D1M03S600F100；N40TRANSX5.0Y10.0；N50L427；N60ATRANSX40.0N70L427；N80ATRANS；N90TRANSX5.0Y45.0；N100L427；N110ATRANSX40.0；N120L427；N130ATRANS；N140G74Z0；

N150M30；L427.SPF；N10G00Z10.0；N20X-10.0Y-10.0；N30G01Z-6.0；N40G41G01X27.0Y0；N50X0；N60X8.66Y15.0；N70X33.66；N80X25.0Y0；N90G40G01X30.0Y-10.0；N100G00Z5.0；N110RET；1．指令格式ROTRPL=

；AROTRPL=

；三、坐标系旋转用ROT和AROT指令可以使工件坐标系在选定的G17～G19平面内绕着与该平面垂直的坐标轴旋转一个角度；也可以使工件坐标系绕着指定的几何轴X、Y或Z做空间旋转。使用坐标系旋转功能后，会根据旋转情况产生一个当前坐标系，新输入的尺寸均是在当前坐标系中的数据。式中ROT——绝对可编程坐标系旋转，参考基准是通过G54～G59指令建立的工件坐标系原点。

AROT——附加可编程坐标系旋转，参考基准为当前设定的或最后编程的有效工件坐标系原点，该原点也可是通过指令ROT偏置的原点。

RPL——在平面内的旋转角度。对于平面旋转指令，旋转轴为与该平面垂直的轴，从旋转轴的正方向向该平面看，逆时针方向为正方向，顺时针方向为负方向。说明：“G17ROTRPL=30.0；”表示以编程坐标系原点为基点，在G17平面内绕Z轴转过30°。“G18AROTRPL=30.0；”表示以当前设置的坐标系原点为基点，在G18平面内绕Y轴转过30°。例如，G17ROTRPL=30.0；

G18AROTRPL=30.0；2．用坐标系旋转指令编程的注意事项如果在镜像指令MIRROR后用AROT指令编辑一个附加的旋转，则其旋转方向与镜像前相反。坐标系旋转指令的取消与坐标平移指令的取消类似，如果ROT指令后面没有轴参数，则前面所有编程的框架被取消。3．编程实例例4-26加工图4-53所示的工件，毛坯尺寸为80mm×80mm×20mm，试采用坐标系旋转指令编写其加工程序。AA428.MPF；N10G90G94G17G40G71G54；N20G74Z0；N30T1D1；N40M03S600F100；N50G00X50.0Y-50.0；N60Z20.0；N70G01Z-8.0；N80ROTRPL=15.0；N90G41G01Y-30.0；N100X-26.46；N110G02Y30.0CR=40.0；N120G01X26.46；N130G02Y-30.0CR=40.0；N140G40G01X50.0Y-50.0；N150ROT；N160G00Z50.0；N170M30；例4-27加工图4-54所示工件上的图案（加工深度为1mm），试编写其数控铣削加工程序。AA429.MPF；N10G90G94G17G40G71G54；N20G74Z0；N30T1D1；N40M03S600F100；N50G00X0Y0；N60Z20.0；N70L429；N80ROTRPL=72.0；N90L429；N100AROTRPL=72.0；N110L429；N120AROTRPL=72.0；N130L429；N140AROTRPL=72.0；N150L429；N160AROT；N170G00Z50.0；N180M30；L429.SPF；N10G00X11.23Y15.45；N20G01Z-1.0；N30X4.73Y35.45；N40X41.05；N50X47.55Y15.45；N60X11.23；N70G01Z5.0；N80RET；基点坐标：A（11.23，15.45），B（4.73，35.45），C（41.05，35.45），D（47.55，15.45）。1．指令格式MIRRORX0Y0Z0；AMIRRORX0Y0Z0；使用坐标镜像指令可实现沿某一坐标轴或某一坐标点的对称加工四、坐标镜像式中MIRROR——绝对可编程镜像，相对于G54～G59指令设定的当前有效坐标系的绝对镜像；AMIRROR——相对可编程镜像，参考当前有效设定或编程坐标系的补充镜像；X0Y0Z0——将改变方向的坐标轴。。例如，G17MIRRORX0；

