工件坐標(biāo)系的建立是數(shù)控車削加工中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。
一、數(shù)控車床的坐標(biāo)系
工件坐標(biāo)系是以工件（或圖紙）上的某一個(gè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立起來(lái)的X-Z直角坐標(biāo)系統(tǒng)。數(shù)控車床的編程是按照工件坐標(biāo)系來(lái)編制指令值，因此也叫編程坐標(biāo)系。下面以廣州數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的GSK980T車床數(shù)控系統(tǒng)為例，介紹數(shù)控車削加工中工件坐標(biāo)系的建立及幾則應(yīng)用。
二、工件坐標(biāo)系的設(shè)定
工件坐標(biāo)系可以用下列指令設(shè)定：
G50 X（α）Z（β）
式中α、β----------刀尖距工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離。
用G50 X（α）Z（β）指令所建立的坐標(biāo)系，是一個(gè)以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)，確定刀具（一般指刀尖）當(dāng)前位置的一個(gè)工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系一旦建立便一直有效，直到被新的所取代。為提高加工效率和保證加工精度，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)根據(jù)需要選在工件上任何一點(diǎn)都可以。該指令在執(zhí)行時(shí)不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這是許多初學(xué)者較難掌握的地方。
三、應(yīng)用實(shí)例
1. 試切對(duì)刀
對(duì)刀是數(shù)控車削加工中極其重要并十分棘手的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，試切對(duì)刀法因其較高的準(zhǔn)確性和可靠性而得到廣泛應(yīng)用。試切對(duì)刀過(guò)程中，巧妙建立工件坐標(biāo)系能收到事半功倍的效果。現(xiàn)運(yùn)用G50試切對(duì)刀的方法綜述如下：
a、裝夾好用于對(duì)刀的鋁材工件和刀具；
b、主軸正轉(zhuǎn)，手輪方式，基準(zhǔn)刀沿表面A切削，將工件右端面車一刀；
c、Z軸不動(dòng)，沿X軸釋放刀具，停主軸；
d、取工件左端面中心為工件原點(diǎn)，測(cè)量A表面與工件原點(diǎn)之間的距離β，程序錄入方式下，輸入G50 Z“β”，把當(dāng)前Z向決對(duì)坐標(biāo)設(shè)為β，按刀補(bǔ)鍵，在相應(yīng)的刀具參數(shù)偏置號(hào)處輸入Z“β”；
e、手輪方式沿表面B切削；
f、X軸不動(dòng)，沿Z軸釋放刀具，停主軸；
g、測(cè)量距離α，程序錄入方式下，輸入G50 X“α”，把當(dāng)前X向決對(duì)坐標(biāo)設(shè)為α，按刀補(bǔ)鍵，在相應(yīng)刀具參數(shù)偏置號(hào)處輸入X“α”；
上述操作實(shí)際上是將用于試切的刀具作為標(biāo)準(zhǔn)刀，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)刀具建立坐標(biāo)系，使其刀補(bǔ)為零刀架上的其他刀具則要通過(guò)和標(biāo)準(zhǔn)刀作比較，比較他們X和Z方向的長(zhǎng)度之差，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算出其差值作為其他刀具的刀補(bǔ)值。
2. 找程序原點(diǎn)
