FANUC0i_MC系统加工中心坐标系的设置与应用

【Ａｂｓｔｒ ａｃｔ】Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒ＇ｓ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｄ ｍａｎｙ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈｅｓｅ ｍｅｔｈｏｄｓ， ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ ｐｒｏｇｒａｍ ｆｏｒｍａｔ， ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｔｔｅｒｓ ｎｅｅｄｉｎｇ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ＦＡＮＵＣ ０ｉ－ ＭＣ； ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｃｅｎｔｒｅ； ｃｏｏｅｄｉｎａｔｅ ｓｙｓｔｅｍ
Ｇ９０Ｇ５４Ｇ９０Ｘ５０Ｙ１００ Ｙ
工件坐标系 Ｇ５４ 在这个例子中， 刀具定位于 Ｘ５０Ｙ１００ 处 １００
Ｘ ５０
图 ４ Ｇ５４－ Ｇ５９ 设置工件坐标系
注意 Ｇ５４－ ～Ｇ５９ 为模态指令。在实际应用中， 此 种确立工件坐标系的方法最为普遍。
ｃ．Ｇ５４．１ Ｐｎ 或 Ｇ５４Ｐｎ（ 选择附加工件坐标系） 。 当 Ｇ５４－ ～Ｇ５９ 等 ６ 个工件坐标系不够使用时， 也 可以使用 ４８ 个附加工件坐标系。类似于 Ｇ５４－ ～Ｇ５９， 测量及设定方法一样。但其指令格式不同， 书写方法 如下： Ｇ５４．１Ｐｎ 或 Ｇ５４Ｐｎ； 其中 Ｐｎ 指定附加工件坐标 系的代码， ｎ 取值为 １～４８。 例如： Ｇ５４．１ Ｐ３； ／／指定 ３ 号附加工件坐标系， 其对刀结
·模具制造技术·
如果执行程序中因种种原因再从头执行时， 必须通过 手动及手轮将刀具精确地移动至 ＩＰ＿ 位置， 否则出现 工件坐标系错误。
在产品加工中， 为了有效地解决这一问题， 常将 Ｇ５３ 与 Ｇ９２ 一起使用。例如：
Ｇ５３Ｘ－ １００．Ｙ－ ２００．Ｚ－ ３００； ／／刀 具 快 速 移 动 到 机 床 坐标系中 Ｘ－ １００．Ｙ－ ２００．Ｚ－ ３００ 处。Ｇ９２Ｘ０Ｙ０Ｚ１５０／／指 定当前刀具位于工件坐标系上方 １５０ｍｍ 处。 …… Ｍ０２；
４ Ｇ１６／Ｇ１５（ 极坐标指令）
建立极坐标系， 终点的坐标值用极坐标（ 极径， 极 角） 表示。指令格式如下：
Ｇ１７（ Ｇ１８／Ｇ１９） Ｇ９０（ Ｇ９１） Ｇ１６； ／／指 定 极 坐 标 编 程 方式
－－－－－－－－－－ Ｇ１５； ／／取消极坐标方式． 其中 Ｇ１７（ Ｇ１８／Ｇ１９） 设 定 平 面 选 择 ， 例 如 Ｇ１７ 的 第一轴 Ｘ 表示极径， 第二轴 Ｙ 表示极角。Ｇ１８ 则 以 Ｚ＼Ｘ 分别表示极径 ＼ 极角。 Ｇ９０（ Ｇ９１） 设定极点。Ｇ９０ 指定工件坐标系的零点 为极坐标系的原点， 从该点确定极径。Ｇ９１ 指定当前
所示。其指令格式如下：
Ｙ机 Ｙ工 Ｙ＇
局部坐标系
ＩＰ＿
Ｘ＇
Ｘ工 工件坐标系
机床坐标系
Ｘ机
图５ 局部坐标系
