机床坐标系与工件坐标系简介

1.机床坐标系

机床坐标系是机床上固有的坐标系，符合右手直角笛卡几坐标系规则。对于不同的机床，坐标系原点（即机床零点）的位置有所不同，一般设定在各坐标轴的正方向最大极限处。机床零点的位置一般都是由机床设计和制造单位确定的，它是机床坐标系的原点，同时也是其他坐标系与坐标值的基准点，对一台已调整好的机床，其机床零点已经确定，通常不允许用户改变。

机床参考点在机床坐标系中的坐标值是由机床厂家精确测量并输入数控系统中的，用户不得改变。通常数控机床在接通电源后，其机床坐标系所处的位置是不确定的，必须按照一定的操作方法和步骤建立正确的机床坐标系，这就是回零操作，又称为返回参考点操作。当返回参考点的操作完成后，显示器即显示出机床参考点在机床坐标系中的坐标值，表明机床坐标系已经建立。需要指出的是，回零并不是指回机床零点，而是回机床参考点。只有当所设定的机床参考点在机床坐标系中的各坐标轴值均为零时，机床参考点才与机床零点重合。由此可知，机床参考点是用于间接确定机床零点位置的基准点。

2.工件坐标系

工件坐标系是在数控编程时用于定义工件形状和刀具相对工件运动的坐标系，为保证编程与机床加工的一致性，工件坐标系也应符合右手笛卡儿坐标系规则。工件装夹到机床上时，应使工件坐标系与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。工件坐标系的原点称为工件零点或编程零点。为了编程方便，可以根据计算最方便的原则来确定某一点为工件零点。在加工中心上加工工件时，工件零点一般设在进刀方向一侧工件外轮廓表面的某个角上或对称中心上。工件零点与机床零点间的坐标距离称为工件零点偏置，该偏置值需预先保存到数控系统中。在加工时，通过零点偏置指令（如G54）调用，工件零点偏置能自动加到工件坐标系上，使数控系统可以按机床坐标系确定加工时的绝对坐标值。因此，编程人员可以不考虑工件在机床上的实际安装位置，而利用数控系统的零点偏置功能通过工件零点偏置值补偿工件在工作台上的位置误差。

3.机床坐标系与工件坐标系间的联系

机床坐标系不在编程中使用，常用它来确定工件坐标系，即建立工件坐标系的参考点。

（1）用G92 指令设定工件坐标系

G92 指令通过设定刀具起点相对于要建立的工件坐标原点的位置建立坐标系，即以程序原点为基准，确定刀具起始点的坐标值，并把这个设定值存储在存储器中，作为所有加工尺寸的基准。

使用G92 指令时，要预先确定对刀点在工件坐标系中的坐标值，并编入程序中。加工时，操作者必须严格按照工件坐标系规定的刀具位置设置起刀点，以确保在机床上设定的工件坐标系与编程时在零件上规定的工件坐标系在位置上重合一致。

指令格式；G92 X_Y_Z_；(www.xing528.com)

其中，X、Y、Z 为当前刀位点在工件坐标系中的坐标值。

（2）用G54 ～G59 指令设定工件坐标系

用G54 ～G59 指令设定工件坐标系必须预先通过偏置界面输入各个工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值，该坐标值就是工件坐标系的零点偏置值。编程时，只需根据图纸和所设定的坐标系进行编程，无须考虑工件与夹具在机床工件台上的位置，但操作者必须使机床手动回零后，测量所用工件坐标系原点（即程序原点）在机床坐标系中的坐标，然后通过界面设置，把该坐标值（也就是零点偏置值）存入工件坐标系所对应的偏置存储器中。

（3）注意

①G54 与G55 ～G59 的区别：G54 ～G59 设置加工坐标系的方法是一样的，只是当电源接通时，自动选择G54 坐标系。

②G92 与G54 ～G59 的区别：G92 指令与G54 ～G59 指令都是用于设定工件加工坐标系的，但在使用中是有区别的。G92 指令是通过程序来设定、选用加工坐标系的，它所设定的加工坐标系原点与当前刀具所在的位置有关，该加工原点在机床坐标系中的位置是随当前刀具位置的不同而改变的。

③G54 ～G59 的修改：G54 ～G59 指令是通过MDI 在设置参数方式下设定工件加工坐标系的，一旦设定，加工原点在机床坐标系中的位置是不变的，它与刀具的当前位置无关，除非再通过MDI 方式进行修改。

④ 常见错误：当执行程序段“G92 X50 Y100”时，常会认为是刀具在运行程序后到达工件坐标系（X50，Y100）点上。其实，G92 指令程序段只是设定加工坐标系，并不产生任何动作，这时刀具已在加工坐标系中的（X50，Y100）点上。

G54 ～G59 指令程序段可以和G00、G01 指令组合，如G54 G90 G01 X01 Y10，运动部件在选定的加工坐标系中进行移动。程序段运行后，无论刀具的当前点在哪里，它都会移动到加工坐标系中的（X10，Y10）点上。