程 亮，黃 琴

（1.衢州學院，浙江衢州 324000；2.衢州市工程技術學校，浙江衢州 324000）

0 引言

數(shù)控車床總共有三個常用坐標系，分別為機械坐標系、相對坐標系和絕對坐標系。其中絕對坐標系是和加工直接相關的坐標系，也稱為工件坐標系。由于系統(tǒng)中的程序和卡盤上的工件在加工坐標系建立以前是相互獨立的，所以為了使系統(tǒng)中的程序軌跡能夠準確的反映在工件上，在加工前要進行工件坐標系建立的步驟，也稱為對刀。

工件坐標系建立的實質(zhì)是使數(shù)控系統(tǒng)中已經(jīng)編輯的程序指令坐標（如：X0 Z0）和夾持在卡盤上面的工件對應點（一般以右端中心為零點基準）重合。這個過程在發(fā)那科系統(tǒng)數(shù)控車床中，總共有三種方法可以實現(xiàn)。分別是：G50 指令建立工件坐標系、“形狀”功能建立工件坐標系和“G54～G59”指令建立工件坐標系。下面分別做介紹：

1 用G50指令建立工件坐標系

（1）如圖1 所示，當前刀具相對工件的位置預先已經(jīng)知道（X12 Z20），在這種情況下可以利用G50指令直接建立坐標系。建立方法見步驟（2）。

圖1 G50建立工件坐標系

（2）將手動操作面板切換到MDI 模式，系統(tǒng)面板切換到“PROG”功能模式（如圖2 所示）。利用MDI 鍵盤輸入程序段“G50 X12 Z20；”按循環(huán)啟動鍵“CYCLE START”執(zhí)行程序。此時工件的工件坐標系就建立好了。可直接切換為“AUTO”模式進行加工。

（3）特點及應用

圖2 MDI模式界面

在某些對精度要求比較低或者粗精加工之間有停止指令隔開并可修正的場合，G50 指令是可以實現(xiàn)快速建立工件坐標系的有效方法。如圖3所示，把刀具直接移動到工件的右端面中心點，然后在MDI模式下輸入“G50 X0 Z0；”見圖2，按循環(huán)啟動鍵執(zhí)行，就可直接設置右端面軸心O點為加工原點，這樣建立的工件坐標系雖然在X 方向存在目測誤差，但誤差值一般都小于0.5 mm，可在精車時修正。筆者在加工一批連桿接頭零件時，用的車床系統(tǒng)比較老，建立加工坐標系很麻煩，因為連桿接頭的外圓尺寸要求比較低，允許有0.5 mm的偏差，就用了此方法對刀，效果很好[1]。

圖3 右端面軸心點對刀

3 用“形狀”功能建立工件坐標系

（1）如圖4 所示，將系統(tǒng)功能模式切換為“OFS/SET”模式，按“補正”軟鍵。此時有“磨耗”和“形狀”兩種選擇?！澳ズ摹睘榈毒吣p修正界面，“形狀”為建立坐標系界面。選擇“形狀”界面，把光標移動到對應刀號，然后執(zhí)行手動“JOG”操作。

（2）將手動操作面板切換至“JOG”模式，利用高倍率將刀具沿Z-方向快速靠近右端面，當接近右端面時，切換至低倍率模式，開啟主軸正轉(zhuǎn)，刀具慢慢接觸右端面，如圖5 所示。然后在“形狀”界面內(nèi)輸入“Z0.”按“測量”軟鍵。Z向加工坐標建立。

圖4 “形狀”界面

圖5 Z向建立加工坐標

因為X 向零點在軸心上，刀具不能直接移動到此點，所以要利用“試切”外圓間接得到X 向坐標尺寸，然后確定X向加工坐標，如圖6所示。

圖6 X向建立加工坐標

“試切”后的外圓用量具測量，將數(shù)值輸入“形狀”界面內(nèi)對應的刀號中，按“測量”軟鍵。X向加工坐標建立。由此工件坐標系建立[2]。

（3）特點及應用

利用“形狀”功能建立工件坐標系是數(shù)控車床最常用的方法。此方法與G50 功能建立工件坐標系方法相比，最大的優(yōu)點是X 方向坐標誤差很小，適用于加工精度要求較高的零件。另外G50建立工件坐標系，一次只能建立一把刀具的坐標系，而利用“形狀”功能建立工件坐標系，一次能實現(xiàn)多把刀具同時建立工件坐標系。

4 用“G54～G59”功能建立工件坐標系

（1）按系統(tǒng)上MDI 鍵盤上的“OFS/SET”鍵進入選擇界面，按“坐標系”軟鍵。進入G54～G59坐標系選擇界面，如圖7所示。

圖7 “G54～G59”界面

選擇其中一個坐標作為當前的加工坐標系，重復“形狀”功能建立加工坐標系（2）、（3）兩個步驟。然后將數(shù)值輸入對應的功能坐標下，工件坐標系建立完成。

（2）特點及應用

G54～G59 功能建立坐標系和G50 一樣，單個坐標系只能對應單把刀具，不能像“形狀”補正界面一樣，可同時建立全部刀具同一工序的工件坐標系。所以在車床的一般加工中用的也不多。但是在某些特殊的場合，比如加工的零件只需用少數(shù)幾把刀具完成，但是需建立多個工件坐標系，這時“G54～G59”功能就比較方便。來舉個簡單的例子。如圖8所示固定接頭零件，加工這個零件總共需三把刀具，外圓車刀、外螺紋車刀和內(nèi)孔車刀。根據(jù)圖示可知，零件需要二次裝夾，調(diào)頭加工另一側(cè)的外圓面、螺紋和內(nèi)孔。根據(jù)這個特點，利用“G54～G59”按不同的工步建立6個坐標系（如圖9所示），就可實現(xiàn)單臺車床的多批次小批量加工[3]。

圖8 固定接頭零件圖

圖9 G54～G59加工坐標系建立圖

（3）加工坐標系建立參考程序

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O2008 左端

G54 T101 T101為外圓車刀

…

G55 T202 T202為外螺紋車刀

…

G56 T303 T303為內(nèi)孔車刀

…

M30

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O1013 右端

G59 T101 T101為外圓車刀

…

G58 T202 T202為外螺紋車刀

…

G57 T303 T303為內(nèi)孔車刀

…

M30

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5 結(jié)語

三種工件坐標系的建立方法各有特點，在實際應用中要根據(jù)不同的加工環(huán)境，靈活選擇。

［1］陳志群.采用G50 建立工件坐標系的原理及應用分析［J］.機床與液壓，2011（8）：124-126.

［2］FANUC Series 0i-TD操作說明書［Z］.發(fā)那科機電有限公司，2008.

［3］彼得·斯密德.數(shù)控編程手冊［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2005.