工件坐标系
工件坐标系是固定于工件上的笛卡尔坐标系，是编程人员在编制程序时用来确定刀具和程序起点的，该坐标系的原点可使用人员根据具体情况确定，但坐标轴的方向应与机床坐标系一致并且与之有确定的尺寸关系。
工件坐标系（Workpiece Coordinate System ）固定于工件上的笛卡尔坐标系。于加工工件而使用的坐标系，称为工件坐标系。当工件在机床上固定以后，工件原点与机床原点也就有了确定的位置关系，即两坐标原点的偏差就已确定。这就要测量工件原点与机床原点之间的距离。这个偏差值通常是由机床操作者在手动操作下，通过工件测量头或碰刀的方式测量的。该测量值可以预存在数控系统内或编写在加工程序中，在加工时工件原点与机床原点的偏差值便自动加到工件坐标系上，使数控系统按照机床坐标系确定工件的坐标值，实现零件的自动加工。
加工开始时首先要设定工件坐标系：用G54～G59可选择工件坐标系；TXXXX可以通过刀具偏置来实现工件坐标系偏移；G92(G5O)指令可设定工件坐标系。这几种方法均可建立起工件坐标系。
1、G54~G59选择工件坐标系
使用G54,---G59指令可以在预设的工件坐标系中选择一个作为当前工件坐标系。这六个工件坐标系的坐标原点在机床坐标系中的坐标值(称为零点偏置值)，必须在程序运行前，从“零点偏置”界面输入。一般多用于需要建立不止一个工件坐标系的场合。选择好工件坐标系后，若更换刀具，则结合刀具长度补偿指令变换Z向坐标即可。不必更换工件坐标系。
2 、TXXXX工件坐标系偏置
TXXXX可以在选择刀具的同时调用该刀具的偏置值。类似于G54----G59的使用，使用前需在相应的位置偏置处输入对刀值。T代码前两位数字代表刀位号，后两位代表数据偏置号。数据偏置号一般为0至99，也就是说可以进行最多100个数值设置一一相当于建立100个工件坐标系。使用起来无限制。
3、G92(G50)设置工件坐标系
G92一般为数控铣床及加工中心设定工件坐标系指令。G50为数控车床设定工件坐标系指令。使用该指令工件坐标系的原点可设定在相对于刀具起始点的某一符合加工要求的空间点
上。G92对刀具的起始点有严格要求，若刀具当前点不在G92(G50)所设定的起始点处，则加工原点与程序原点不一致，加工出的产品就有误差或报废，甚至出现危险。因此执行该指令时，刀具当前点必须恰好在对刀点上即G92(G50)所指定的工件坐标系坐标值上。在执行对刀操作找到工件坐标原点后，还需多一步定位刀具至程序起始点的操作，相对前几种工件坐标系设定指令较麻烦。
工件坐标系是编程人员在编写程序时，在工件上建立的坐标系。工件坐标系的原点位置为工件零点。理论上工件零点设置是任意的，但实际上，它是编程人员根据零件特点为了编程方便以及尺寸的直观性而设定的。选择工件坐标系时应注意：
1、工件零点应选在零件的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少错误；
2、工件零点尽量选在精度较高的工件表面，以提高被加工零件的加工精度；
3、对于对称零件，工件零点设在对称中心上；
4、对于一般零件，工件零点设在工件轮廓某一角上；
5、z轴方向上零件一般设在工件表面；
6、对于卧式加工中心最好把工件零点设在回转中心上转中心匀Z轴连线适当位置上；即设置在工作台回
7、编程时，应将刀具起点和程序原点设在同一处，这样可以简化程序，便于计算。
1、工件坐标系原点(w。rkp。int)零件被装夹好后，数控机床相应的编程原点就转化为工件坐标系原点，操作人员在加工之前必须通过对刀方法确定工件坐标系原点在机床坐标系中的位置。
2、工件坐标系工件坐标系是指以确定的加工原点为基准所建立的坐标系。加工中心原点也称为程序原点，是指零件被装夹好后，相应的编程原点在机床坐标系中的位置。在加工过程中，数控机床是按照工件装夹好后所确定的加工原点位置和程序要求进行加工的。编程人员在编制程序时，只要根据零件图样就可以选定编程原点、建立编程坐标系、计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装夹的实际位置。对于加工人员来说，数控机床则应在装夹工件、调试程序时，将编程原点转换为加工原点，并确定加工原点的位置，加工中心在数控系统中给予设定(即给出原点设定值)，没定工件坐标系后就可根据刀具当前位置，确定刀具起始点的坐
标值。在加工时，工件各尺寸的坐标值都是相对于加工原点而言的，这样数控机床才能按照准确的工件坐标系位置开始加工。
工件坐标系是零件被装夹好后以确定的工件坐标系原点为基准所建立的坐标系，是编程坐标系在机床上的具体体现。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。工件坐标系是为机床操作人员服务的。
3、建立工件坐标系目的零件轮廓是按照编程坐标系来进行编程的。数控机床而要想让加工中心数控机床沿零件轮廓加工，就必须让其知道刀位点在沿轨迹运动时刀位点在机床坐标系的值。但是，机床坐标系和编程坐标系之间运动的基准点不同，存在如下脱节问题：
数控装置不能识别点在编程坐标系的运动轨迹；编程人员按机床坐标系去编程是根本不可能做到的。解决的方法就是建立工件坐标系。
如果建立了工件坐标系，数控机床则工件坐标系原点在机床坐标系中的位置就确定了，那么加工时数控机床会自动将点在编程坐标系中的坐加工中心标值转化为点在机床坐标系中的坐标值，数控装置就可控制刀具沿轮廓轨迹运动，从而保证加工准确性。
因此工件坐标系是机床坐标系与编程坐标系之间的桥梁，建立工件坐标系目的就是建立机床坐标系加工中心与编程坐标系之间的联系。数控装置可以自动将相对于编数控机床程原点的任意点的坐标转换为相对于机床原点的坐标。
工程项目管理咨询服务合同
委托人：（以下简称“甲方”）
受托人：（以下简称“乙方”）
为了确保项目(以下简称“本项目”)建设的顺利进行，以致完全符合业主验收要求，甲方委托乙方就本合同项下建设项目以及其他与本项目相关事项管理活动提供咨询服务。
