数控机床坐标变换功能指令的应用与技巧
各种数控指令的用法介绍
各种数控指令的用法介绍随着现代制造业的快速发展，数控技术已经成为了制造业中不可或缺的一部分。
数控机床通过预先编好程序来控制机床的动作，使其能够高精度、高速地制造工件。
为了控制数控机床，必须了解各种数控指令的使用方法。
本文将分别对常见的五个数控指令进行详细介绍。
一、加工坐标系设定指令加工坐标系设定指令主要用于确定数控机床的加工坐标系，以便程序正确地控制机床执行加工操作。
加工坐标系由三个坐标轴（X、Y、Z）组成，它们分别控制着机床的横向、纵向和上下方向。
而设定加工坐标系所需的指令通常包括以下两种：1.G90指令：绝对指令使用G90指令将机床设置为绝对坐标系模式，即使机床停机或断电，坐标系原点的位置也不会改变。
通俗来说，就是机床的零点是固定不变的，其数值在程序中必须明确指定。
此外，G90指令还可以控制机床按照指定位置的绝对坐标进行加工。
例如，可以使用以下指令将工件放置在X轴上坐标为10，Y轴上坐标为20，Z轴上坐标为5的位置：G90 G54 X10 Y20 Z52.G91指令：增量指令使用G91指令将机床设置为增量坐标系模式，其坐标轴的位置是以最后一次加工的位置为基础逐步加上加工量，达到新的位置。
上次加工结束后，程序需要明确当前坐标轴的坐标值，以便下一次加工的正确执行。
例如，可以使用以下指令将工件从当前位置向X轴正方向移动10个单位：G91 G20 X10二、插补指令插补指令主要用于控制数控机床在加工过程中的轨迹和速度。
常用的插补指令包括线性插补、圆弧插补、螺旋线插补、切线插补等。
以下是各种插补指令的详细介绍：1.G01指令：线性插补指令G01指令用于控制数控机床在加工过程中沿直线路径运动。
在使用这个指令时，必须指定目标位置和机床最大行程速度。
例如，以下指令将机床沿X轴在5秒内移动到坐标为10的位置：G01 X10 F100其中F100表示移动速度为100个单位/分钟。
2.G02/G03指令：圆弧插补指令G02指令用于控制数控机床在加工过程中沿顺时针方向弧线路径运动，G03指令则用于控制数控机床在加工过程中沿逆时针方向弧线路径运动。
数控铣床实训教案——坐标变换编程
数控铣床实训教案——坐标变换编程一、教学目标1. 理解数控铣床坐标变换编程的基本概念。
2. 学会使用数控铣床进行坐标变换编程操作。
3. 掌握坐标变换编程在实际加工中的应用。
二、教学内容1. 数控铣床坐标变换编程概述坐标变换编程的定义坐标变换编程的作用2. 坐标变换类型平移变换旋转变换缩放变换3. 坐标变换编程操作步骤输入坐标变换参数编写坐标变换程序执行坐标变换操作4. 坐标变换编程实例简单零件的坐标变换编程复杂零件的坐标变换编程三、教学方法1. 理论讲解：通过PPT、教材等资料，讲解数控铣床坐标变换编程的基本概念、坐标变换类型及操作步骤。
2. 实操演示：教师在数控铣床上进行坐标变换编程操作，学生观看并学习。
3. 学生实操：学生分组进行数控铣床操作，实践坐标变换编程，教师巡回指导。
4. 案例分析：分析实际加工中的坐标变换编程案例，提高学生应用能力。
四、教学评价1. 课堂提问：检查学生对数控铣床坐标变换编程的理解程度。
2. 实操考核：评估学生在数控铣床上的操作熟练程度及坐标变换编程能力。
3. 案例分析报告：评估学生对坐标变换编程在实际加工中的应用能力。
五、教学资源1. PPT、教材等教学资料。
2. 数控铣床及其操作设备。
3. 坐标变换编程实例零件图。
4. 编程软件及相关工具。
教案编写完毕，仅供参考。
如有需要，请根据实际情况进行调整。
六、教学过程1. 课前准备：检查数控铣床设备及工具，确保正常运行。
2. 课堂讲解：讲解坐标变换编程的基本概念、类型及操作步骤。
3. 实操演示：教师在数控铣床上进行坐标变换编程操作，展示操作过程。
4. 学生实操：学生分组进行数控铣床操作，实践坐标变换编程。
5. 案例分析：分析实际加工中的坐标变换编程案例，讨论操作技巧。