程序原點(diǎn)為開(kāi)始加工時(shí)刀尖的起始點(diǎn)及加工過(guò)程中的換切點(diǎn)，該點(diǎn)由編程確定。工件坐標(biāo)系設(shè)定后，CRT屏幕上顯示的是車刀刀尖相對(duì)于工件原點(diǎn)的坐標(biāo)值，那么如何使刀尖在自動(dòng)加工前處于程序原點(diǎn)“待命”呢？
例如要加工某工件，工件原點(diǎn)設(shè)在工件右端面中心，編程時(shí)程序原點(diǎn)指定為G50 X100 Z50，加工中確定程序原點(diǎn)的過(guò)程如下：
a、 對(duì)刀后，裝夾好工件毛坯；
b、 主軸正轉(zhuǎn)，手輪方式，基準(zhǔn)刀平工件右端面A；
c、 Z軸不動(dòng)，沿X軸釋放刀具至C點(diǎn)，輸入G50 X0 Z0，電腦記憶該點(diǎn)；
d、 程序錄入方式，輸入G01 W-8 F50，將工件車削出一臺(tái)階；
e、 手輪方式。將刀具移至安全位置，停主軸，測(cè)量車削出的臺(tái)階直徑α；
f、 主軸正轉(zhuǎn)，手輪方式下將刀尖返回C點(diǎn)；
g、 程序錄入方式，輸入G50 X“α”Z0，電腦將C點(diǎn)坐標(biāo)根據(jù)工件原點(diǎn)正確設(shè)置并記憶，輸入G00 X100 Z50，刀具運(yùn)行至編程指定的程序原點(diǎn)，再輸入G50 X100 Z50，電腦記憶程序原點(diǎn)。
在上述確定程序原點(diǎn)的過(guò)程中，步驟C巧妙利用G50設(shè)定中間橋梁C點(diǎn)坐標(biāo)。因?yàn)镚50執(zhí)行時(shí)不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，以內(nèi)次該點(diǎn)坐標(biāo)的具體數(shù)值并不重要，目的是讓電腦記憶該點(diǎn)，方便測(cè)量臺(tái)階直徑后正確返回。
3. 中途斷電后重新建立坐標(biāo)系
數(shù)控車削加工中難免遇到突然停電的情況，當(dāng)機(jī)床在斷電狀態(tài)時(shí)系統(tǒng)會(huì)失去對(duì)工件坐標(biāo)值的記憶。解決方法如下：
a、 接通電源，測(cè)量工件某處直徑α；
b、 啟動(dòng)主軸，用基準(zhǔn)刀刀尖輕輕接觸該處表面，輸入G50 X“α”；
c、 退出刀具，停主軸，測(cè)量工件某處臺(tái)階至工件原點(diǎn)的距離Z“β”；
d、 啟動(dòng)主軸，用基準(zhǔn)刀刀尖輕輕接觸該處臺(tái)階，輸入G50 Z“β”，再用G00 指令運(yùn)行至編程時(shí)指定的程序原點(diǎn)，用G50重新設(shè)置該坐標(biāo)；
e、 編輯方式下將光標(biāo)移至能安全加工又不影響工件加工進(jìn)程的程序段，按自動(dòng)運(yùn)行方式繼續(xù)加工。
中途停電后，巧妙建立坐標(biāo)系重新找回程序原點(diǎn)，既保證了加工精度，又不致重復(fù)全部加工操作過(guò)程，取得了很好的應(yīng)用效果。
4. 保證工件尺寸精度
數(shù)控車削加工中，有時(shí)會(huì)因各種原因不能保證工件尺寸精度。如裝夾、找正、測(cè)量不當(dāng)、操作者粗心找錯(cuò)程序原點(diǎn)、刀具磨損等都有可能產(chǎn)生廢品，其中操作者粗心找錯(cuò)程序原點(diǎn)是可以通過(guò)重新建立工件坐標(biāo)系解決的。例如加工某工件，停車檢查時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)工件尺寸精度頗有規(guī)律，所有外圓尺寸均比名義尺寸大60μm，發(fā)生這種情況的原因很可能是找程序原點(diǎn)是不慎找得不正確，偏離實(shí)際程序原點(diǎn)60μm。為了不致報(bào)廢工件，辦法是：暫停、復(fù)位、程序回零，在程序錄入方式下，輸入U(xiǎn)—0.06，再將G50坐標(biāo)設(shè)置為編程指定的程序原點(diǎn)坐標(biāo)，重新運(yùn)行 加工，簡(jiǎn)捷地挽救了一個(gè)瀕臨報(bào)廢的工件。
