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摘要：数控机床加工时很少直接在机床坐标系中编程和加工，而是直接根据零件图进行编程。为了简化工艺和编程选择合理的工件坐标系显得尤为重要。 本文以数控车床为例，谈一谈实际加工中工件坐标系的选择和建立。
关键词：数控机床 加工 合理 工件坐标系 试切对刀法
数控机床加工时很少直接在机床坐标系中编程和加工，而是直接根据零件图进行编程。因为编程人员在编程时，不知道工件在机床坐标系中装夹的确切位置，因而也就无法确定工件上各点在机床坐标系中的坐标，当然也就无法进行编程。为了使编程人员不必考虑工件在机床上的实际位置而能够直接根据图纸进行编程，通常以工件上某一基准点为原点，设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，工件坐标系各坐标轴都与机床坐标系各轴平行。工件坐标系在数控机床上的位置与工件装夹位置有关，工件装夹位置不同，以工件上某一基准点为原点建立的工件坐标系在数控机床上的位置也不同，数控加工时需进行对刀操作确定工件坐标系在数控机床上的位置，同时把在机床坐标系下的加工转换为在工件坐标系下的加工，使编程与加工的坐标系统一起来。
一.工件坐标系原点的选择原则
工件坐标系原点的选择非常重要。工件坐标系原点应根据零件的形状和加王工艺选择，一般应遵循以下原则：
（1） 工件坐标系原点选择时应尽量与零件图样的设计基准或工艺基准重合。
（2） 工件坐标系原点应尽量选在尺寸精度高、表面粗糙度值低的工件表面上。
（3） 便于进行加工点坐标值的计算，并尽可能避免由此而产生的误差。
（4） 在机床上容易确定工件坐标系在机床坐标系中的位置，并便于加工和测量检验。
根据上述原则，数控车床加工中一般将工件编程原点设定在零件右端面或左端面中心上，如图1-1所示。
二.工件坐标系的建立方法
数控机床加工前通常要用对刀的方法建立工件坐标系，数控车床上常用的对刀方法有试切对刀法和对刀仪自动对刀法两种。经济型数控车床上一般用手动试切对刀法对刀，对刀仪自动对刀法用于具有自动对刀功能的全功能型数控车床。本文以试切对刀法为主。
（1） 试切对刀法。通过试切对刀法建立工件坐标系（以在右端面建立工件坐标系为例）采用的是坐标系偏移转换的原理。它的操作原理（见图1-2所示）是通过刀具对工件右端外圆和端面的试切削，及对所切外圆直径Φ的测量，将图示刀具试切后所在位置在工件坐标系中的预设坐标值，通过机床操作面板手动输入到数控车床相应的刀具补偿单元中，数控系统根据此位置预设的坐标值，经过坐标转换计算，确定工件坐标系原点的位置，从而将机床坐标系原点O机床偏移到所需的工件坐标系原点，这样就建立了一个以O为原点的工件坐标系。建立工件坐标系前，机床控制面板所显示的坐标是刀具当前位置在机床坐标系中的坐标：X坐标为Φx机床，Z坐标为ZA。建立了工件坐标系后，机床控制面板所显示的坐标即是刀具当前位置在工件坐标系中的坐标：X坐标为Φx工件，Z坐标为0。
在运行程序自动加工时，在程序开始首先要运行建立工件坐标系指令。机床数控系统不同，其建立工件坐标系的指令也不同，在FANUC数控系统中，常用T0101指令建立工件坐标系，G50指令也是建立工件坐标系指令，但由于其指令应用格式的局限才，现多已不用。
（2） 接触式传感对刀仪对刀法。接触式传感对刀仪主要由触头和传感检测装置组成。用接触式传感对刀仪对刀的方法如图1-3所示，它是将刀具的刀尖接触到对刀仪韵周定触头，传感检测装置经过检测和坐标转换计算，自动将结果存入数控系统相应的单元中，从而建立工件坐标系，并同时设定刀具位置补偿值。用对刀仪对刀操作后，操作者方可使用该刀具进行加工。用接触式传感对刀仪对刀，其对刀精度高，加工效率也高，且容易操作。
三.研究结论
1、在实际的数控加工中工件坐标系原点的选择时应尽量与零件图样的设计基准或工艺基准重合，工件坐标系原点应尽量选在尺寸精度高、表面粗糙度值低的工件表面上，便于进行加工点坐标值的计算，并尽可能避免由此而产生的误差， 在机床上容易确定工件坐标系在机床坐标系中的位置，并便于加工和测量检验。
2、在一般的数控加工中通常要用试切对刀法来建立工件坐标系，因为试切对刀法的步骤简便灵活，且相对加工成本较低。
3、选择和建立合理的工件坐标系还应根据工件的批量及机床的情况等等来综合考虑，，切忌不可盲目的教条主义。
参考文献
[1] 魏杰《数控机床编程与操作》电子工业出版社2012-07