6. 课堂总结：回顾本节课所学内容，解答学生疑问。
七、教学反思1. 教师课后总结：反思教学过程中的优点和不足，提出改进措施。
2. 学生反馈：收集学生对教学内容的反馈，了解掌握程度。
数控机床技术中的工件坐标系设置与变换
数控机床技术中的工件坐标系设置与变换在数控机床技术中，工件坐标系的设置与变换是非常重要的一部分。
工件坐标系的正确设置和准确的变换可以确保机床进行精确的加工和定位。
本文将探讨数控机床技术中的工件坐标系设置与变换的相关内容。
工件坐标系的设置是指确定工件在数控机床上的位置和姿态的过程。
在数控机床上，通常使用直角坐标系（也称为笛卡尔坐标系）来描述工件的位置和姿态。
直角坐标系由三个相互垂直的轴线组成，分别是X轴、Y轴和Z轴。
X轴通常与机床的主轴平行，Y轴和Z轴则与X轴相互垂直。
通过确定X轴、Y轴和Z轴的位置和方向，可以确定工件坐标系的位置和姿态。
在数控机床上，通常有两种常用的工件坐标系设置方式。
一种是绝对坐标系，另一种是相对坐标系。
绝对坐标系是指以机床的固定位置作为参考点，确定工件的位置和姿态。
相对坐标系则是以已加工部分或其他特定位置作为参考点，确定工件的位置和姿态。
在实际应用中，根据加工的需要，可以选择使用绝对坐标系或相对坐标系进行工件坐标系的设置。
工件坐标系的变换是指将工件坐标系从一个位置或姿态变换到另一个位置或姿态的过程。
在数控机床中，常见的坐标系变换有平移、旋转和比例变换等。
平移变换是指将工件坐标系在空间中沿着X轴、Y轴或Z轴方向移动一定的距离。
旋转变换是指将工件坐标系绕X轴、Y轴或Z轴旋转一定的角度。
比例变换是指改变工件坐标系的比例尺寸，通常用于放大或缩小工件的尺寸。
在数控机床技术中，工件坐标系的设置与变换对于加工精度和定位精度非常重要。
正确设置工件坐标系可以确保机床在加工过程中能够准确地定位工件的位置和姿态，从而保证加工的精度和质量。
同时，精确的坐标系变换也能够保证机床在进行复杂加工时能够准确地控制工具的位置和姿态，从而实现复杂形状的加工。
为确保工件坐标系的设置与变换的准确性，数控机床技术中通常使用一些辅助设备和工装。
例如，使用测量仪器来准确测量工件的位置和姿态，使用夹具和定位装置来确保工件的稳定定位，使用编程和控制系统来实现坐标系的变换等。
数控车床指令详解
数控车床指令G00 快速定位G00，X、Z轴分别会以最快速的方法到达目的点，移动路线一般是折线。
当使用G00时，会先以X 轴、Z轴的合成方向移动到目的点也就是你指定的坐标点，最后在由余下行程的某轴单独快速移动指定的坐标点。
使用G00时，轴移动速度不接受F代码来控制，受倍率的限制。
G00代码一般都是走空刀，快速移动到某点，所以G00也称快速定位，一般而言G00是不能用于切削行程中。
注意：在高速切削的时候，G00移动速度特别快，移动速度快通常也是新手们撞刀的地方，所以在没有把握的时候最好不要X,Z轴一起动。
G01 直线插补G01指令是经常要用到的指令，走刀速度由F来控制，走刀方向可以走圆柱，圆锥其实G01时的实际的走刀速度等同于F指令给定的速度与进给速度修调倍率的乘积。
一般数控机床会有主轴倍率和进给倍率，这2个倍率可以很方便的调节主轴的快慢，和走刀的快慢，无需修改程序中的走刀速度和主轴转速。
其实G01指令在有些系统具备倒圆弧角，这样简省了编程人员的时间无需在调用G02或G03指令来倒圆弧角G90 外圆切削循环（单一固定循环）G94 端面切削循环指令：GOO X(U)_Z(W)_F_;（5）锥面加工指令：G90 X(U)_Z(W)_I_F_;I为切削始点与圆锥切削终点半径值（注意I的正负）。
（6）复合指令循环（外圆粗车G71）指令：G71 U_R_;G71 P_Q_U_W_F_;U 每次进给量（0-0.15）。
R 每次退刀量（0.5）。
P 循环程序起始号。
Q 循环程序结束号。
U 径向粗车余量。
W 轴向粗车余量。
（端面粗车循环G72）指令：G71 W_R_;G71 P_Q_U_W_F_;W 每次进给量（0-0.15）。
