工件坐标系及设定方法

机床坐标系是机床能够直接建立和识别的基础坐标系，但实际加工很少在机床坐标系中工作。因为编程人员在编程时，还不可能知道工件在机床坐标系中的确切位置，因而也就无法在机床坐标系中取得编程所需要的相关几何数据信息，当然也就无法进行编程。

为了使得编程人员能够直接根据图纸进行编程，通常可以在工件上选择确定一个与机床坐标系有一定关系的坐标系，这个坐标系即称为编程坐标系或工件坐标系，其原点即为编程原点或工件原点。因此编程人员在编程时，必须根据零件图纸选择一个编程原点，通过编程原点，各轴都与机床坐标轴平行而建立一个工件坐标系。在此工件坐标系中，编程人员可进行必要的数据处理从而获得编程所需的相关几何信息。编程时无须了解机床在工作时的具体运动情况，是工件运动还是刀具运动在不同的坐标轴上可能不同，方向的确定始终假定为工件静止而刀具运动。

工件坐标系原点选择的基本原则是便于编程与加工。编程原点选择应尽可能与图纸上的尺寸标准基准重合，以便于数值计算，使得产生的加工误差最小，同时还要考虑在加工时容易找正，方便测量。

车削零件编程原点X 向上均取在Z 轴线上，Z 向位置一般取其左端面或右端面。如果是左右对称的零件，Z 向原点位置可取在其对称面上，以便采用同一个程序对工件进行调头加工。

铣削类零件的编程原点一般选在作为设计基准或工艺基准的端面或孔轴线上。对称件通常将原点选在对称面或对称中心上。Z 向原点习惯于取在工件上平面，以便于检查程序。(www.xing528.com)

工件坐标系只是编程人员在零件图上建立的坐标系，当工件装夹到机床上后，工件坐标系即处于机床坐标系的某个确定位置，但数控机床系统并无其相关位置信息。从理论上讲，机床数控系统只要知道工件坐标系原点在机床坐标系中的位置，即可将工件坐标系与机床坐标系关联起来，从而在机床坐标系中设定出工件坐标系，使得在工件坐标系下所编制的程序在机床上得到正确的执行，在工件预定的位置切去所希望的加工余量，加工出合格的工件。

较典型的工件坐标系设定方法有两种。一种如SIEMENS 系统常采用的可设定零点偏置（G54、G55）等功能。工件装夹到机床后，工件坐标系原点与机床原点间各坐标的偏置量即已确定，通过测量后将其数值输入到机床可设定零点偏置寄存器中。G54、G55 等可存放多个不同的工件零点，加工时在程序中用相应的可设定零点偏置指令G54、G55 等直接调用相应偏置寄存器中存储的偏置量，建立起工件坐标系，在之后的程序中出现的坐标信息即为该工件坐标系下的目标位置，如图3-10 所示。另一种如FANUC 系统常采用的工件坐标系设定功能G50 或G92，该类指令可通过后续坐标值设定程序启动时刀具出发点在工件坐标系中的位置，从而确定工件坐标系在机床上的位置。

图3-10　工件坐标系与机床坐标系的关系