数控编程中的极坐标功能
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发布时间：2022-11-09 07:17
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时间：2023-11-17 09:52
极坐标功能指令是用半径和角度来表示平面中的任意一点的坐标值。运用极坐标编程会大大的降低编程的难度，缩短编程的周期，提高数控加工的效率。
1、极坐标的定义及应用(适合FANUC 数控系统)
1.1 极坐标的含义
在平面内任取一点O，作为极点，引一条射线OX，作为极轴，选定一个长度单位和角度的正方向(逆时针为正方向)，对平面内的任一点M，用ρ表示OM的长度θ表示从OX到OM的角度，将ρ叫做点M的极半径，θ叫做点M的极角，则(ρ，θ)就叫做点M的极坐标。
1.2 功能格式
指定工件坐标系的零件作为极坐标系的原点，从该点测量半径。G91 指定当前位置作为极坐标系的原点，从该点测量半径。
指定极坐标系选择平面的轴地址及其值。第一轴：极坐标半径，第二轴：极坐标角度。
1.3 对于极坐标原点的规定
(1)在G90绝对方式下，用G16方式指令时，工件坐标系零点为极坐标原点。
(2)在G91增量方式下，用G16方式指令时，则是采用当前点位极坐标原点。
当以数控机床工件坐标系零点作为极坐标系的原点式，用绝对值编程方式来指定。极坐标半径值是指终点坐标到编程原点的距离;角度值是指终点坐标与编程原点的连线与X轴的夹角;当以刀具当前位置作为极坐标系原点时，用增量值编程方式来指定。极坐标半径值是指终点到刀具当前位置的距离;角度值是指前一坐标原点与当前极坐标系原点的连线与当前轨迹的角度。
2、编程实例
综上所述，一图为腰形槽，深度5mm，刀具为?8键槽铣刀，采用FANUC数控系统，绝对积极坐标编程。若采用直角坐标系编程，计算坐标点复杂，而且会因为数值处理而会产生误差，如果采用极坐标编程，则会使坐标计算变得简单，而且提高了精度和编程的效率。
3、结语
针对极坐标编程的原理和功能，阐述了极坐标编程的方便性和灵活性。使用极坐标是非常方便的，在实践应用中，如果能将直角坐标系和极坐标混合使用，各取其长，可以减少计算量，提高编程效率。
拓展：机床坐标
确定坐标系
⑴机床相对运动的规定
在机床上，我们始终认为工件静止，而刀具是运动的。这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定机床的加工过程⑵机床坐标系的规定
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的.相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。
在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。
例如铣床上，有机床的纵向运动、横向运动以及垂向运动。在数控加工中就应该用机床坐标系来描述。
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角 坐标系决定：
1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。
2）大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。
3）围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。
⑶运动方向的规定
增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向。
坐标轴方向
⑴Z坐标
Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。
⑵X坐标
X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。确定X轴的方向时，要考虑两种情况：
1）如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。
2）如果刀具做旋转运动，则分为两种情况：Z坐标水平时，观察者沿刀 具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方；Z坐标垂直时，观察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方。
⑶Y坐标
在确定X、Z坐标的正方向后，可以用根据X和Z坐标的方向，按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。
原点的设置
机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。
⑴数控车床的原点
在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。
⑵数控铣床的原点
主轴下端面中心，三轴正向极限位置。