R 每次退刀量（0.5）。
P 循环程序起始号。
Q 循环程序结束号。
U 径向粗车余量。
W 轴向粗车余量。
（精车）指令：G70 P_Q_;（7）指令：G73 U_W_R_;G73 P_Q_U_W_F_;U x轴上的总退刀量。
五轴机床里面的坐标变换原理
五轴机床及其应用领域五轴机床是一种具有五个工作轴的数控机床，分别为X、Y、Z三个线性轴和A、C 两个旋转轴。
其中，X、Y、Z轴分别代表机床的三个线性方向，而A、C轴则分别代表机床绕X轴和Z轴旋转的方向。
五轴机床具有较高的加工精度和加工效率，广泛应用于航空航天、汽车、模具等领域。
五轴机床的坐标变换原理是指通过一系列的坐标变换，将加工物体在机床坐标系下的坐标转换为工件在机床工作空间内的坐标，以实现精确的切削加工。
坐标变换原理是五轴机床能够实现复杂曲面加工的基础，下面将详细介绍与坐标变换原理相关的基本原理。
坐标系及坐标变换在五轴机床中，通常使用三个坐标系来描述加工物体的位置和姿态。
分别为机床坐标系（MCS）、工件坐标系（WCS）和刀具坐标系（TCS）。
其中，MCS是机床的固定坐标系，WCS是工件的坐标系，而TCS是刀具的坐标系。
机床坐标系（MCS）是机床固定不动的坐标系，由机床制造商定义。
它通常以机床的主轴中心为原点，X轴指向机床的前方，Y轴指向机床的左侧，Z轴指向机床的上方。
工件坐标系（WCS）是以被加工工件为参考的坐标系，它的原点和轴向可以根据加工需要进行定义。
工件坐标系的选择应能够最大程度地简化加工过程，使得刀具的运动轨迹能够与工件的几何形状相匹配。
刀具坐标系（TCS）是以刀具为参考的坐标系，它的原点和轴向通常与机床坐标系相同。
刀具坐标系的选择应能够方便地描述刀具的位置和姿态，并且与工件坐标系之间的转换关系简单明了。
坐标变换是将工件坐标系（WCS）中的坐标转换为机床坐标系（MCS）中的坐标的过程。
坐标变换通常包括平移变换和旋转变换两个部分。
平移变换将工件坐标系的原点从工件的某一特定点移动到机床坐标系的原点，而旋转变换则是将工件坐标系沿着某一特定轴旋转到与机床坐标系重合。
平移变换平移变换是将工件坐标系（WCS）中的坐标转换为机床坐标系（MCS）中的坐标的一种基本变换方式。
平移变换通过将工件坐标系的原点从工件的某一特定点移动到机床坐标系的原点来实现。
数控机床坐标变换
数控机床坐标变换
D T r he thi
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数控机床坐标变换
基本三维几何变换
1. 平移变换
若空间平移量为(tx, ty, tz)，则平移变换为
z
P’(x’,y’,z’)
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P(x,y,z)
y
x
补充说明：点的平移、 物体的平移、多面体 的平移
数控机床坐标变换
基本三维几何变换
对于单位矩阵
，绕哪个坐标
轴旋转，则该轴坐标的一列元素不变。按照二维 图形变换的情况，将其旋转矩阵
中的元素添入相应的位置中，即
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数控机床坐标变换
基本三维几何变换
(1) 绕z轴正向旋转
角，旋转后点的z坐标值不变, x、y
坐标的变化相当于在xoy平面内作正
角旋转。
(2)绕x轴正向旋转 角，旋转后点的x坐标值不变， Y、z坐标的变化相当于在yoz平面内作正 角旋转。
v 3. 工件坐标系（Workpiece Coordinate System,WCS)是
定义代加工零件表面的坐标系，即为工件设计坐标系。
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数控机床坐标变换
T T he las
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数控机床坐标变换
五轴机床空间运动学分析