[2] 杨琳《数控车床加工工艺与编程》中国劳动社会保障出版社2009-06
[3]《数控机床编程与操作》北京理工大学出版社2010-11
关键词：数控机床 加工 合理 工件坐标系 试切对刀法
数控机床加工时很少直接在机床坐标系中编程和加工，而是直接根据零件图进行编程。因为编程人员在编程时，不知道工件在机床坐标系中装夹的确切位置，因而也就无法确定工件上各点在机床坐标系中的坐标，当然也就无法进行编程。为了使编程人员不必考虑工件在机床上的实际位置而能够直接根据图纸进行编程，通常以工件上某一基准点为原点，设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，工件坐标系各坐标轴都与机床坐标系各轴平行。工件坐标系在数控机床上的位置与工件装夹位置有关，工件装夹位置不同，以工件上某一基准点为原点建立的工件坐标系在数控机床上的位置也不同，数控加工时需进行对刀操作确定工件坐标系在数控机床上的位置，同时把在机床坐标系下的加工转换为在工件坐标系下的加工，使编程与加工的坐标系统一起来。
一.工件坐标系原点的选择原则
工件坐标系原点的选择非常重要。工件坐标系原点应根据零件的形状和加王工艺选择，一般应遵循以下原则：
（1） 工件坐标系原点选择时应尽量与零件图样的设计基准或工艺基准重合。
（2） 工件坐标系原点应尽量选在尺寸精度高、表面粗糙度值低的工件表面上。
（3） 便于进行加工点坐标值的计算，并尽可能避免由此而产生的误差。
（4） 在机床上容易确定工件坐标系在机床坐标系中的位置，并便于加工和测量检验。
根据上述原则，数控车床加工中一般将工件编程原点设定在零件右端面或左端面中心上，如图1-1所示。
二.工件坐标系的建立方法
数控机床加工前通常要用对刀的方法建立工件坐标系，数控车床上常用的对刀方法有试切对刀法和对刀仪自动对刀法两种。经济型数控车床上一般用手动试切对刀法对刀，对刀仪自动对刀法用于具有自动对刀功能的全功能型数控车床。本文以试切对刀法为主。
（1） 试切对刀法。通过试切对刀法建立工件坐标系（以在右端面建立工件坐标系为例）采用的是坐标系偏移转换的原理。它的操作原理（见图1-2所示）是通过刀具对工件右端外圆和端面的试切削，及对所切外圆直径Φ的测量，将图示刀具试切后所在位置在工件坐标系中的预设坐标值，通过机床操作面板手动输入到数控车床相应的刀具补偿单元中，数控系统根据此位置预设的坐标值，经过坐标转换计算，确定工件坐标系原点的位置，从而将机床坐标系原点O机床偏移到所需的工件坐标系原点，这样就建立了一个以O为原点的工件坐标系。建立工件坐标系前，机床控制面板所显示的坐标是刀具当前位置在机床坐标系中的坐标：X坐标为Φx机床，Z坐标为ZA。建立了工件坐标系后，机床控制面板所显示的坐标即是刀具当前位置在工件坐标系中的坐标：X坐标为Φx工件，Z坐标为0。
在运行程序自动加工时，在程序开始首先要运行建立工件坐标系指令。机床数控系统不同，其建立工件坐标系的指令也不同，在FANUC数控系统中，常用T0101指令建立工件坐标系，G50指令也是建立工件坐标系指令，但由于其指令应用格式的局限才，现多已不用。
（2） 接触式传感对刀仪对刀法。接触式传感对刀仪主要由触头和传感检测装置组成。用接触式传感对刀仪对刀的方法如图1-3所示，它是将刀具的刀尖接触到对刀仪韵周定触头，传感检测装置经过检测和坐标转换计算，自动将结果存入数控系统相应的单元中，从而建立工件坐标系，并同时设定刀具位置补偿值。用对刀仪对刀操作后，操作者方可使用该刀具进行加工。用接触式传感对刀仪对刀，其对刀精度高，加工效率也高，且容易操作。
三.研究结论
1、在实际的数控加工中工件坐标系原点的选择时应尽量与零件图样的设计基准或工艺基准重合，工件坐标系原点应尽量选在尺寸精度高、表面粗糙度值低的工件表面上，便于进行加工点坐标值的计算，并尽可能避免由此而产生的误差， 在机床上容易确定工件坐标系在机床坐标系中的位置，并便于加工和测量检验。
2、在一般的数控加工中通常要用试切对刀法来建立工件坐标系，因为试切对刀法的步骤简便灵活，且相对加工成本较低。
3、选择和建立合理的工件坐标系还应根据工件的批量及机床的情况等等来综合考虑，，切忌不可盲目的教条主义。
参考文献
[1] 魏杰《数控机床编程与操作》电子工业出版社2012-07
[2] 杨琳《数控车床加工工艺与编程》中国劳动社会保障出版社2009-06
[3]《数控机床编程与操作》北京理工大学出版社2010-11