G17AMIRRORY0；其中：“G17MIRRORX0；”表示在G17平面内以Y坐标轴作为镜像轴，沿X轴镜像。“G17AMIRRORY0；”表示在G17平面内以X坐标轴作为镜像轴，沿Y轴补充镜像。2．用坐标镜像指令编程的注意事项（1）在指定平面内执行镜像指令时，如果程序中有圆弧指令，则圆弧的旋转方向相反，即G02变成G03，G03变成G02。（2）在指定平面内执行镜像指令时，如果程序中有刀具半径补偿指令，则刀具半径补偿的偏置方向相反，即G41变成G42，G42变成G41。（3）在使用镜像功能时，由于数控机床的Z轴安装有刀具，因此一般情况下不在Z轴方向执行镜像功能。（4）MIRROR后面如不带任何参数，则取消所有以前激活的框架指令。（5）在SIEMENS系统中使用镜像指令时，其镜像的原点为编程时的工件坐标系原点。3．编程实例例4-28试用镜像指令编写图示工件轮廓的数控铣削加工程序。N70MIRRORX0；N80L430；N90AMIRRORY0；N100L430；N110AMIRRORX0；N120L430；N130MIRROR；N140G74Z0M09；N150M30；L430.SPF；N10G00X0Y0；N20G01Z-8.0F100；N30G41G01X10.0Y0；N40G01Y30.0；N50G02X30.0CR=10.0；N60G03X50.0CR=10.0；N70G01X55.0；N80Y10.0；N90X10.0N100G40G01X0Y0；N110Z5.0；N120RET；加工程序：AA430.MPF；N10G90G94G17G71G54；N20T1D1F100；N30G00X0Y0；N40Z30.0；N50M03S600M08；N60L430；例如，SCALEX2.0Y1.5Z1.0；

ASCALEX2.0Y1.5Z1.0；五、比例缩放1．指令格式式中SCALE——参考G54～G59指令设定的当前有效坐标系原点进行比例缩放；

ASCALE——参考当前有效设定或编程坐标系进行附加比例缩放；

X

Y

Z

——各轴的缩放因子。SCALEX

Y

Z

；ASCALEX

Y

Z

；说明：“SCALEX2.0Y1.5Z1.0；”表示以当前由G54～G59指令设定的工件坐标系原点作为缩放基点，在X向的缩放比例系数为2，Y向的缩放比例系数为1.5，Z向的缩放比例系数为1。“ASCALEX2.0Y1.5Z1.0；”表示以当前设定的有效坐标系（如平移、缩放、旋转坐标系等）的原点为基点进行缩放，在X向的缩放比例系数为2，Y向的缩放比例系数为1.5，Z向的缩放比例系数为1。2．比例缩放中的注意事项（1）如果在比例缩放后再进行坐标系的平移，则坐标系平移值也进行比例缩放。例如，SCALEX2.0Y1.5；

ATRANSX20.0Y30.0；执行平移指令后，实际的平移距离为“X40.0Y45.0”。（2）如果轮廓中有圆弧轮廓时，两个轴的缩放比例系数必须一致。（3）比例缩放对刀具偏置值和刀具补偿值无效。（4）如果在SCALE指令后没有轴移动参数，将取消程序中所有的框架，仍保留原工件坐标系。（5）在SIEMENS系统中使用比例缩放指令时，其缩放中心为编程时的工件坐标系原点。3．编程实例例4-29用R2mm球头铣刀加工图示工件的梅花图案，中间的图形缩放比例系数（参照外部形状）为0.6。试编写其数控铣削加工程序。N60M03S600M08；N70G01Z-4.0；N80L431；N90G01Z-8.0；N100SCALEX0.6Y0.6；N110L431；N120SCALE；N130G74Z0M09；N140M30；L431.SPF；N10G41G01X30.0Y0；