五轴机床空间运动学分析：
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数控机床坐标变换
数控机床坐标变换
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2020/11/21
数控机床坐标变换
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T T s he fir
数控机床坐标变换
Z1 X1
Y1 Z2 X2
Y2
Z3 Y3
X3
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数控铣床的机床坐标系的建立方法的应用
数控铣床的机床坐标系的建立方法的应用1、G54坐标系的建立方法：O点为机床坐标系的原点，点为工件坐标系的原点，为工件编程原点在机床坐标系中的坐标值，C点是机床（工件）上的任意一点，为C点在工件坐标系中的坐标值，为C点在机床坐标系中的坐标值。
根据矢量图关系得到：，从而，，假设C点与O点重合，则：。
在机床上电后，返回参考点，即建立机床坐标系，然后把刀具移动到工件编程的原点，此时机械坐标值（屏幕上的值）即为，把此值记忆在电脑内部G54坐标系中（为负值）。
当程序执行到G54时，随即建立工件坐标系，此时O点相对于工件坐标系的值为，也就是-，这完成了机床坐标系与工件坐标系的变换。
2、G92坐标系的建立方法：很多数控系统提供了G92，用于在工件坐标系中来转移工件坐标系原点，程序中只写G92 X-- Y--- Z--- 表示主轴当前所处的位置在新坐标系中的位置为 X-- Y--- Z--例如上图：用G92定义新坐标系若刀具A点在原坐标系中的位置为 X10 Y15 ，执行 G92 X100 Y90 的结果是新坐标系的原点移动到了原坐标系中的 X-90 Y-75 处。
特别注意是：执行G92指令刀具并不移动。
3、两种方法的比较及使用注意事项1）G92坐标系与机床坐标系无关，G54则与机床坐标系有关。
2）G92只建立工件坐标系，不移动机床，编程格式为 G92 X— Y— Z--。
而G54编程格式为G54，不需要输入坐标值。
3）使用G92在每次工作前或故障后（停电、急停、限位等故障，或执行擦机床操作），必须重新对刀。
G54则只须重新返回参考点即可。
4）使用G92坐标系，刀具只能在G92对刀点处起刀，加工后也必须返回到起刀点处才能进行重复加工。
而使用G54坐标系，则可以在任意点起刀，也可以返回到任意点（工艺所容许的点）。
数控车床代码大全及使用方法
数控车床代码大全及使用方法数控车床是一种自动化加工设备，通过预先编写好的代码来控制机床进行加工操作。
在数控车床代码大全中，包含了各种常用的G代码和M代码，用于控制车床的各项功能。
下面将介绍一些常用的数控车床代码及其使用方法。
1. G代码：G代码用于控制加工过程中的各种运动方式，如刀具的直线或曲线运动、进给速度的调整等。
常用的G代码有：- G00：快速定位，用于将刀具迅速移动到指定位置，不进行加工。
- G01：直线插补，用于控制刀具按直线路径进行加工。
- G02/G03：圆弧插补，用于控制刀具按圆弧路径进行加工，G02表示顺时针方向，G03表示逆时针方向。
- G90：绝对定位，用于以机床坐标系中的绝对坐标进行加工。
- G91：增量定位，用于以刀具当前位置为基准，按照增量值进行加工。
2. M代码：M代码用于控制机床的一些辅助功能，如切割润滑、切削进给等。
常用的M代码有：- M03：主轴正转，开启主轴旋转。
- M04：主轴反转，反转主轴旋转。
- M05：主轴停止，停止主轴旋转。
- M08：冷却液开启，开启切削液供给。
- M09：冷却液关闭，关闭切削液供给。
在使用数控车床代码时，首先需要了解机床的坐标系和工件坐标系。
机床坐标系是机床固有的坐标系，而工件坐标系是以工件作为参考的坐标系。
在编写代码时，需要根据加工需要选择合适的坐标系。
