常用数控系统极坐标应用的比较

摘

 要:数控技术是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。实际是要

求机床刀具发生相对运动

,而对于位置移动主要来通过坐标来确定,因此,坐标有着重要意义,

而极坐标作为其中一种

,自然也有重要的意义,不同系统极坐标运用的方法也不尽相同。 

　　关键词

:极坐标数控系统程序指令 

　　

 

　　在平面内取一个定点

O,叫极点,引一条射线 Ox,叫做极轴,再选定一个长度单位和角度的

正方向

(通常取逆时针方向)。对于平面内任何一点 M,用 ρ 表示线段 OM 的长度,θ 表示从 Ox

到

OM 的角度,ρ 叫做点 M 的极径,θ 叫做点 M 的极角,有序数对 (ρ,θ)就叫点 M 的极坐标,这样

建立的坐标系叫做极坐标系。正如所有的二维坐标系

,极坐标系也有两个坐标轴:r(半径坐标)

和

θ(角坐标、极角或方位角,有时也表示为 φ 或 t)。r坐标表示与极点的距离,θ 坐标表示按逆时

针方向坐标距离

0°射线(有时也称作极轴)的角度,极轴就是在平面直角坐标系中的 x 轴正方

向。比如

,极坐标中的(3,60°)表示了一个距离极点 3 个单位长度、和极轴夹角为 60°的点。(-

3,240°)和(3,60°)表示了同一点,因为该点的半径为在夹角射线反向延长线上距离极点 3 个单
位长度的地方

(240°-180°=60°)。极坐标系中一个重要的特性是,平面直角坐标中的任意一点,

可以在极坐标系中有无限种表达形式。通常来说

,点(r,θ)可以任意表示为(r,θ±n×360°)或(-

r,θ±(2n+1)180°),这里 n 是任意整数。如果某一点的 r 坐标为 0,那么无论 θ 取何值,该点的位置
都落在了极点上。

(见图 1) 

　　

 

　　不同系统极坐标应用指令有所区别

,华中系统的主要特点与要求为:极点定义和平面,首

先对于极点的定义

:用 G38 指令定义极坐标系的极点位置,该极点位置是相对于当前工件坐

标系的零点位置。编程时候

,使用 RP 表示极坐标半径:极坐标半径定义该点到极点的距离,图

1 所示。该值一直保存,只有当极点发生变化或平面更改后才需重新编程。使用 AP 表示极坐
标角度

:极角是指与所在平面中的横坐标轴之间的夹角(比如 XOY 平面 中的 X 轴),图 1 所示。

该角度可以是正角

,也可以是负角。该值一直保存,只有当极点发生变化或平面更改后才需重

新编程。

(见图 2) 

　　编程举例

:N1 G38 X30 Y40 定义工件坐标系(30,40)为极点 

　　

N2 G1 AP=80 RP=50 刀具移动至极角为 80 度,极轴为 50 长的位置 

　　

FANUC 系统指令极坐标指令为 G16 建立极坐标,G15 为取消极坐标。这点和华中系统有

区别

,如不能取消,极坐标将一直有效。 

　　编程举例

:N1 G16 建立极坐标 

　　

N2 G1 X50 Y80 刀具移动至极角为 80 度,极轴为 50 的位置 

　　

N3 G15 取消极坐标 

　　

N4 G1 X50 Y80 刀具移动到工件坐标系(50,80)的位置 

　　

SIEMENS 系统极坐标指令为:极坐标 G110 G111 G112 编程: 

　　

N10 G111 X40 Y35 Z40 LF 

　　

N20 G3 RP... AP... LF 

　　

G110 极点定义表示上一次编程的工具位置 

　　

G111 极点定义表示工件坐标系中的绝对位置 

　　

G112 极点定义表示上一个有效的极点 

　　参数

 X, Y, Z 极点的坐标 

　　

RP 极径表示极点与目标点之间的距离 

　　

AP 极点与目标点之间的连线与角度参照轴最先称为极轴之间的夹角