为明确双方在履行本合同期间所享有的权利及应承担的义务，依
据《中华人民共和国合同法》（下称“合同法”）以及其他行政法规的规定，本着平等互利、协商一致、等价有偿原则，经双方协商，一致同意签订本合同。
第一条咨询项目概况
1.1.项目名称：；
1.2.项目地点：；
1.3.项目规模：约平方米；
1.4.项目总投资：万元。
1.5.项目建设周期：个月；
1.6.项目质量目标：；
第二条委托咨询服务的期限、地点及进度要求
三坐标如何建立零件坐标系 1、在零件坐标系上编制的测量程序可以重复运行而不受零件摆放位置的影响，所以编制程序前首先要建立零件坐标系。而建立坐标系所使用的元素不一定是零件的基准元素。 2、在测量过程中要检测位置度误差，许多测量软件在计算位置度时直接使用坐标系为基准计算位置度误差，所以要直接使用零件的设计基准或加工基准等等建立零件坐标系。 3、为了进行数字化扫描或数字化点作为CAD/CAM软件的输入，需要以整体基准或实物基准建立坐标系。 4、当需要用CAD模型进行零件测量时，要按照CAD模型的要求建立零件坐标系，使零件的坐标系与CAD模型的坐标系一致，才能进行自动测量或编程测量。 5、需要进行精确的点测量时，根据情况建立零件坐标系（使测点的半径补偿更为准确）。
6、为了测量方便，和其它特殊需要。 建立零件坐标系是非常灵活的，在测量过程中我们可能根据具体情况和测量的需要多次建立和反复调用零件坐标系，而只有在评价零件的被测元素时要准确的识别和采用各种要求的基准进行计算和评价。对于不清楚或不确定的计算基准问题，一定要取得责任工艺员或工程师的认可和批准，方可给出检测结论。 至于使用哪种建立零件坐标系的方法，要根据零件的实际情况。一般大多数零件都可以采用3－2－1的方法建立零件坐标系。所谓3－2－1方法原本是用3点测平面取其法矢建立第一轴，用2点测线投影到平面建立第二轴（这样两个轴绝对垂直，而第三轴自动建立，三轴垂直保证符合直角坐标系的定义），用一点或点元素建立坐标系零点。现在已经发展为多种方式来建立坐标系，如：可以用轴线或线元素建立第一轴和其垂直的平面，用其它方式和方法建立第二轴等。 大家要注意的是：不一定非要3－2－1的固定步骤来建立坐标系，可以单步进行，也可以省略其中的步骤。比如：回转体的零件（圆柱形）就可以不用进行第二步，用圆柱轴线确定第一轴并定义圆心为零点就可以了。用点元素来设置坐标系零点，即平移坐标系，也就是建立新坐标系。 如何确定零件坐标系的建立是否正确，可以观察软件中的坐标值来判断。
设定工件坐标系G92指令 摘要：,G92,G91,Y0,G00,G90,X0,Y-40,轴承用超洁净钢生产技术设定工件坐标系G92指令 2702系列短行程气缸附件设定工件坐标系G92 指令指令格式 : G92 X__ Y__ Z__ 指令功能 : 设定工件坐标系图1 G92设定工件坐标系图2 G54设定工件坐标系指令说明 : (1) 在机床上建立工件坐标系（也称编程坐标系）；设定工件坐标系G92指令 指令格式: G92 X__ Y__ Z__ 指令功能:设定工件坐标系 图1 G92设定工件坐标系图2 G54设定工件坐标系 指令说明: (1) 在机床上建立工件坐标系（也称编程坐标系）； (2)如图1所示，坐标值X、Y、Z为刀具刀位点在工件坐标系中的坐标值（也称起刀点或换刀点）； (3)操作者必须在工件安装后检查或调整刀具刀位点，以确保机床上设定的工件坐标系与编程时在零件上所规定的工件坐标系在位置上重合一致； (4)对于尺寸较复杂的工件，为了计算简单，在编程中可以任意改变工件坐标系的程序零点。 (5)在数控铣床中有两种设定工件坐标系的方法： 如上图1所示，先确定刀具的换刀点位置，然后由G92指令根据换刀点位置设定工件坐标系的原点， 1)G92指令中X、Y、Z坐标表示换刀点在工件坐标系XpYpZp中的坐标值； 2)如图2所示，通过与机床坐标系XYZ的相对位置建立工件坐标系XpYpZp，如有的数控系统用G54指令的X、Y、Z坐标表示工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值。 2.绝对坐标输入方式G90指令和增量坐标输入方式G91指令 指令格式:G90 G91
指令功能:设定坐标输入方式 指令说明: (1)G90指令建立绝对坐标输入方式，移动指令目标点的坐标值X、Y、Z表示刀具离开工件坐标系原点的距离； (2)G91指令建立增量坐标输入方式，移动指令目标点的坐标值X、Y、Z表示刀具离开当前点的坐标增量。 例题：如图3所示，刀具从A点快速移动至C点，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。 图3 使用绝对坐标与增量坐标方式编程 G92 X0 Y0 Z0 G91 G00 X15 Y-40 G92 X0 Y0 G00 X20 Y10 X40 Y20 绝对坐标编程： G92 X0 Y0 Z0 设工件坐标系原点，换刀点O与机床坐标系原点重合； G90 G00 X15 Y-40 刀具快速移动至Op点； G92 X0 Y0 重新设定工件坐标系，换刀点Op与工件坐标系原点重合； G00 X20 Y10 刀具快速移动至A点定位； X60 Y30 刀具从始点A快移至终点C。
空间直角坐标系与大地坐标系转换程序 #include