其次，需要了解数控车床控制系统的具体操作界面，如何编辑和输入代码。
通常可以通过专门的数控编程软件进行代码编辑，并通过U盘或网络传输到机床控制系统。
另外，在编写代码时需要注意安全性和合理性。
合理设置切削参数、进给速度、切削深度等，以避免加工过程中出现问题。
总之，数控车床代码是控制机床加工操作的重要工具。
通过掌握常用的G代码和M代码，并了解其使用方法，可以更好地利用数控车床进行加工操作，提高加工效率和质量。
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数控机床坐标变换功能指令的应用与技巧
2011-7-22 来源：《数控机床市场》杂志作者：沈阳第一机床厂张述江张春艳
摘要：本文介绍了海德汉iTN530系统图形变换的部分功能和相应的例子，通过这些指令能够做到编程简单化，使程序变得更加的简洁，减少操作者或编程者的工作量，并且可以减少机床的内存的占有量。
关键词：平移指令、镜像指令、坐标系旋转指令、缩放指令坐标变换循环功能是数控系统所具备的功能，海德汉iTN530数控系统提供了7种图形变换指令功能。
但是在加工一般零件的过程中经常用到的指令有四种功能，即：原点平移指令、镜像指令、坐标系旋转指令和缩放系数指令。
通过坐标变换指令可将程序用于不同位置处和不同规格尺寸的工件上。
这些指令与子程序巧妙的结合能够简化程序编制、使程序能够更加的灵活、提高编程效率。
一、原点平移指令的应用
在现在的机械制造过程中，有许多零件上存在着相同的需要加工的形状和结构或者在加工零件的时候选用了一个新的坐标原点，那么就需要坐标平移指令，一但定义好“原点平移”循环，此后的全部数据都是基于新的坐标原点的。
在iNC530系统中，原点平移指令为：
CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT
CYCL DEF 7.1 X_
CYCL DEF 7.2 Y_
CYCL DEF 7.3 Z_
坐标X_、Y_、Z_坐标值表示新的坐标原点的位置，它在发生变化或者被取消之前一直保持有效状态。
在建立新坐标系同时也删除了其它坐标系偏置。
如果将原点平移指令删除，只需要将每个轴的坐标设置为0即可。
加工如图1的零件时，可以看到在零件三个不同的位置上有相同轮廓，如果按照最基本的编程方式，需要编制三段程序，而且每段程序的坐标值都不相同，这样不仅增大编程者的工作量而且也使程序变得复杂化同时也增大了机床内存的占有量。
根据零件的特点，可以将零件上相同的形状和结构编制成一个子程序。
然后根据主程序的需要进行原点平移调用子程序的方法来加工零件上相同形状。
下面这个程序就是在加工这个零件时候的主程序和子程序：QWUT.H
0 BEGIN PGM BILI MM
1 BLK FORM 0.1 Z X-100 Y-100 Z-30 确定零件毛坯料
2 BLK FORM 0.2 X+100 Y+100 Z+0
3 TOOL CALL 1 Z S2000 F280 调用刀具
4 L Z+200 R0 FMAX
5 CALL LBL 1 调用子程序
6 CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT 原点平移
7 CYCL DEF 7.1 X+50
8 CYCL DEF 7.2 Y+60
9 CALL LBL 1
10 CYCL DEF 7.0 DA TUM SHIFT 取消原点平移
11 CYCL DEF 7.1 X+0
12 CYCL DEF 7.2 Y+0
13CYCL DEF 7.0 DA TUM SHIFT
14 CYCL DEF 7.1 X-60
15 CYCL DEF 7.2 Y+30
16 CALL LBL 1
17 CYCL DEF 7.0 DA TUM SHIFT
18 CYCL DEF 7.1 X+0
19 CYCL DEF 7.2 Y+0
20 M30
21 LBL 1 子程序标示
22 LX+0 Y+0 R0 FMAX 子程序