一、數(shù)控車床的坐標(biāo)系
工件坐標(biāo)系是以工件（或圖紙）上的某一個(gè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立起來(lái)的X-Z直角坐標(biāo)系統(tǒng)。數(shù)控車床的編程是按照工件坐標(biāo)系來(lái)編制指令值，因此也叫編程坐標(biāo)系。下面以廣州數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的GSK980T車床數(shù)控系統(tǒng)為例，介紹數(shù)控車削加工中工件坐標(biāo)系的建立及幾則應(yīng)用。
二、工件坐標(biāo)系的設(shè)定
工件坐標(biāo)系可以用下列指令設(shè)定：
G50 X（α）Z（β）
式中α、β----------刀尖距工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離。
用G50 X（α）Z（β）指令所建立的坐標(biāo)系，是一個(gè)以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)，確定刀具（一般指刀尖）當(dāng)前位置的一個(gè)工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系一旦建立便一直有效，直到被新的所取代。為提高加工效率和保證加工精度，工件坐標(biāo)系原點(diǎn)根據(jù)需要選在工件上任何一點(diǎn)都可以。該指令在執(zhí)行時(shí)不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這是許多初學(xué)者較難掌握的地方。
三、應(yīng)用實(shí)例
1. 試切對(duì)刀
對(duì)刀是數(shù)控車削加工中極其重要并十分棘手的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，試切對(duì)刀法因其較高的準(zhǔn)確性和可靠性而得到廣泛應(yīng)用。試切對(duì)刀過(guò)程中，巧妙建立工件坐標(biāo)系能收到事半功倍的效果。現(xiàn)運(yùn)用G50試切對(duì)刀的方法綜述如下：
a、裝夾好用于對(duì)刀的鋁材工件和刀具；
b、主軸正轉(zhuǎn)，手輪方式，基準(zhǔn)刀沿表面A切削，將工件右端面車一刀；
c、Z軸不動(dòng)，沿X軸釋放刀具，停主軸；
d、取工件左端面中心為工件原點(diǎn)，測(cè)量A表面與工件原點(diǎn)之間的距離β，程序錄入方式下，輸入G50 Z“β”，把當(dāng)前Z向決對(duì)坐標(biāo)設(shè)為β，按刀補(bǔ)鍵，在相應(yīng)的刀具參數(shù)偏置號(hào)處輸入Z“β”；
e、手輪方式沿表面B切削；
f、X軸不動(dòng)，沿Z軸釋放刀具，停主軸；
g、測(cè)量距離α，程序錄入方式下，輸入G50 X“α”，把當(dāng)前X向決對(duì)坐標(biāo)設(shè)為α，按刀補(bǔ)鍵，在相應(yīng)刀具參數(shù)偏置號(hào)處輸入X“α”；
上述操作實(shí)際上是將用于試切的刀具作為標(biāo)準(zhǔn)刀，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)刀具建立坐標(biāo)系，使其刀補(bǔ)為零刀架上的其他刀具則要通過(guò)和標(biāo)準(zhǔn)刀作比較，比較他們X和Z方向的長(zhǎng)度之差，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算出其差值作為其他刀具的刀補(bǔ)值。
2. 找程序原點(diǎn)
