2.1　工件坐標系建立的方法

所謂設定工件坐標系，就是確定工件坐標系原點在機床坐標系中的位置。工件坐標系可由G92或G54～G59指令設定兩種方法。

2.1.1　G92設定工件坐標系

G92是以刀具當前位置設置工件坐標系。工件坐標系的原點由G92后面的坐標值建立。

指令格式：G92 X a_— Y b_— Z c_—；

使用G92設定工件坐標系的原理如圖2-1所示。

G92指令僅僅用來建立工件坐標系，在G92指令段中機床不發生運動。使用G92的程序結束后，若機床沒有回到上一次程序的起點，就再次啟動此程序，程序就以當前所在位置確定工件坐標系。兩次程序運行的工件坐標系原點不一致，容易發生事故。

實際中使用G92設定工件坐標系，一般采用以刀尖當前的位置建立的方法（圖2-2），指令如下：

G92 X25.0 Z25.0；

技巧：刀具的起始位置與機床坐標系的參考點重合，程序運行中，由于某種原因終止運行，在下一次運行程序之前，只需機床回零，即可運行程序，操作簡單。

2.1.2　G54～G59設定工件坐標系

G54～G59是在程序運行前設定工件坐標系，它通過確定工件坐標系的原點在機床坐標系的位置來建立工件坐標系。用G54～G59指令可以建立六個工件坐標系，使用G54～G59指令運行程序時與刀具的初始位置無關。G54～G59在批量加工中廣泛使用。

G54工件坐標系的原點的設置，需要在 MDI（手動數據輸入） 方式下，將工件坐標系原點的機械坐標輸入到G54偏置寄存器中。輸入畫面如圖2-3所示。 G55～G59設置的方法與G54設置的方法相同。

例：在圖2-4所示的數控機床（機床X、Y軸移動，通過工作臺移動實現，Z軸移動通過主軸移動實現）上加工工件1（300×240×30）和工件2（340×280×35）的兩塊鋼板，定位點不變，對應的工件坐標系分別為G54、G55，在G54坐標確定的情況下，可通過計算確定G55工件坐標系的原點。工件定位如圖2-5所示。

G54坐標的原點如圖2-6所示。

G55工件坐標系的原點X軸的機械坐標為：-470-（340-300）/2=-490

G55工件坐標系的原點Y軸的機械坐標為：-170.123+（280-240）/2=-150.123

G55工件坐標系的原點Z軸的機械坐標為：-411+（35-30）=-406.909

例：圖2-7表示了下面的一段程序的運行結果。

N1 G92 X0 Y0 Z0； （以刀具當前位置建立工件坐標系）

N2 G90 G00 G54 X60 Y20 Z20； （快速移動到G54工件坐標系的X60 Y20 Z20位置）由于G92優先于G54，在執行N2段指令時，刀具快速移動到由G92確定的工件坐標系的位置，而不是G54工件坐標系中的X60 Y20 Z20位置。

提示：現代CNC編程中，一般用G54～G59來代替G92。

G92優先級別高于G54～G59，使用G92就沒有必要再使用G92，否則G54～G59會被替換，應當避免。

2.1.3　臥式加工中心工件坐標系的確定

臥式加工中心工件坐標系確定有三種方法：

①在工件的每個加工面上分別建立坐標系。由于每個工件坐標系都要通過測量確定，不僅效率低，而且不可避免地存在著測量誤差，為了減少誤差，一般都要對每個工件坐標系重復測量，求出平均值，費工費力。

②只完整地建立一個工件坐標系，其余坐標系由相互關系推導。這種方法在整個建立過程中只需完整地測量一個工件坐標系即可，最大程度地降低了測量誤差對建立坐標系的影響，零件加工的合格率將會明顯上升。

③工件坐標系中心和工作臺回轉中心重合。

在實際編程和加工中主要使用第二種方法，現就具體的推導過程敘述如下：

已知條件：機床原點相對工作臺回轉中心的距離（圖2-8）X、Y、Z值，不同的機床 X、Y、Z值各不相同，但對每臺機床來說又是固定不變的，可以通過查機床說明書直接得到。

（1）第一個工件坐標系的建立（G54）

通過測量確定其中的一個工件坐標系（G54），即確定出X₁、Y₁、Z₁ （圖2-8），其中：

ΔX=X₁-X

ΔZ=Z-Z₁

通過ΔX、ΔZ數值，工作臺按照90°的整數倍旋轉，其余的三個工件坐標系就能通過它們相互之間的幾何關系被準確地計算出來。

（2）工作臺旋轉90°工件坐標系的確定（G55）

假設工件坐標系2（G55）為坐標系1逆時針旋轉90°而得，根據圖2-9可以得出：

X₂=X+ΔZ=X+Z-Z₁

Y₂=Y₁

Z₂=Z+ΔX=Z+X₁-X

（3）工作臺旋轉180°工件坐標系的確定（G56）

同樣工件坐標系1逆時針旋轉180°得到工件坐標系3（G56），如圖2-10所示。

X₃=X-ΔX=X-X₁+X=2X-X₁

Y₃=Y₁

Z₃=Z+ΔZ=Z+Z-Z₁=2Z-Z₁

（4）工作臺旋轉270°工件坐標系的確定

將坐標系1逆時針旋轉270°得到工件坐標系4（G57），如圖2-11所示。

X₄=X-ΔZ=X-Z+Z₁

Y₄=Y₁

Z₄=Z-ΔX=Z-X₁+X

工作臺旋轉后工件坐標系的確定，是在第一個工件坐標系的基礎上通過理論計算得到，滿足其他坐標系的精度要求，工作效率大大提高。