23 L Z+2 R0 FMAX M3
24 L X0 Y+15 RL F AUTO RL左补偿
25 L Z-1 直线补偿命令
26 L X+40
27 L Y+10
28 L X+35
29 RND R3 倒圆角命令
30 L Y-5
31 RND R3
32 L X+20
33 RND R5
34 L Y-15
35 L X+0
36 CR X+0 Y+15 R+15 DR- 圆弧加工命令
37 LBL 0
38 END PGM BILI MM
二、镜像、旋转、缩放指令与原点偏移指令的巧妙结合
2.1轮廓镜像指令的应用
海德汉系统坐标变换循环功能中有一种功能是镜像功能，这种功能是为了在加工某些坐标轴对称或者原点对称的图形。
海德汉系统是一种人机对话式的系统，当调用系统中某一个命令的时候，系统中自动会出现相应的操作键面，只要将相对应的参数输入到参数位置就可以实现这个功能了，例如：轮廓的镜像功能为：
CYCL DEF 8.0 MIRROR IMAGE
CYCL DEF 8.1 X Y Z
在图二所示的图形中，图形A和图形C的关系就是以坐标系原点为镜像点的关系，程序可以写成：
CYCL DEF 8.0 MIRROR IMAGE
CYCL DEF 8.1 X Y
2.2缩放系数指令的应用
有的时候工件上有形状相同、大小不同的加工部位时，就可以使用缩放系数指令，缩放指令可以对所有坐标系进行缩放，并且根据需要每个轴的缩放系数可以是不同的。
在图二中图形A和图形B的关系就是比例缩放的。
因为它们图形轮廓是一样的但是图形的大小不同，这个时候就可以使用比例缩放指令。
缩放系数指令的格式为：
CYCL DEF 11.0 SCALING
CYCL DEF 11.1 SCL_
按照图二可以将工件进行坐标系进行增量偏移，然后在进行比例缩放。
CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT 坐标系进行增量偏移
CYCL DEF 7.1 IX-80
CYCL DEF 7.2 IY-10
CYCL DEF 11.0 SCALING
CYCL DEF 11.1 SCL 1.3 进行比例缩放
CALL LBL 1 调用子程序
CYCL DEF 11.0 SCALING 取消比例缩放
CYCL DEF 11.1 SCL 1
CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT 取消坐标系偏移
CYCL DEF 7.1 X0
CYCL DEF 7.2 Y0
2.3坐标系的旋转指令的应用
当工件上的图形与坐标轴成一定角度的时候，就可以使用坐标系旋转指令，在图二中图形D就和X轴成10°角。
那么在加工图形D的时候就可以采用先进行坐标系平移然后进行坐标系旋转。
坐标系旋转的指令格式为：
CYCL DEF 10.0 ROTA TION
CYLE DEF 10.1 ROT_
按照图二可以将工件进行原点进行增量偏移，然后在进行旋转。
CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT 坐标系进行增量偏移
CYCL DEF 7.1 IX+45
CYCL DEF 7.2 IY-30
CYCL DEF 10.0 ROTA TION
CYLE DEF 10.1 IROT+180 进行坐标系旋转
CALL LBL 1 调用子程序
CYCL DEF 10.0 ROTA TION
CYLE DEF 10.1 IROT0 取消旋转
CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT 取消坐标系偏移
CYCL DEF 7.1 X0
下边这张图就是在编程后加工的轨迹曲线。
三、总结
通过对加工图形分析了海德汉系统坐标变换指令，在熟练使用这些指令之后，就可以减少编程者的工作强度、简化加工程序、有利于提高生产效率并且减少机床内存占有空间，能够做到举一反三的效果。