数控车床加工坐标系的建立

(包头职业技术学院 机械制造及自动化系，内蒙古 包头 014030)
摘 要：文章以华中HNC—22T系统ck6136s为例，分别介 绍了利用G92、G54~G59及T指令3种不同指令建立加工坐标系的对刀方法及原理。
关键词：加工坐标系；机床坐标系；对刀
中图分类号：TG502.1  文献标识码：A  文章编号： 1007—6921(2009)14—0095—01

在数控车床加工中往往对加工坐标系及机床坐标系的关系不太好理解,而在实际编程和加 工过程中，建立加工坐标系指令又是保证所有零件正确加工的重要指令，针对这种情况,应 在教学中予以重视。文章讲解了利用G92、G54~G59及T指令,在车床上建立加工坐标系指令及 对刀方法。下面结合教学实践，以华中HNC—22T系统ck6136s为例来分析数控车床上建立加 工坐标系的指令及对刀方法。
1 机床坐标系和加工坐标系与对刀的关系

数控加工中必定会遇到两个坐标系, 机床坐标系和加工坐标系。而在实际加工时,必须通 过对刀操作将此加工坐标原点告诉给机床,即确定程序原点在机床坐标系中的位置。只有这 样,数控系统才能准确控制刀具按照程序编制的轨迹加工出符合要求的零件。
2 数控车床建立加工坐标系指令及对刀方法

华中HNC-21T系统ck6136s有很多种建立加工坐标系的方法,可以用G92、G54指令,也可以用T  指令,下面分别说明不同指令的对刀过程和原理。
2.1 G92指令建立加工坐标系指令及对刀方法

这种对刀方式通过确立对刀点(刀具刀位点的起始位置)在加工坐标系下的初始坐标而间接 建立工件坐标系。图1为数控车床对刀原理图。

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2.1.1 对刀操作:①机床回参考点;② 试切端面：Z坐标置0,再按对刀点在z方向的偏置量 β移动,此时刀具在机床坐标系下的Z坐标为Z_机;③ 试切外径：将X坐标置0,测量工件外径 ,再按外径值α移动,此时刀具在机床坐标系下的X坐标为X机。
2.1.2 加工坐标系建立：用G92 XαZβ的程序段建立加工坐标系的加工原点即为O点。
2.1.3 原理分析：通过对刀操作,准确地将刀移动到工件坐标下的B(α、β)点处,加工时 ,系统一旦执行到G92 XαZβ指令,便会自动计算出加工原点在机床坐标系下的坐标为X_工= X_机-α,Z_工=Z_机-β,从而找到加工原点B,建立加工坐标系,数控系统便控制刀具在此 坐标系中按编写的程序进行加工。
2.2 G54~G59指令建立加工坐标系指令及对刀方法

这种对刀方式通过对刀直接输入加工原点在机床坐标系中的坐标值。
2.2.1 对刀操作：①机床回参考点;②试切端面：读Z方向的机床坐标为Z_机;③试切外 径：测量试切外径并读取刀具在X方向的机床坐标X_机。
2.2.2 工件坐标系建立：用G54 G00/G01 Xa Zb的语句建立加工坐标系,其中a=X_机-试 切工件外径值,b=Z_机。
2.2.3 原理分析：通过对刀操作,准确地知道加工坐标系原点A在机床坐标系中的坐标,系 统一旦执行G54 G00/G01 Xa Zb,便知道加工原点在机床坐标系中的坐标X_工=X_机-工件外 径值,Z_工=Z_机,从而找到工件原点建立工件坐标系。
2.3 T指令建立加工坐标系指令及对刀方法

这种对刀方式用在多把刀对刀的情况下,即对每把刀分别对刀,最终建立相同的工件坐标系, 图2为多把刀对刀刀具布置图,现假设刀架上有4把刀。

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2.3.1 对刀操作：① 机床回参考点;② 用第一把刀试切端面,测得刀尖到工件端面的长 度L₁ (因为试切端面,所以L₁=0),此时刀具在机床坐标系下的Z坐标为Z_机1，再试 切外径,测得工件的外径Φ₁,此时刀具在机床坐标系下的X坐标为x_机1,然后将L₁ 和Φ₁, 存入刀偏表中与第一把刀T01对应的行内;当执行T指令时系统自动计算出加工原点 在机床坐标系下的坐标值。③再用同样的办法对其余3把刀具体过程这里不再详述。
2.3.2 工件坐系建立：如果调用第n把刀,则用T0n0n(n=1,2,3,4)指令建立工件坐标 系,指令前两位表示刀具号，后两位表示刀具补偿号(存放L1和Φ1的寄存器号)例如要调 用第一把刀则用T0101指令建立工件坐标系。
2.3.3 原理分析：先以第一把刀的对刀来分析,通过对刀操作,准确测量出了试切的长度L ₁和外径Φ₁, 实际加工时,系统一旦执行到T0101指令,便自动计算出第一把刀具工作原 点在机床坐标系下的坐标为：X_工1=X_机1－Φ₁,Z_工1=Z_机1－L ₁=Z_机1-0=Z_机1,从而找到第一把刀的加工原点O,建立工件坐标系,其余3把刀 的对刀原理和上述相似,这里不再详述。

综上所述，Ｇ９２是以当前位置点作为参照点、Ｇ５４及Ｔ指令则是以机床零点作为参照点 来建立坐标系的。由于机床原点不会改变，故用Ｇ５４和Ｔ指令比用Ｇ９２方便。有多把刀 具时使用Ｔ指令则更方便。
3 结束语

数控车床加工时使用G92、G54~G59及T3种指令建立加工坐标系及对刀操作是数控加工的关 键,只有掌握了建立加工坐标系的原理,明白了对刀的目的和作用,才能快速而正确地完成好 对刀操作。