Ｇ５２ ＩＰ＿； 设定局部坐标系 Ｇ５２ ＩＰ０； 取消局部坐标系 其 中 ＩＰ＿ 指 局 部 坐 标 系 的 原 点 在 工 件 坐 标 系 中 的位置（ 以 Ｘ＇＿ Ｙ＇＿ Ｚ＇＿ 坐标值表示） 。 Ｇ５２ 的实质是将坐标系平移到 Ｘ＇＿ Ｙ＇＿ Ｚ＇＿ 处。 注意： 当执行 Ｇ５２ ＩＰ＿； 时， 刀具不移动。而当局部 坐标系设定后， 以绝对值方式 （ Ｇ９０） 指令的 移动是局 部坐标系中的坐标值。 在产品加工中， 一般选择 Ｇ５４ 标准工件坐标系， 在此基础上， 根据自己的需要通过 Ｇ５２ 任意完成工件 坐标系的平移与设定。
位于相对于编程原点的某一指定位置。
指令格式如下： Ｇ９２ ＩＰ＿； 其中 ＩＰ＿ 是指当前刀具
上的基准点在工件坐标系中的位置， 如图 ３ 所示。
例： Ｇ９２Ｘ０Ｚ１５０
Ｚ
起刀点在原点上方 １５０ｍｍ 处
Ｚ１５０
Ｙ 轴偏移量
Ｘ 机床坐标系 Ｘ 轴偏移量
图 ２ 坐标系之间的关系
ＦＡＮＵＣ ０ｉ－ ＭＣ 加工中心的坐标系较多， 使用方 法多种多样。现将此系统中的坐标系进行比较说明，
由于 Ｇ５３ 精确地指定了机床坐标系中的某一点， 为 Ｇ９２ 完成了初始点的定位， 所以使用方便可靠， 编 程不易出错。
ｂ．Ｇ５４－ ～Ｇ５９（ 选择标准工件坐标系） 。 在电源接通并回参考点之后， 系统自动建立坐标 系 Ｇ５４、Ｇ５５、Ｇ５６、Ｇ５７、Ｇ５８、Ｇ５９。一般称为工件坐标 系 １、２、３、４、５、６。电源接通时自动选择 Ｇ５４， 此坐标系 值需经 ＭＤＩ 面板加以设定。设定方法为通过对刀操作 去测量工件坐标系的原点相对于机床原点的偏移量， 将 此 值 输 入 Ｇ５４－ ～Ｇ５９， 指 定 其 中 一 个 Ｇ 代 码 ， 从 而 确定工件坐标系。此方法特适应在工作台上同时加工 多个相同的零件或不同零件， 而且它们都有各自的尺 寸基准， 为 了避免编 程的尺寸 换算， 可 以 建 立 Ｇ５４－ ～ Ｇ５９ 等 ６ 个工件坐标系， 如图 ４ 所示。
位置为极坐标系的原点， 从该点确定极径。 极角用 Ｇ９０ 指定时， 表示极轴逆时针旋转至极径
位置的角度。极角用 Ｇ９１ 指定时， 以前段极径逆时针 旋转至当前极径位置的角度表示。
采用极坐标编程， 可以减少编程时的计算工作 量。一般适用于圆周分布的孔类零件， 图纸尺寸以角 度与距离（ 半径） 形式表示的零件。在具体编程时， 可 以使用 Ｇ５２ 与 Ｇ９０ 指定当前位置为极点， 便于计算极 径， 极角则根据需要选用 Ｇ９０ 或 Ｇ９１。
果输入到 ５４．１ 坐标系参数表中。
２ 工件坐标系的变换 ２．１ Ｇ１０（ 改变工件零点偏移值）
利用 Ｇ１０ 可以改变工件坐标系的零点偏移值， 其 优点在于可以在程序中任意指定所需工件坐标系的 位置。５．１ Ｇ１０ｌ２ｐｐｉｐ＿
其中 ｐ＝１￣６， 分别指定将要偏移的工件坐标系 １ 到 ６。
ＩＰ＿ 对于绝对值指令（ Ｇ９０） ， 为每个轴的工件零点 偏移值。对于增量值指令（ Ｇ９１） ， 为每个轴加到原来设 定的工件零点的偏移值。例如：
《模具制造》２００８ 年第 ９ 期
Ｘ 图 ３ 坐标系之间的关系
注意： 当执行 Ｇ９２ ＩＰ＿， 刀具不移动。而当设定后， ·６１·
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可使编程图形按指定的旋转中心及旋转方向旋 转一定的角度， 以简化编程， 节省存储空间。指令格式 如下：
