工件坐标系原点设定的几种方法和比较

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数控铣床对刀操作步骤及工件坐标系原点的几种设定方法和比较
清远市职业技术学校刘远林
摘要：数控铣床操作教学中，因很多教师都不很详细介绍对刀操作步骤及工件坐标系原点的设定方法，甚至很多教师都只掌握工件坐标系原点设定的一、两种方法，不知道哪一种设定方法更为方便、快捷。

本文通过对数控铣床对刀操作步骤及工件坐标系原点的几种设定方法的介绍，以供大多数数控铣床操作者或教学者参考。

关键词：数控铣床对刀操作操作步骤工件坐标系设定
在数控铣床操作的教学过程中，我发现很多学生对对刀这一操作及工件坐标系原点的设定相对较难掌握。

因很多教科书或数控铣床的相关操作手册并没有提到对刀操作的具体步骤，所以学生掌握对刀操作的具体步骤就只能靠教师的讲授和演示。

而工件坐标系的设定，不同的数控系统设定的方法又往往不同，且设定的方法较多种,如G92对刀方法G54对刀方法等。

这就是学生在学习数控铣床对对刀操作及工件坐标系原点设定的方法较难掌握的原因之一。

我根据多年对数控铣床的操作经验，总结出以下较常用的试切对刀操作步骤及工件坐标系原点的几种设定方法，并对工件坐标系原点的几种设定方法进行比较，以供大多数数控铣床的操作者尤其是初学者进行选用和参考。

下面以华中数控系统HNC－21／22M对对刀操作步骤及工件坐标系原点设定的几种方法进行说明和比较。

一、试切对刀操作步骤。

假设对刀点为图a两相互垂直直线的交点,且z轴零点在工件上表面上，其操作步骤为：
（1）将工件毛胚准确定位装夹到工作台上。

安装时要使零件的基准方向和X、Y、Z轴的方向一致，并且切削时刀具不会碰到夹具或工作台。

（2）将所用铣刀装到主轴上并使主轴中速转动。

（3）移动（手动移动或手轮摇动）铣刀靠近被测边，并使铣刀周刃轻微接触到被测边，如图a铣刀所在A点（或B点）位置。

（4）将铣刀沿+Z轴方向退离工件。

（5）将机床相对坐标X（或Y）清零，再移动铣刀靠近步骤（3）铣刀所接触边的对边，并轻微接触该对边，如图b铣刀所在C点（或D点）位置。

（6）将铣刀沿+Z轴方向退离工件，并记下此时的X轴（或Y轴）的相对坐标值，然后再移动铣刀到工件X轴（或Y轴）的中心点（即步骤
（6）所记下的X轴（或Y轴）的相对坐标值的一半）处。

（7）以类似的方法重复步骤（3）～（6）对另一水平轴进行对刀。

完成步骤（3）～（7）时铣刀中心在如图c所示的两垂直线交点O处。

（8）移动铣刀靠近工件上表面，并轻微接触上表面（如图d所示），最后进行工件坐标系原点的设定。

这种对刀方法会在工件表面留下轻微切痕，且对刀精度较低。

但操作比较简单。

若工件侧边不允许有轻微切痕，可在工件的侧边贴上一块厚度均匀准确的薄垫片或将对X轴Y轴对刀操作中所使用的铣刀改用分中棒进行对刀。

若用分中棒对刀，主轴转速应为500转/分左右。

二、工件坐标系原点的几种设定方法和比较。

在3轴（或2轴半）数控铣床的对刀操作中，操作者最终要将工件坐标系原点所在机床坐标系中的位置通过数据的形式进行设定，简称工件坐标系的设定。

设定工件坐标系原点的方法有多种，常用的设定方法有以下几种：
方法1. G92设定。

其操作方法是在MDI方式下输入G92X0Y0Z0并按系统操作界面上的“Enter”键，然后运行MDI（在自动方式下按系统操作界面上的“循环启动”键）。

这种方法不用计算和记忆铣刀所在位置的机床坐标值数据，操作上相对来说较为简单，但在输入G92X0Y0Z0后一定要记得按“Enter”键和运行MDI，否则工件坐标系原点设定失败，且容易造成运行程序的事故。

初学数控铣床操作的人在MDI方式下输入G92X0Y0Z0后较容易忘记按“Enter”键和运行MDI，所以初学者用这种方法进行工件坐标系原点的设定时一定要小心。

而且用G92的方式建立工件坐标系后，如果机床断电，建立的工件坐标系将丢失，重新开机后须再进行对刀操作以建立工件坐标系。

同时，加工时所使用的加工程序中不能有G54、G55到G59等指令，否则将使G92建立的工件坐标系无效，甚至会造成撞刀事故。

但这种方法最容易让初学者接受。

方法2. G54设定。

其操作方法是按机床控制面板上的功能键F5键（主菜单显示下的“设置”）——再按功能键F1键（一级子菜单显示下的“坐标系的设定”）——再按功能键F1键（二级子菜单显示下的“G54坐标系”）——输入X轴、Y轴、Z轴的机床坐标并按“Enter”键——在MDI方式下输入G54并运行MDI。

这种方法因为要多次按功能键和进行坐标数据输入，最后还要在MDI方式下输入G54和运行MDI，操作上较为繁琐。

初学者容易忘记中间环节导致工件坐标系原点设定失败，所以初学者最好不要运用这种方法进行工件坐标系原点的设定。

但是，对于批量加工的工件，即使工件依靠夹具能在工作台上准确定位，用G92指令设定工件坐标系原点就不太方便，这时经常使用和机床参考点位置相对固定的工件坐标系，如G54、G55到G59设定的工件坐标系等。

方法3. 工件坐标系原点的直接设定。

其操作方法是按机床控制面板上的功能键F5键（主菜单下显示的“设置”）——再按功能键F1键（一级子菜单显
示下的“坐标系的设定”）——再按功能键F7键（二级子菜单显示下的“工件坐标系”）——输入X轴、Y轴、Z轴的机床坐标并按“Enter”键。

这种方法设定的工件坐标系在机床断电后也不能很好的保存，机床重新开机后也需要重新进行对刀操作以设定工件坐标系。

但是这种方法不需要在MDI 方式下输入数据和运行MDI，操作上较为简单易记，较适合初学者应用。

但在输入坐标数据时一定要小心，细致，不能输错数据。

通过对以上三种工件坐标系原点的设定方法说明，推荐数控铣床操作者使用方法1或方法2进行工件坐标系原点的设定，初学数控铣床者则使用方法3更为安全、保险。

当然，不管是采用哪一种方法进行工件坐标系原点的设定，设定以后最好养成检查工件坐标系原点是否正确的习惯，以防设定错误。

检查方法1：设定工件坐标系原点后移动铣刀远离原点——MDI方式下输入G0X0Y0Z0（是否输入Z0要视Z轴零点在工件的位置而定，若Z轴原点在工件上表面以上，则可以输入，否则不要输入，以免发生撞刀事故）并运行MDI。

检查方法2：设定工件坐标系后不要移动铣刀，并在主菜单显示下连续按功能键F9键（主菜单显示下的“显示切换”）直到显示坐标值联合显示状态下看工件坐标位置的各轴坐标是否以设定的原点坐标相符以及机床指令坐标与工件坐标零点是否相符。

附:
作者简介及通讯地址
刘远林男 1975年7月出生现为广东省清远市职业技术学校数控专业教师作者联系电话:(0763)3982092 5880046
作者联系地址: 广东省清远市清新县太和镇滨江路98号邮编:511800。