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一、機械坐標系

機械坐標系又稱為機床坐標系。機械坐標系原點設置在機床上的一個固定點, 這個點由生產廠在機床裝配、調試時確定。機床正常運行時, 屏幕顯示的“ 機械坐標” 就是刀具在這個坐標系中的坐標值。

1.建立機械坐標系

機械坐標系是在數控機床開機后通過執行手動返回參考點操作建立的, 在正常加工操作過程中它的位置不會改變。當機床工作中發生下面情況時, 需要通過返回參考點操作重新建立機械坐標系:

( 1) 機床意外掉電;

( 2) 機床由于過載或發生碰撞停車;

( 3) 按下急停按鈕;

有些數控機床安裝了絕對位置編碼器, 這類機床開機即可獲得機械坐標系, 不需要進行返回參考點操作。

2.選擇機械坐標系

指令格式: G53 X- Y- Z- ;

該指令將刀具移動到機械坐標系中由 X- 、 Y- 、 Z- 坐標值指定的位置(圖 1)。系統執行該指令時, 同時清除了刀具半徑補償、刀具長度補償和刀具偏置。當需要將刀具移動到機床的特殊位置, 例如換刀位置時, 應該用 G53 編制程序指令。

G53 指令是非模態指令, 只在當前語句有效。

使用 G53 指令編程時, 應在絕對值 G90 狀態進行, 當在增量值 G91 狀態時, G53 指令無效。

機床用戶一般不能也沒有必要修改機械坐標系。

二、工件坐標系

工件坐標系是為了加工工件方便而設置和使用的坐標系。可以認為它是位于機械坐標系中的子坐標系, 根據加工需要一個工件可以設置一個或幾個工件坐標系, 程序運行中可以選擇其中任意一個。屏幕顯示的“ 絕對坐標” 就是刀具在所選擇的工件坐標系中的坐標值。

1.建立工件坐標系

工件坐標系一般有兩種方法: 一種是可設定的工件坐標系建立(G54- G59) , 它通過對刀操作確定機床坐標系原點與工件坐標系原點之間的偏置值; 另一種是通過指令 G92 ( 車床為G50)建立工件坐標系, 它是根據基準刀具在新建工件坐標系中的位置確定工件坐標系。

( 1) 可設定的工件坐標系建立(G54- G59)

將工件裝夾到機床上, 通過對刀操作確定基準刀具與工件編程原點的相對位置, 再由操作面板輸入到相應坐標系 G54、G55、G56、G57、G58、 G59 的坐標值中, 這些數值就是工件坐標系原點在機械坐標系中的坐標值。

( 2) 指令 G92 建立工件坐標系(車床為 G50)指令格式: 銑床 G92 X- Y- Z- ;

指令中的 X- Y- Z- 是刀具上某一點 (一般是刀具基準點)在新建工件坐標系中的坐標值(圖 2)。由于用 G92(G50)指令建立的坐標系原點是根據刀具位置確定的, 當程序啟動時刀具處于機床不同位置, 工件坐標系原點的位置也隨之改變。所以用這種方式建立工件坐標系時, 編程人員需要在工序簡圖中標出刀具位置, 程序啟動前一定要把刀具移動到這個指定的位置。為了在加工下一工件時不致發生坐標原點改變, 程序結束時應當把刀具移回程序開始時的位置。

如果在刀具偏置或補償期間使用 G92 指令, 則刀具偏置或補償被取消。

2.選擇工件坐標系

G92 既是工件坐標系設置指令, 也是選擇指令, 可直接使用。

工件坐標系 G54- G59 可以下面指令格式選擇:

( 1) : G54; (或 G55- G59) ;

指令意義: 選擇工件坐標系 G54(或 G55- G59)在 MDI 方式執行該指令后, 屏幕顯示的“ 絕對坐標” 變為刀具在所選擇的工件坐標系中的坐標值;

( 2) : G54 G90 G00 X40. Y50. ;

指令意義: 選擇工件坐標系, 絕對值編程, 刀具由當前點快速移動到 X40. Y50.位置, 屏幕顯示的“ 絕對坐標” 為刀具在所選擇的工件坐標系中的坐標值;

若機床上電開機并返回參考點后未選擇工件坐標系, 則系統默認 G54 為當前工件坐標系。

3.修改工件坐標系

工件坐標系 G54- G59 可通過下面方式修改:

( 1) 在操作面板修改

用 OFFSET鍵調出“ 工件坐標系設定” 畫面, 重新輸入或加減 G54- G59 中需要修改的坐標數值就能夠修改 G54- G59 原點。

( 2) 用 G10 指令修改

指令格式: G10 L2 Pp X- Y- Z ; p=1- 6, 對應 G54- G59例如: G10 L2 P3 X- 150 Y- 200 Z- 300;

意義: 設置工件坐標系 G56 原點在機械坐標系 X- 150 Y-00 Z- 300 位置。

( 3) 修改外部工件零點偏移

當屏幕顯示“ 工件坐標系設定” 畫面時, 在 G54 上方有“ 番號 00” ( EXT)X、 Y、 Z坐標值, 它們是 G54- G59 原點與 G53 原點的過渡偏移(圖 3)。當這些值為 0 時, G54- G59 原點偏移的基準點均為 G53 原點; 當它們被定義數值后, 這些數值將分別附加于 G54- G59 原點相對于 G53 原點的偏移數值中。

通過修改外部工件零點偏移操作, 在程序試運行時可以很方便地將 Z軸移至安全位置。

三、附加工件坐標系

使屏幕顯示 “ 工件坐標系設定” 畫面, 按翻頁鍵 PAGE, 會看到顯示 P01(G54.1)、 P02(G54.1)、 ……P48(G54.1)坐標系,這些就是附加工件坐標系。

1. 附加工件坐標系的建立過程與工件坐標系 G54- G59 完全相同, 在程序中的使用也完全相同。

2.選擇附加工件坐標系:

指令格式: G54.1 Pn; 或 G54 Pn; P: 1- 48

例如選擇 P02(G54.1) 坐標系, 則指令為G54.1 P2;或G54 P2;若指令只寫 G54.1, 沒有 P 參數, 則系統選擇 P01(G54.1)。

3.修改工件坐標系

( 1) 在操作面板修改與 G54- G59 方式相同

( 2) 用 G10 指令修改

指令格式: G10 L20 Pp X- Y- Z- ; p=1- 48, 對應 P01(G54.1)- P48( G54.1)

指令意義與 G54- G59 相同。

( 3)修改外部工件零點偏移, 與 G54- G59 操作相同。

四、局部坐標系

局部坐標系是在工件坐標系 G54- G59 中的設置的子坐標系(圖 4) , 局部坐標系在程序中用指令 G52 設置取消。

設置指令格式: G52 X- Y- Z- ;

取消指令格式: G52 X0 Y0 Z0 ;

應用舉例:

O1001;

N10 G90 G54 G0 X0 Y0 S300 M03 ; 選擇坐標系 G54, 快速移動到 X0 Y0

N20 Z 0;

N30 G01 X100 F30 ;

N40 Y50 ;

N50 G0 Z50 ;

N60 G52 X80 Y80 ; 設置局部坐標系, 原點位于坐標系

G54 中 X80 Y80 處

N70 G0 X0 Y0 ; 快速移動到 G52 坐標系 X0 Y0

N80 G01 X50 ;

N90 G0 Z50;

N100 G52 X0 Y0 ; 取消局部坐標系

. . . . . .

上面探討了數控機床坐標系的相關知識。坐標系操作是數控編程加工中非常重要的工作, 對正確、合理、迅速的完成工件加工起著很重要的作用, 應當作為重點知

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