Ｇ９０（ Ｇ９１） Ｇ６８ＩＰ＿Ｒ＿； ／／坐 标 系 开 始 旋 转 （ 刀 具 移动）
Ｇ６９； ／／坐标系旋转取消。 其中 ＩＰ＿ 指旋转中心的坐标值（ 由当前平面选择 指令确定， 常用 Ｘ＿Ｙ＿） ， Ｇ６８ 之后若为 Ｇ９０ 则指定工 件坐标系中的位置为旋转中心， 若为 Ｇ９１ 则指定刀具 当前位置为旋转中心。 Ｒ＿ 指旋转角度， 规定编程图形逆时针旋转为正 值 ， 取 值 范 围 为－ ３６０￣３６０．Ｇ９０ 指 定 角 度 为 绝 对 值 ， Ｇ９１ 指定角度为增量值（ 参数 ＮＯ．５４００＃０ 中 ＲＩＮ 设为 １ 时才有效） 。 注意： 在程序编制时， Ｇ６９ 之后的第一个移动指 令必须用 Ｇ９０ 指定， Ｇ６８ 之后第一条移动指令最好使 用 Ｇ９０．Ｇ６８／Ｇ６９ 一般用于加工图形倾斜的零件， 将倾
Ｇ９０Ｇ５４； ／／指 定 工 件 坐 标 系 （ 假 设 Ｇ５４ 为 Ｘ－ ３００Ｙ－ ２００Ｚ－ ４００） 。
Ｇ１０Ｌ２Ｐ１Ｘ－ ２００Ｙ－ １５０Ｚ－ ３００： ／／刀 具 不 移 动 ， 但 Ｇ５４ 变为 Ｘ－ ２００Ｙ－ １５０Ｚ－ ３００。
Ｇ９１Ｇ５４； ／／指 定 工 件 坐 标 系 （ 假 设 Ｇ５４ 为 Ｘ－ ３００Ｙ－ ２００Ｚ－ ４００） 。
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山东德州方向机厂有限责任公司（ 山东德州 ２５３００） 孙宝华 张泽迅
【摘要】加工中心的坐标系设置方法较多， 现对其进行一一比较， 介绍各自的程序格式、应用 场合和注意事项。 关键词： ＦＡＮＵＣ ０ｉ－ ＭＣ； 加工中心； 坐标系
Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＦＡＮＵＣ ０ｉ－ ＭＣ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ Ｃｏｏｒ ｄｉｎａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ
１ 引言
国家标准中已经对加工中心的坐标系及其运动
方向实施了标准化， 判定原则以假设工件静止， 刀具
相对于工件的移动即按右手直角笛卡儿坐标系确定
Ｘ、Ｙ、Ｚ 轴的方向， 按右手定则确定 Ａ、Ｂ、Ｃ 轴的旋转
方向。
根据坐标轴确定的方法与步骤， 可以得出立式／卧
式加工中心的工件坐标系， 如图 １ 所示。其中工件坐
６ 宏变量
可以在程序中通过变量赋值指定工件坐标系， 使 用非常方便， 参照表 １ 工件零点偏移值系统变量。
轴 第一轴 第二轴 第三轴
表 １ 工件零点偏移值系统变量
功能 外部工件零点偏移 Ｇ５４ 工件零点偏移 Ｇ５５ 工件零点偏移 Ｇ５６ 工件零点偏移 Ｇ５７ 工件零点偏移 Ｇ５８ 工件零点偏移 Ｇ５９ 工件零点偏移 外部工件零点偏移 Ｇ５４ 工件零点偏移 Ｇ５５ 工件零点偏移 Ｇ５６ 工件零点偏移 Ｇ５７ 工件零点偏移 Ｇ５８ 工件零点偏移 Ｇ５９ 工件零点偏移 外部工件零点偏移 Ｇ５４ 工件零点偏移 Ｇ５５ 工件零点偏移 Ｇ５６ 工件零点偏移 Ｇ５７ 工件零点偏移 Ｇ５８ 工件零点偏移 Ｇ５９ 工件零点偏移
标系与机床坐标系的关系如图 ２ 所示。