第1章绪论 1.1选题的背景和意义 在当今的社会发展和经济发展中，所得到的数据第一要满足较大比例地形图在测图过程中的需要，第二还要满足一般工程在建筑和设计中的需要。在工程施工放样的过程中要求控制网中两点所求的实际的长度和由坐标返算所得的长度的数量值是要相等的，如果是在采用国家坐标系所得到的结果在大多数情况下是不能满足上述要求的，原因是国家坐标系每个投影带都是按6°或者3°的间隔划分的，国家坐标系的参考椭球面是它的高程归化面，可是在实际的测量中，在平时的工程建筑所在的地区一般情况下是不会恰好落在投影带上或者相近位置的，它的位置与参考椭球面也存在着一些距离，这些因素将会导致长度和实际测得的长度不一致。 在《工程测量规范》(GBSOO26-93)中规定：平面控制网的坐标系统，应满足测区内高程归化改正和高斯投影变形改正之代数和(也就是即投影长度变形值)不大于2.5cm/km，也就意味着高程规划改正和高斯投影变形改正之代数和的相对误差要小于或者等于1/40000。当我们的实际测量时，工程所在地区的国家坐标系如果不能符合这一条件时，我们就要建立地方独立坐标系用来减少误差，从而将它们的误差控制在很小的范围内，最后使得到的结果在实际的操作时不需作任何换算。 1.2国内外研究现状 1.2.1国外的研究现状 地心坐标系的采用已经成为世界测绘发展的大趋势。北美、欧洲、澳大利亚等发达国家和地区相继建成了地心坐标系。美国早在1986年就做完了关于北美大地坐标系的NAD83的建立，对北美洲的三个国家等地区的20多万个点进行了测量，并且获得了其地心坐标。1984年建立了WGS-84；1996年作了进一步改进，标以WGS-84(G873)，历元为1997.0；WGS-84(G873)与ITRF2000的符合程度在5cm。EUREF的维持基于欧洲60多个永久观测站的站坐标时间序列，而SIRGAS的维持基于分布南美大陆以及周边两个岛屿上的若干个IGS站的速度场以及板块运动模型(这主要针对没有重复观测的框架点而言)，它的发展方向是基于南美大陆上的GPS永久观测站的速度场。
坐标系转换问题--WGS84坐标 BJ54 BJ80 2012-10-18 14:37 对于坐标系的转换，给很多GPS的使用者造成一些迷惑，尤其是对于刚刚接触的人，搞不明白到底是怎么一回事。我对坐标系的转换问题，也是一知半解，对于没学过测量专业的人来说，各种参数的搞来搞去实在让人迷糊。在我有限的理解范围内，我想在这里简单介绍一下，主要是抛砖引玉，希望能引出更多的高手来指点迷津。 我们常见的坐标转换问题，多数为WGS84转换成北京54或西安80坐标系。其中WGS84坐标系属于大地坐标，就是我们常说的经纬度坐标，而北京54或者西安80属于平面直角坐标。对于什么是大地坐标，什么是平面直角坐标，以及他们如何建立，我们可以另外讨论。这里不多啰嗦。 那么，为什么要做这样的坐标转换呢？ 因为GPS卫星星历是以WGS84坐标系为根据而建立的，我国目前应用的地形图却属于1954年北京坐标系或1980年国家大地坐标系；因为不同坐标系之间存在着平移和旋转关系（WGS84坐标系与我国应用的坐标系之间的误差约为80），所以在我国应用GPS进行绝对定位必须进行坐标转换，转换后的绝对定位精度可由80提高到5-10米。简单的来说，就一句话，减小误差，提高精度。 下面要说到的，才是我们要讨论的根本问题：如何在WGS84坐标系和北京54坐标系之间进行转换。 说到坐标系转换，还要罗嗦两句，就是上面提到过的椭球模型。我们都知道，地球是一个近似的椭球体。因此为了研究方便，科学家们根据各自的理论建立了不同的椭球模型来模拟地球的形状。而且我们刚才讨论了半天的各种坐标系也是建立在这些椭球基准之上的。比如北京54坐标系采用的就是克拉索夫斯基椭球模型。而对应于WGS84坐标系有一个WGS84椭球，其常数采用IUGG第17届大会大地测量常数的推荐值。WGS84椭球两个最常用的几何常数：长半轴：6378137±2(m)；扁率：1：298.257223563 之所以说到半长轴和扁率倒数是因为要在不同的坐标系之间转换，就需要转换不同的椭球基准。这就需要两个很重要的转换参数dA、dF。 dA的含义是两个椭球基准之间半长轴的差；dF的含义是两个椭球基准之间扁率倒数的差。在进行坐标转换时，这两个转换参数是固定的，这里，我们给出在进行84—〉54，84—〉80坐标转换时候的这两个参数如下： WGS84>北京54：DA:-108；DF:0.0000005 WGS84>西安80：DA: -3 ；DF: 0 椭球的基准转换过来了，那么由于建立椭球的原点还是不一致的，还需要在dXdYdZ这三个空间平移参量，来将两个不同的椭球原点重合，这样一来才能使两个坐标系的椭球完全转换过来。而由于各地的地理位置不同，所以在各个地方的这三个坐标轴平移参量也是不同的，因此需要用当地的已知点来计算这三个参数。具体的计算方法是： 第一步：搜集应用区域内GPS“B”级网三个以上网点WGS84坐标系B、L、H值及我国坐标系（BJ54或西安80）B、L、h、x值。（注：B、L、H分别为大地坐标系中的大地纬度、大地经度及大地高，h、x分别为大地坐标系中的高程及高程异常。各参数可以通过各省级测绘局或测绘院具有“A”级、“B”级网的单位获得。） 第二步：计算不同坐标系三维直角坐标值。计算公式如下： X=（N+H）cosBcosL Y=（N+H）cosBsinL Z=[N（1-e2）+H]sinB
坐标转换源代码--GPS定位程序(C++) GPS数据处理中为了满足不同的需要，处理的数据要进行坐标转换，得到在不同坐标系统下的结果，下面是笛卡尔坐标系，大地坐标系，站心地平坐标系（线型和极坐标形式）之间的转换源代码： 头文件： #ifndef _COORDCOVERT_H #define _COORDCOVERT_H #include "stdlib.h" //WGS-84椭球体参数 const double a=6378137.0;//长半轴 const double flattening=1/298.257223563;//扁率 const double delta=0.0000001; typedef struct tagCRDCARTESIAN{ double x; double y; double z; }CRDCARTESIAN; typedef CRDCARTESIAN *PCRDCARTESIAN;