程序原點(diǎn)為開(kāi)始加工時(shí)刀尖的起始點(diǎn)及加工過(guò)程中的換切點(diǎn)，該點(diǎn)由編程確定。工件坐標(biāo)系設(shè)定后，CRT屏幕上顯示的是車刀刀尖相對(duì)于工件原點(diǎn)的坐標(biāo)值，那么如何使刀尖在自動(dòng)加工前處于程序原點(diǎn)“待命”呢？
例如要加工某工件，工件原點(diǎn)設(shè)在工件右端面中心，編程時(shí)程序原點(diǎn)指定為G50 X100 Z50，加工中確定程序原點(diǎn)的過(guò)程如下：
a、 對(duì)刀后，裝夾好工件毛坯；
b、 主軸正轉(zhuǎn)，手輪方式，基準(zhǔn)刀平工件右端面A；
c、 Z軸不動(dòng)，沿X軸釋放刀具至C點(diǎn)，輸入G50 X0 Z0，電腦記憶該點(diǎn)；
d、 程序錄入方式，輸入G01 W-8 F50，將工件車削出一臺(tái)階；
e、 手輪方式。將刀具移至安全位置，停主軸，測(cè)量車削出的臺(tái)階直徑α；
f、 主軸正轉(zhuǎn)，手輪方式下將刀尖返回C點(diǎn)；
g、 程序錄入方式，輸入G50 X“α”Z0，電腦將C點(diǎn)坐標(biāo)根據(jù)工件原點(diǎn)正確設(shè)置并記憶，輸入G00 X100 Z50，刀具運(yùn)行至編程指定的程序原點(diǎn)，再輸入G50 X100 Z50，電腦記憶程序原點(diǎn)。
在上述確定程序原點(diǎn)的過(guò)程中，步驟C巧妙利用G50設(shè)定中間橋梁C點(diǎn)坐標(biāo)。因?yàn)镚50執(zhí)行時(shí)不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，以內(nèi)次該點(diǎn)坐標(biāo)的具體數(shù)值并不重要，目的是讓電腦記憶該點(diǎn)，方便測(cè)量臺(tái)階直徑后正確返回。
3. 中途斷電后重新建立坐標(biāo)系
數(shù)控車削加工中難免遇到突然停電的情況，當(dāng)機(jī)床在斷電狀態(tài)時(shí)系統(tǒng)會(huì)失去對(duì)工件坐標(biāo)值的記憶。解決方法如下：
a、 接通電源，測(cè)量工件某處直徑α；
b、 啟動(dòng)主軸，用基準(zhǔn)刀刀尖輕輕接觸該處表面，輸入G50 X“α”；
c、 退出刀具，停主軸，測(cè)量工件某處臺(tái)階至工件原點(diǎn)的距離Z“β”；
d、 啟動(dòng)主軸，用基準(zhǔn)刀刀尖輕輕接觸該處臺(tái)階，輸入G50 Z“β”，再用G00 指令運(yùn)行至編程時(shí)指定的程序原點(diǎn)，用G50重新設(shè)置該坐標(biāo)；
e、 編輯方式下將光標(biāo)移至能安全加工又不影響工件加工進(jìn)程的程序段，按自動(dòng)運(yùn)行方式繼續(xù)加工。
中途停電后，巧妙建立坐標(biāo)系重新找回程序原點(diǎn)，既保證了加工精度，又不致重復(fù)全部加工操作過(guò)程，取得了很好的應(yīng)用效果。
4. 保證工件尺寸精度
數(shù)控車削加工中，有時(shí)會(huì)因各種原因不能保證工件尺寸精度。如裝夾、找正、測(cè)量不當(dāng)、操作者粗心找錯(cuò)程序原點(diǎn)、刀具磨損等都有可能產(chǎn)生廢品，其中操作者粗心找錯(cuò)程序原點(diǎn)是可以通過(guò)重新建立工件坐標(biāo)系解決的。例如加工某工件，停車檢查時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)工件尺寸精度頗有規(guī)律，所有外圓尺寸均比名義尺寸大60μm，發(fā)生這種情況的原因很可能是找程序原點(diǎn)是不慎找得不正確，偏離實(shí)際程序原點(diǎn)60μm。為了不致報(bào)廢工件，辦法是：暫停、復(fù)位、程序回零，在程序錄入方式下，輸入U(xiǎn)—0.06，再將G50坐標(biāo)設(shè)置為編程指定的程序原點(diǎn)坐標(biāo)，重新運(yùn)行 加工，簡(jiǎn)捷地挽救了一個(gè)瀕臨報(bào)廢的工件。