加工中心旋转坐标系的正确方法 卧式加工中心坐标旋转宏程序的推导及应用

①程序。

(此宏程序以FANUC为例。版本OI-MD）

(卧式加工中心，第四轴B轴为旋转中心)

O888(主程序WPC SHIFT Main-Prog )

G90

G65P777X_Y_Z_ B_ A_ C_ (G54-->>G5x)

G90

M30

解释：

G65P777X_Y_Z_ B_ A_ C_

1. X_Y_Z_ 为需要偏移的量，如果B轴旋转后程序原点相同，则

X0.Y0.Z0.

2. A 为原始坐标，此处固定为54(即G54)

3. B为B轴旋转的角度。

4. C 为G54旋转后的坐标所在位置。

例如：G65P777X0.Y0.Z0.B90.A54.B55.,G54旋转90度后得到G55。

O777(子程序 WPC SHIFT Sub-Prog )

#11=(-654.321.) (Z CENTER OF B AXIS 旋转中心的Z坐标，从机床参数得到此坐标值)

#12=(-123.456) (X CENTER OF B AXIS 旋转中心的X坐标，从机床参数得到此坐标值)

#15=#5223 (Z:3rd axis of G54)

#16=#5221 (X:1st axis of G54)

#27=#5222 (Y:2nd axis of G54)

数学推导。

此处采用ZX坐标，便于与机床坐标系一致，俯视卧加机床，得到的即是ZX平面坐标系

第1步

推导A点绕O点旋转α角得到B点，求B点的坐标。

A点： = LCosβ (1)

=LSinβ (2)

B点： =LCos(α β) (3)

=LSin(α β) (4)

由三角函数公式：Sin(α β)=SinαCosβ CosαSinβ (5)

Cos(α β)=CosαCosβ-SinαSinβ (6)

把(5),(6)代入（3）,（4），得到

=LCos(α β)=LCosαCosβ-LSinαSinβ (7)

=LSin(α β)=LCosαSinβ LSinαCosβ (8)再把 （1）,（2）代入(7), (8)得到：

到此得到了旋转后点的坐标，但是此点坐标是相对于旋转中心O的坐标，机床中需要的是相对于机床原点的坐标，所以还需要第2步。

从上图可看出，工件编程零点(WPC)G55相对于旋转中心的坐标为：

=-#11 #15

=-#12 #16

再考虑到可能有偏移的量（WPC shift）,得到：

=-#11 #15 #26 设为 #17

=-#12 #16 #24 设为 #18

所以G55对于O的坐标用宏表示：

#17=#15-#11 #26 (11)

#18=#16-#12 #24 (12)

把(11)(12)代入(9)(10)得到：

=#17*COS[-#2]-#18*SIN[-#2]

=#17*SIN[-#2] #18*COS[-#2]

b.所以G55在机床坐标系的坐标写为宏程序：

#19=#11 #17*COS[-#2]-#18*SIN[-#2] (13)

#20=#12 #17*SIN[-#2] #18*COS[-#2] (14)

把(13)(14)写入机床，即：G90G10L2P[#3-53]X#20Y#27Z#19B[#28 #2]

总结：

1. 先计算出编程零点相对于机床旋转中心的坐标，再转换为相对于机床零点的坐标。

2. 坐标旋转不影响Y轴坐标(#27，上下方向)，机床旋转中心的坐标，参考机床手册。

3. 程序为简化推导，把旋转前的工件坐标固定为G54.（#15,#16,#27,#28）,可优化。

4. 此程序不考虑其它因素，如坐标放置在G54.1P1 (to G54.1P300)等位置。

③应用举例。

加工同一个工件上的两个孔，孔1在B0度的面上，孔2在B90度的面上，如下图，

如图，程序零点G54设在角落顶点(Q点)。加工孔1时：

一． 程序：

二．如图，加工孔2时，如果没有偏移量，即旋转前后程序零点相同(Q点)，程序：

二． 加工孔2时，为了编程方便，可能加工孔2时，坐标在角落顶点不方便，如移动到孔的正上方，P点，即有偏移量(WPC shift)，即旋转前后程序零点不相同，此时程序：

④其它相关及参考点。

a. 机床对应的宏变量及三角函数点：

b．参考机床：马扎克 HCN-4000

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