//笛卡尔坐标系 typedef struct tagCRDGEODETIC{ double longitude; double latitude; double height; }CRDGEODETIC; typedef CRDGEODETIC *PCRDGEODETIC; //大地坐标系 typedef struct tagCRDTOPOCENTRIC{ double northing; double easting; double upping; }CRDTOPOCENTRIC; typedef CRDTOPOCENTRIC *PCRDTOPOCENTRIC; //站心地平坐标系（线坐标形式） typedef struct tagCRDTOPOCENTRICPOLAR{ double range;
R T K测量中独立坐标系的建立 RTK测量中独立坐标系的建立 摘要：介绍GPS-RTK测量中WGS-84大地坐标系与独立坐标系转换的方法及南方测绘工程之星数据处理中坐标转换的方法，同时结合工程实例予以验证。 关键词：GPS-RTK测量；WGS-84大地坐标系；独立坐标系；坐标转换 1 引言 在水利工程测量中，多数情况下工程所处位置地形复杂，交通不便，通视条件较差，采用以经纬仪、全站仪测量为代表的常规测量常常效率低下。随着GPS-RTK测量系统的使用，由于它具有观测速度快，定位精度高，经济效益高等特点，现在我院多数水利工程测量都是采用RTK测量技术来完成。对于GPS-RTK系统来说，由于它采用的是WGS-84固心坐标系，而在实际工程应用中，由于顾及长度变形、高程异常等影响而采用独立坐标系，这就需要将RTK测量采集的数据在两坐标系中进行转换。 2 国家坐标系及独立坐标系的建立 2.1 国家坐标系的建立 在我国，由于历史原因先后采用不同的参考椭球体和大地起算数据而形成多个国家坐标系，主要国家坐标系有1954北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家坐标系和WGS-84坐标系。前两个是参心坐标系，后两个是固心坐标系。由于他们采用不同的椭球体参数，所以地面上同一个点在不同的坐标系中有不同的坐标值。 国家坐标系的主要作用是在全国建立一个统一的平面和高程基准，为发展国民经济、空间技术及国防建设提供技术支撑，也为防灾、减灾、环境监测及当代地球科学研究提供基础资料。 2.2 独立坐标系的建立
在工程应用中，由于起算数据收集困难、测区远离中央子午线及满足特殊要求等诸多原因，如在水利工程测量中，常要测定或放样水工建筑物的精确位置，要计算料场的土石方贮量和水库的库容。规范要求投影长度变形不大于一定的值（如《工程测量规范》为2.5cm/km,《水利水电工程测量规范（规范设计阶段）》为5.0cm/km）。如果采用国家坐标系统在许多情况下（如高海拔地区、离中央子午线较远地方等）不能满足这一要求，这就要求建立地方独立坐标系。 在常规测量中，这种独立坐标系只是一种高斯平面直角坐标系，而在采用GPS-RTK采集数据时，独立坐标系就是一种不同于国家坐标系的参心坐标系。 跟国家坐标系一样，建立独立坐标要确定的主要元素有：坐标系的起算数据、中央子午线、参考椭球体参数及投影面高程等。对于起算数据，可以采用国家坐标系的坐标和方位角或任意假设坐标和方位角。在RTK测量中，我们常采用基线的某一端点的单点定位解作为起点，然后以另一点定向，用测距仪测出基线边长，经改正后算出基线端点的坐标；中央子午线常采用测区中央的子午线；投影面常采用测区的平均高程面。参考椭球体一般是基于原来的参考椭球体做某种改动，使改变后的参考椭球面与投影面拟合最好，投影变形可以减到最小，也便于与国家坐标系统进行换算。 3 坐标系的转换 GPS-RTK接收机采集的坐标数据是基于WGS-84椭球下的大地坐标，而我们经常使用的独立坐标系是基于某种局部椭球体下的平面直角坐标，这两种坐标是不同坐标基准下的两种表现形式。利用WGS-84下的大地坐标来推求独立坐标系中的平面直角坐标，必然要求得两坐标系之间转换参数。求取转换参数的基本思路是利用两坐标系中必要个数的公共点，根据相应的椭球参数及中央子午线采用最小二乘法严密平差解算转换参数，具体操作是由转换模型把不同坐标基准下的坐标转换为同基准下的不同坐标形式，再进行同基准下不同坐标形式的转换，从而得到所要的独立坐标系中的平面直角坐标。转换的难点是WGS-84椭球与独立坐标系局部椭球的变换。 3.1 常用的坐标转换方法
文章名称：三坐标测量中建立零件坐标系的方法要在零件上建立三轴垂直的一个坐标系，测量仪软件首先利用面元素确定第一轴，因为面元素的方向矢量始终是垂直于该平面的，当我们利用投影到该平面上的一条线来建立第二轴时，第一轴和第二轴就保证绝对是垂直的，至于第三轴就不用你再建了，由软件自动生成垂直于前两轴的第三轴。这样测量机软件就建立了互相垂直的、符合直角坐标系原理的零件坐标系。 那么在软件内部是如何进行操作的呢？ 软件内部已经准备好了各种建立零件坐标系的数据结构，它们的初始值是与“机器坐标系”一致的。当我们要利用3－2－1方法建立零件坐标系时，首先测量面元素（假如是X、Y平面），这时面的法向矢量（我们要作Z轴）与机器坐标系有两个空间夹角（零件肯定不会与机器坐标系完全一致），即与X轴有a角，与Y轴有b角。 2.当我们指定该面元素建立零件坐标系第一轴后（建立Z轴），软件就会让1号坐标系的数据结构首先绕X轴旋转b角度，然后再绕Y 轴旋转a角度，使两者重合。1号坐标系Z零点坐标平移到该平面特征点的Z值。; 3.当我们采用线元素，确定第二轴时，1号坐标系绕Z轴旋转，使指定轴（假如是X轴）与该线重合。1号坐标系的Y零点平移到这条线特征点的Y值。 .这时只有X轴的零点没有着落，最后一点就是为X轴而设的。 5.零件坐标系的零点如果没有特殊指定，就是按照以上设置的，
往往我们还要根据图纸要求，将零件坐标系的零点平移到指定点元素上。 要说明的是，建立零件坐标系第一轴可以是任意轴，确定了平面就指定了轴，如：－X、＋Y、－Z等。! 建立第一轴的元素不一定非是平面，也可以是圆柱轴线、圆锥轴线或构造线（软件不同可能有差别）。只要你指定了第一轴，实际就指定了相应的工作平面。指定了X轴，实际也就确定了与其垂直的YZ平面。 指定轴或工作平面的原则，一般是根据零件图纸要求，或使零件坐标系与机器坐标系接近，避免误会。 建立坐标系不一定必须是3－2－1。比如徊转体零件，只要用平面找正第一轴，再确定中心点为零点，就完全可以了。" 建立零件坐标系的各轴的顺序是不能颠倒的，第一轴一定是图纸上的第一基准，第二轴是第二基准，千万不能颠倒。 至于怎样建立坐标系准确，与测量机测量元素的要求是一致的，关键是了解图纸的基准要求，再选择准确的建立坐标系的方法。
工程施工过程中，常常会遇到不同坐标系统间，坐标转换的问题。目前国内常见的转换有以下几种：1，大地坐标（BLH）对平面直角坐标（XYZ）；2，北京54全国80及WGS84坐标系的相互转换；3，任意两空间坐标系的转换。其中第2类可归入第三类中。所谓坐标转换的过程就是转换参数的求解过程。常用的方法有三参数法、四参数法和七参数法。以下对上述三种情况作详细描述如下： 1，大地坐标（BLH）对平面直角坐标（XYZ） 常规的转换应先确定转换参数，即椭球参数、分带标准（3度，6度）和中央子午线的经度。椭球参数就是指平面直角坐标系采用什么样的椭球基准，对应有不同的长短轴及扁率。一般的工程中3度带应用较为广泛。对于中央子午线的确定有两种方法，一是取平面直角坐标系中Y坐标的前两位*3，即可得到对应的中央子午线的经度。如x=3250212m，y=395121123m，则中央子午线的经度=39*3=117度。另一种方法是根据大地坐标经度，如果经度是在155.5~185.5度之间，那么对应的中央子午线的经度=（155.5+185.5）/2=117度，其他情况可以据此3度类推。 另外一些工程采用自身特殊的分带标准，则对应的参数确定不在上述之列。 确定参数之后，可以用软件进行转换，以下提供坐标转换的程序下载。 2，北京54全国80及WGS84坐标系的相互转换 这三个坐标系统是当前国内较为常用的，它们均采用不同的椭球基准。 其中北京54坐标系，属三心坐标系，大地原点在苏联的普而科沃，长轴6378245m，短轴6356863，扁率1/298.3；西安80坐标系，属三心坐标系，大地原点在陕西省径阳县永乐镇，长轴6378140m，短轴6356755，扁率1/298.25722101；WGS84坐标系，长轴6378137.000m，短轴6356752.314，扁率1/298.257223563。由于采用的椭球基准不一样，并且由于投影的局限性，使的全国各地并不存在一至的转换参数。对于这种转换由于量较大，有条件的话，一般都采用GPS联测已知点，应用GPS软件自动完成坐标的转换。当然若条件不许可，且有足够的重合点，也可以进行人工解算。详细方法见第三类。 3，任意两空间坐标系的转换 由于测量坐标系和施工坐标系采用不同的标准，要进行精确转换，必须知道至少3个重合点（即为在两坐标系中坐标均为已知的点。采用布尔莎模型进行求解。布尔莎公式: 对该公式进行变换等价得到： 解算这七个参数，至少要用到三个已知点（2个坐标系统的坐标都知道），采用间接平差模型进行解算： 其中：V 为残差矩阵; X 为未知七参数; A 为系数矩阵; 解之：L 为闭合差 解得七参数后，利用布尔莎公式就可以进行未知点的坐标转换了，每输入一组坐标值，就能求出它在新坐标系中的坐标。但是要想GPS观测成果用于工程或者测绘，还需要将地方直
地方独立坐标系的建立 2006年第2期地方独立坐标系的建立43 地方独立坐标系的建立 张胜利 (水利部陕西水利电力勘测设计研究院测绘总队陕西西安710002) 摘要坐标系统是所有测量工作的基础,它影响到测量成果的正确性和可靠性,对 于不同的测量工作选择恰当的独立坐标系能保证工程项目顺利实施.本文介绍了建 立独立坐标系的几种方法,并对其优缺点进行分析. 关键词独立坐标系;高斯投影;抵偿高程面;高程归化面 1引言 在工程建设地区布设测量控制网时,其成果不仅要满足大比例尺地形图测图的需要,还要 满足一般工程放样的需要.施工放样时要求控制网中两点的实测长度与由坐标返算的长度应 尽可能相符,而采用国家坐标系其坐标成果大多数情况下是无法满足这些要求的,这是因为国 家坐标系每个投影带都是按一定间隔(6.或3.)划分,其高程归化面为参考椭球面,工程建设所
在地区不可能正好落在国家坐标系某一投影带中央附近,其地面位置也与参考椭球面有一定 距离,这两项将产生高程归化改正和高斯投影变形改正,经过这两项改正后的长度不可能与实 测长度相等. 《工程测量规范》(GB5oo26--93)规定:平面控制网的坐标系统,应满足测区内高程归化改 正和高斯投影变形改正之代数和(即投影长度变形值)不大于2.5cm/km,即相对误差小于1/4 万.当测区的国家坐标系不能满足这一规定时,就要建立地方独立坐标系以减小投影长度变 形产生的影响,将它们的影响控制在微小的范围内,使计算出的长度在实际利用时不需作任何 改算. 2高程归化改正与高斯投影变形改化的计算 地面观测边长的归算可分为高程归化和高斯投影长度改化,其计算公式如下: (1)地面观测边长归算到参考椭球面上的长度归算公式 S—D十,:一—DH=(1) 式中:S——归化到参考椭球圆上的长度; D——地面上的观测长度; ——
同步视频教程：投影转换(转CGCS2000) 视频教程：如何选择中央子午线或者分度带 注意：投影转换成cgcs2000坐标系需要下载无偏移卫星图像进行转换，有偏移的转换将导致转换后的卫星图像扭曲，坐标错误，无法配准。 第一步：选择无偏移地图源，下载你所需要的卫星图像。 第二步：选择BIGEMAP软件右边工具栏，选择【投影转换】，如下图所示： 2.1 选择说明： 1. 源文件：选择下载好的卫星图像文件（下载目录中后缀为tiff的文件） 2. 源坐标系：打开的源文件的投影坐标系（自动读取，不需要手动填写） 3. 输出文件：选择转换后你要保持文件的文件路径和文件名 4. 目标坐标系：选择你要转换成的目标坐标系，如下图： 选择上图的更多，如下图所示：
1：选择 -CGCS2000 2：选择地区3：选择分度带对应的带号（一般默认，也可以手动修改）选择对应的分度带或者中央子午线（请参看：如何选择分度带？），点击【确定】 5. 重采样算法：投影转换需要将影像的像素重新排列，一次每种算法的效率不一样，一般选择【立方卷积采样】，以达到最好的效果。如下图：
6. 指定变换参数：在不知道的情况下，可以不用填此处信息，如果√上，则如下图： 此参数为【三参数】或者【七参数】，均为国家保密参数，需要到当地的测绘部门或者国土部门，以单位名义签保密协议进行购买，此参数各地都不一样，是严格保密的，请不要随便流通。 第三步：点击【确定】，开始转换，如下图：
第四步：完成后，打开你刚才选择的输出文件夹，里面就是转换后的卫星图像。 第五步：如果你需要套合你手里已经有的矢量文件，请参看：【BIGEMAP无偏移影像叠加配准】
位置数据、工具及工件坐标系设置 一、实训目的 1、学会创建机器人工作的目标点； 2、学会创建工具坐标系和工件坐标系； 3、掌握工具坐标的四点法的设置及检验方法； 4、掌握工件坐标系的设定方法步骤。 二、实训内容和步骤 （一）、位置数据 在下图中，属于机器人工作目标点的是： 程序数据数据类型数据类型说明 p10 v1000 z50 tool0 在ABB工业机器人系统中，可以通过两种不同的方式来建立机器人的程序数据。一种是直接在示教器中的程序数据画面中建立程序数据，另一种是在建立添加程序指令时，同时自动生成对应的程序数据。机器人在工作前，首先要有目标点，告诉机器人向什么方向移动，移动到什么位置点上才能进行下一步的动作，否则机器人没有目标是没有办法进行工作的。 机器人的目标点数据是怎么来创建的，写出具体的步骤？ . . . . （二）、工具坐标系设置tooldata 问题一、TCP的设定原理是什么？ . . 问题二、在设定机器人的工具TCP点时，设定的方法是什么？有哪几种不同的取点方法，各有什么区别？ . . 小组： 姓名：
1.检查你所操作的设备是否配有TCP基准并将该基准摆放到机器人的工作空间内，如果没有请告知指导老师; 注意:设置TCP的过程中，不允许移动基准; 2.根据当前机器人所安装的夹具，确定设置工具坐标系的方法为： 3.开机，选择正确的操作方式 4.根据步骤2所确定的方法设置工具坐标系，并命名为tool1; 5.请填写最后实际计算生成的结果: 方法：；平均误差：；最小误差：； （三）、工件坐标系设置 工件坐标对应工件，它定义工件相对于大地坐标系(或其它坐标系)的位置，机器人可以拥有若干工件坐标系，或者表示不同工件，或者表示同一工件在不同位置的若干副本。 在工作对象的平面上，只需要定义三个点，就可以建立一个工件坐标：如图所示。 1）X1点确定工件坐标的原点； 2）X1、X2确定工件坐标X正方向； 3）Y1确定工件坐标Y正方向。 工件坐标等符合右手定则。 工件坐标数据是怎样来设定的，写出具体的设定步骤。 . . . 1.检查你所操作的设备是否配有工件基准并将该基准摆放到机器人的工作空间内，如果没有请告知指导老师; 注意：设置工件坐标系的过程中，不允许移动基准；同时将工具坐标设为前面设置的工具坐标系； 2.根据当前机器人所安装的夹具和工件，确定设置工件坐标系的方法为： 3.开机，选择正确的操作方式 4.根据步骤2所确定的方法设置工件坐标系，并命名为wobj1; 5.请填写最后实际计算生成的结果: x：；y：；z：；
1.2大地测量学的作用 ?大地测量学是一切测绘科学技术的基础，在国民经济建设和社会发展中发挥着决定性的基础保证作用。 ?大地测量学在防灾，减灾，救灾及环境监测、评价与保护中发挥着特殊作用。 ?大地测量是发展空间技术和国防建设的重要保障。 ?在地球科学中的地位。 2.3.3 地方独立坐标系 在城市测量和工程测量中，若直接在国家坐标系中建立控制网，有时会使地面长度的投影变形较大，难以满足实际或工程上的需要。为此，往往需要建立地方独立坐标系。 在常规测量中，这种地方独立坐标系一般只是一种高斯平面坐标系，也可以说是一种不同于国家坐标系的参心坐标系[7]。 建立地方独立坐标系，就是要确立坐标系的一些有关的元素，并根据这些元素和地面观测值求定各点在该坐标系中的坐标值。 (1)独立坐标系的中央子午线： 确定地方独立坐标系的中央子午线一般有三种情况： ①尽量取国家坐标系三度带的中央子午线作为它的中央子午线； ②当测区离三度带中央子午线较远时，应取过测区中心的经线或取过某个起算点的经线作为中央子午线； ③若已有的地方独立坐标系没有明确给定中央子午线，则应该根据实际情况进行分析，找出该地方独立坐标系的中央子午线。 (2)起算点坐标[8]： 一般有以下几种情况： ①以某些在国家坐标系中的坐标为起算点坐标，如果中央子午线不同，可以通过 换带计算求得； 参数名称数值 地球椭球扁率f = 1/ 298.257 赤道上的正常重力= 978.032 ×10?2ms? 2 e γ 极点的正常重力= 983.212×10?2ms ?2 p γ 正常重力公式中的系数0.005302, 0.0000058 1 β= β= ? 正常椭球面上的重力位2 20 U = 62636830m s ? 2 地球椭球与坐标系之基本理论 ②直接以某些点在国家坐标系中的坐标为任意带独立坐标系中的起算点坐标； ③将起算点坐标取为某个特定值。例如取为：xk= 0，yk=0。 (3)坐标方位角： ①以两个点在国家坐标系中的坐标方位角为起始方位角；当采用任意带时，一般 是先将这两个点的坐标通过换带计算求得它们的任意带的坐标值，然后反算得到起算方位角； ②测定两点的天文方位角作起算方位角；
工件坐标系的确定 1. 机床坐标系 为了保证数控机床的运动、操作及程序编制的一致性，数控标准统一规定了机床坐标系和运动方向，编程时采用统一的标准坐标系。 (1) 坐标系建立的基本原则 1) 坐标系采用笛卡儿直角坐标系，右手法则。如图11-2所示，基本坐标轴为X 、Y 、Z 直角坐标，相应于各坐标轴的旋转坐标分别记为A 、B 、C 。 2) 采用假设工件固定不 动，刀具相对工件移动的原则。 由于机床的结构不同，有的是 刀具运动，工件固定不动；有 的是工件运动，刀具固定不动。 为编程方便，一律规定工件固 定，刀具运动。 3) 采用使刀具与工件之间距离增大的方向为该坐标轴的正方向，反之则为负方向。即取刀具远离工件的方向为正方向。旋转坐标轴A 、B 、C 的正方向确定如图11-2所示，按右手螺旋法则确定。 (2) 各坐标轴的确定 确定机床坐标轴时，一般先确定Z 轴，然后确定X 轴和Y 轴。 Z 轴：一般以传递切削力的主轴定为Z 坐标轴，如果机床有一系列主轴，则选尽可能垂直于工件装夹面的主要轴为Z 轴。Z 轴的正方向为从工件到刀具夹持的方向。 X 轴：为水平的、平行于工件装夹平面的轴。对于刀具旋转的机床，若Z 轴为水平时，由刀具主轴的后端向工件看，X 轴正方向指向右方；若Z 轴为垂直时，由主轴向立柱看，X 轴正方向指向右方。对无主轴的机床(如刨床)，X 轴正方向平行于切削方向。 Y 轴：垂直于X 及Z 轴，按右手法则确定其正方向。 (3) 机床坐标系的原点 机床坐标系的原点也称机械原点、参考点或零点，这个原点是机床上固有的点，机床一经设计和制造出来，机械原点就已经被确定下来。机床启动时，通常要进行机动或手动回零，就是回到机械原点。数控机床的机械原点一般在直线坐标或旋转坐标回到正向的极限位置。 2. 工件坐标系(编程坐标系)
浅谈2000国家大地坐标系向地方独立坐标系的转换 摘要：大约在十年前，我国的国家级和省级的基础地理信息数据已经初步通过2000国家大地坐标系，然而通过国家坐标系统，在一些离中央子午线较远或者海拔较高的地区无法达到相关要求，这就需要将地方独立坐标系建立起来。本文对2000国家大地坐标系向地方独立坐标系的转化进行分析和研究，以供参考。 关键词：2000国家大地坐标系；地方独立坐标系；转换 1 2000国家大地坐标系与地方独立坐标系的建立 1.1 2000国家大地坐标系的建立 2000国家大地坐标系是全球地心坐标系在我国进行实践的具体体现，其原点 主要是大地和海洋的质量中心，z轴是根据相关规定协议地级方向，x轴表示的是相关规定当中定义的协议赤道和子午面的交点，y轴是依照右手坐标系而建立起 来的，通过2000国家大地坐标系能够加强定位系统的精确性，广泛应用于各个 领域。 1.2地方独立坐标系的建立 在工程测量及城市测绘过程中如果通过国家坐标系来进行控制网的建设，往 往会出现地面长度投影变形量较大等问题，无法达到工程的实际操作需求，所以 一定要建立起与实际情况相适应的地方独立坐标系。地方独立坐标系的建立，主 要是为了让高程归化和投影形变的情况造成的误差缩小，通过地方独立坐标系的 建设可以保证达到所需要的精度，不会由于精度无法达到要求，而对工程建设产 生影响。 2 2000国家大地坐标系与地方独立坐标系转换的理论基础 某市在建设的过程中选取四参数转换模型，对坐标转换参数进行控制，把2000国家大地坐标系的成果向地方独立坐标系的成果进行转化。 2.1重合点选取 在坐标系选用的过程中，两个坐标系都有坐标成果控制点，在选择的过程中，主要原则是覆盖整个转换区域，要求精度较高，而且具有较高的等级，分布均匀。 2.2转换参数计算 首先通过转换模型和重合点的选择，对转换参数进行计算，将残差大于三倍 的误差重合点剔除，对坐标转换参数进行重新计算，直到符合精度要求为止，通 过最小二乘法来对参数进行计算。 2.3精度评定 坐标转换精度一般通过外符合精度来进行评定，根据计算参数转换参数的重 合点残差中误差来对坐标转换精度进行评估，如果残差小于三倍，那么其定位精 度符合要求，在计算的过程中，外部的检核点的误差公式为 3转换方法 坐标转换模型需要与地方控制点和城市数字地图的转化相结合，通常条件下 通过平面四参数模型进行转换，如果重合点比较多，可以通过多元回归模型来进 行控制，如果数字地图和相对独立的平面坐标系统控制点都是三维地心坐标的时候，可以通过Bursa七参数转换模型进行转换。在转换的过程中，需要控制误差 不超过0.05米，并且需要对重合点的选取原则进行明确，首先需要对地方控制点 的高精度控制点和计算点进行择优选择，在一般情况下，在大中城市至少需要保 证使用五个重合点，这些重合点需要均匀的分布，包含在城市的各个区域当中，
零件坐标系 在精确的测量中，正确地建坐标系，与具有精确的测量机，校验好的测头一样重要。由于我们的工件图纸都是有设计基准的，所有尺寸都是与设计基准相关的，要得到一个正确的检测报告，就必须建立零件坐标系，同时，在批量工件的检测过程中，只需建立好零件坐标系即可运行程序，从而更快捷有效。 机器坐标系MCS与零件坐标系PCS： 在未建立零件坐标系前，所采集的每一个特征元素的坐标值都是在机器坐标系下。通过一系列计算，将机器坐标系下的数值转化为相对于工件检测基准的过程称为建立零件坐标系。 PCDMIS建立零件坐标系提供了两种方法：“3-2-1”法、迭代法。 一、坐标系的分类： 1、第一种分类：机器坐标系：表示符号STARTIUP（启动） 零件坐标系：表示符号A0、A1… 2、第二种分类：直角坐标系：应用坐标符号X、Y、Z 极坐标系：应用坐标符号A（极角） R（极径） H（深度值即Z值） 二、建立坐标系的原则： 1、遵循原则：右手螺旋法则 右手螺旋法则：拇指指向绕着的轴的正方向，顺着四指旋转的方向角度为正，反之为负。 2、采集特征元素时，要注意保证最大范围包容所测元素并均匀分布； 三、建立坐标系的方法： (一)、常规建立坐标系（3-2-1法） 应用场合：主要应用于PCS的原点在工件本身、机器的行程范围内能找到的工件，是一种通用方法。又称之为“面、线、点”法。 建立坐标系有三步： 1、找正，确定第一轴向，使用平面的法相矢量方向
2、旋转到轴线，确定第二轴向 3、平移，确定三个轴向的零点。 适用范围： ①没有CAD模型，根据图纸设计基准建立零件坐标系 ②有CAD模型，建立和CAD模型完全相同的坐标系，需点击CAD=PART，使模型和零件实际摆放位置重合 第一步：在零件上建立和CAD模型完全相同的坐标系 第二步：点击CAD=PART，使模型和零件实际摆放位置重合 建立步骤： ●首先应用手动方式测量建立坐标系所需的 元素 ●选择“插入”主菜单---选择“坐标系”--- 进入“新建坐标系”对话框 ●选择特征元素如：平面PLN1用面的法矢方 向作为第一轴的方向如Z正，点击“找平”。 ●选择特征元素如：线LIN1用线的方向作为 坐标系的第二个轴向如X正，点击“旋转”。 ●选择特征元素如： 点PNT6，用点的X坐标分量作为坐标系的 X方向的零点，然后点击原点。 线LIN1，用线的Y坐标分量作为坐标系的Y方向的零点，然后点击原点。 平面PLN1，用面的Z坐标分量作为坐标系的Z方向的零点，然后点击原 点。 上述步骤完成后，如果有CAD模型，需要执行CAD=工件，使模型和零件实际摆放位置重合●最后，按“确定”按钮，即完成零件坐标系的建立。 ●验证坐标系 原点-------将测头移动到PCS的原点处，查看PCDMIS界面右下角“X、Y、Z”（或者打开侧头读出窗口：CTRL+W）三轴坐标值，若三轴坐标值近似为零，则证 明原点正确；
大地坐标（BLH） 平面直角坐标（XYZ） 四参数：X 平移、Y 平移、旋转角和比例 七参数：X平移，Y平移，Z 平移，X 轴旋转，Y 轴旋转，Z 轴旋转，缩放比例（尺度比） GPS控制网是由相对定位所求的的基线向量而构成的空间基线基线向量网，在GPS控制网的平差中，是以基线向量及协方差为基本观测量。 图3-1表示为HDS2003数据处理软件进行网平差的基本步骤，从图中可以看到，网平差实际上可以分为三个过程： l、前期的准备工作，这部分是用户进行的。即在网平差之前，需要进行坐标系的设置、并输入已知点的经纬度、平面坐标、高程等。 2、网平差的实际进行，这部分是软件自动完成的； 3、对处理结果的质量分析与控制，这部分也是需要用户分析处理的过程。 图3-1 平差过程 坐标系选择 针对不同的平差，要相应选择不同的坐标系，是否输入相应信息。在笔者接触过的项目中，平差时先通过三维无约束平差后，再进行二维约束平差。由于先进行的时三维无约束平差，是在WGS84坐标系统下进行的。 首先更改项目的坐标系统。在菜单“项目”->“坐标系统”或在工具栏“坐标系统”，则弹出“坐标
系统”对话框，选择WGS-84坐标。 图3-2 坐标系统 这里注意的是，在“投影”下见图，中央子午线是114°。很多情况下这里需要进行修改。 图3-3 WGS84投影 软件中自带的“中国-WGS 84”是允许修改的，我们换种方法：就是新建一个坐标文件，其他参数都和“中国-WGS84”一致，仅仅将中央子午线修改下。 在上图中，点击“新建”，得到“COORD GM”对话框，在“文件”->“新建”，如图
图3-4 新建坐标系统 然后在“设置”->“地图投影”，直接修改中央子午线，这里以81°为例，点击确定后，返回“COORD GM”对话框。 图3-5 投影设置 将输入源坐标和输入目标坐标的椭球，均改为WGS84。在“文件”->“保存”，输入名称和国家（中国），退出操作。
FANUC系统确定工件坐标系有三种方法 第一种是： 通过对刀将刀偏值写入参数从而获得工件坐标系。这种方法操作简单，可靠性好，他通过刀偏与机械坐标系紧密的联系在一起，只要不断电、不改变刀偏值，工件坐标系就会存在且不会变，即使断电，重启后回参考点，工件坐标系还在原来的位置。 第二种是： 用G50设定坐标系，对刀后将刀移动到G50设定的位置才能加工。对到时先对基准刀，其他刀的刀偏都是相对于基准刀的。 第三种方法是: MDI参数，运用G54~G59可以设定六个坐标系，这种坐标系是相对于参考点不变的，与刀具无关。这种方法适用于批量生产且工件在卡盘上有固定装夹位置的加工。 航天数控系统的工件坐标系建立是通过G92 Xa zb (类似于FANUC的G50)语句设定刀具当前所在位置的坐标值来确定。加工前需要先对刀，对到实现对的是基准刀，对刀后将显示坐标清零，对其他刀时将显示的坐标值写入相应刀补参数。然后测量出对刀直径Фd，将刀移动到坐标显示X=a-d Z=b 的位置，就可以运行程序了(此种方法的编程坐标系原点在工件右端面中心)。在加工过程中按复位或急停健，可以再回到设定的G92 起点继续加工。但如果出意外如：X或Z轴无伺服、跟踪出错、断电等情况发生，系统只能重启，重其后设定的工件坐标系将消失，需要重新对刀。如果是批量生产，加工完一件后回G92起点继续加工下一件，在操作过程中稍有失误，就可能修改工件坐标系，需重新对刀。鉴于这种情况，我们就想办法将工件坐标系固定在机床上。我们发现机床的刀补值有16个，可以利用，于是我们试验了几种方法。 第一种方法：在对基准刀时，将显示的参考点偏差值写入9号刀补，将对刀直径的反数写入8号刀补的X值。系统重启后，将刀具移动到参考点，通过运行一个程序来使刀具回到工件G92起点，程序如下： N001 G92 X0 Z0; N002 G00 T19; N003 G92 X0 Z0; N004 G00 X100 Z100; N005 G00 T18; N006 G92 X100 Z100; N007 M30; 程序运行到第四句还正常，运行第五句时，刀具应该向X的负向移动，但却异常的向X、Z 的正向移动，结果失败。分析原因怀疑是同一程序调一个刀位的两个刀补所至。 第二种方法：在对基准刀时，将显示的与参考点偏差的Z值写入9号刀补的Z值，将显示的X值与对刀直径的反数之和写入9好刀补的X值。系统重启后，将刀具移至参考点，运行如下程序：