ワーク座標系・とは?初心者でもわかる基本ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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ワーク座標系・とは?初心者でもわかる基本ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説!
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高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


ワーク座標系とは何か

ワーク座標系は加工物を基準にして座標を決める方法です。部品の実際の位置関係に合わせて原点を設定するため、設計図と加工をずれなく結びつけられます。ワーク座標系は加工現場でとても大切な考え方であり 機械座標系世界座標系と併せて使います。

まず覚えてほしいのは三つの座標系の違いです。世界座標系は現実世界の基準点を使う座標系、機械座標系は機械そのものの原点を基準とする座標系、そしてワーク座標系は加工中の部品に合わせて一時的に定義される座標系です。これにより同じCADデータでもWCSを変えるだけで別の部品に対して同じプログラムを流せます。

WCSの設定のイメージ

現場では部品をマシンに取り付けた瞬間に原点を決めます。原点は加工のスタート地点であり、工具の動きの起点になります。多くの機械には複数のワーク座標系が用意されておりそれぞれ異なる原点を設定できます。こうして 原点の設定 を変えるだけで別の部品や別の加工順序にも対応可能です。

例えば部品の左下を原点とするWCSを作るときはこの新しい原点を基準に切削指示を作成します。ワーク座標系を使うと加工プログラムの柔軟性が高まり部品が変わっても再作成の手間が減ります。

座標系説明
世界座標系現実世界の基準点を基準にする座標系部品の固定位置を世界の原点とする
機械座標系機械の内部原点を基準とする座標系機械のホーム位置から移動
ワーク座標系加工する部品に合わせて設定する座標系部品の左下を原点に設定

実務の流れの例として三段階を押さえると理解しやすいです。 CADで部品を設計CAMでWCSを設定して切削プログラムを作成します。その後は検査と調整を繰り返して部品の寸法を確認します。

このような作業の中でワーク座標系の考え方を身につけると初心者でも現場の加工がスムーズになります。


ワーク座標系の同意語

部品座標系
部品(ワーク)を基準とする座標系。加工手順で部品の位置・姿勢を表現する際に用いられる。
工件座標系
工件を基準にした座標系。工具の動作指示を工件の特徴点から解釈する際に用いられる。
作業座標系
作業を前提とした座標系。しばしば機械座標系と工件座標系の中間的な参照点として使われる。
部品基準座標系
部品を基準とする座標系。加工計画の基準点として設定され、座標変換の出発点になる。
工件基準座標系
工件を基準とする座標系。部品の位置決めや検査の基準点として用いられる。
ワーク基準座標系
ワーク(工件)を基準にする座標系。加工指示をこの座標系で解釈する際の基準点になる。

ワーク座標系の対義語・反対語

機械座標系
ワーク座標系の対となる概念で、機械の原点を基準とした座標系。X・Y・Zの値は機械の基準点から測定され、工具の移動はこの座標系を前提に制御されます。
世界座標系
グローバルな基準座標系。複数の作業位置を統一して参照するための共通フレームとして使われることがあり、ワーク座標系とは別の大域的な参照系として扱われます。
絶対座標系
座標値が固定の原点から常に同じ基準で表される座標系。ワーク座標系のオフセット状態と対比して語られることが多いです。
相対座標系
現在位置や別の座標系を原点として座標値を定義する座標系。ワーク座標系が持つオフセットと対になる場合に使われる表現です。
部品座標系
部品(ワーク)を基準とする座標系。文脈によってはワーク座標系と同義で使われることがあり、対義として挙げられることもあります。

ワーク座標系の共起語

原点
ワーク座標系の基準となる点で、X/Y/Zの0座標が設定される位置。加工の起点として使われる。
基準点
WCSを定義する際の参照点。原点とは異なる場合もあり、別の点を基準にして座標系を決めることがある。
世界座標系
世界全体で共通に用いられる基本座標系。機械全体の参照基準となることが多い。
機械座標系
機械本体が持つ座標系で、内部の原点を起点として座標が表される。WCSはこの座標系を基準に設定されることが多い。
ワーク座標系
加工対象のワークを基準に定める座標系。G54系などの識別子で複数設定できる。
WCS
Work Coordinate Systemの略。加工するワークに対する相対座標系の総称。
WCS番号(G54-G59)
Gコードで複数のワーク座標系を切り替えるための識別番号。G54が最初のWCS、G55以降が追加のWCS。
G53
機械座標系を一時的に用いる指定。WCSとは別の参照系として使うことがある。
原点復帰
機械を基準位置へ戻す操作。WCS設定とは別個に行われることが多いが、加工の再開前に原点を整える役割がある。
原点補正
測定誤差や取り付けのズレを補正して、WCSの原点と実物の位置を揃える作業。
基準面
WCSを定義する際の基準となる平面。ワークの一面や基準面を合わせて座標系を決定する。
座標系
X/Y/Z軸を使って位置を表す枠組みの総称。WCSはこの座標系の一種。
座標変換
ある座標系の点を別の座標系へ写像する操作。回転・平行移動・スケーリングを含む場合もある。
変換行列
座標変換を数式で表す行列。3Dでは4x4行列などが使われ、座標の回転・移動を一括で表現する。
2D座標系
XとYだけを使う平面上の座標系。図面の平面設計や2軸加工でよく使われる。
3D座標系
X・Y・Zの三軸を使う空間の座標系。3D加工・立体設計で基本となる。
ローカル座標
局所的に定義される座標系で、特定の部位や治具付けの座標系として使われることがある。
単位
座標の長さを示す測定単位。WCSではミリメートル(mm)またはインチ(inch)が使われることが多い。
ワークピース
加工対象の部品や材料。WCSはこのワークを基準に座標を表す基準点を定義する。
回転
座標系自体を回転させて新しい姿勢の座標系を作る操作。角度を指定して行う。
移動
座標系の原点を平行移動して、別のWCSを定義する操作。
参照点
WCSを決定する際の目印となる点。現場でのセットアップ時に重要。
キャリブレーション
座標系の位置合わせを正確に行うための測定・調整作業。

ワーク座標系の関連用語

ワーク座標系
加工対象のワークを基準とする局所的な座標系。X/Y/Zの基準点を原点として、工具の動作指示はこの座標系で行われることが多い。
機械座標系
CNC機械自体の基準となる座標系。ホーム位置を起点とし、機械全体の絶対座標として機能する。
世界座標系/グローバル座標系
広義の座標系。機械座標系やワーク座標系を含む、システム全体で共通に用いられる座標系の考え方。
部品座標系/部品原点
加工する部品の原点を基準とした座標系。複数の部品を連続加工する際に利用されることが多い。
座標系の原点
X/Y/Zの0点。どの座標系を選ぶかによって、以降の座標値の基準点が決まる。
原点設定/原点合わせ
ワーク座標系や部品座標系の原点を、実測点やリファレンス点に合わせて設定する作業。
リファレンス点/参照点
原点を決定する際の基準となる点。測定機器の基準点として用いられることが多い。
座標系オフセット
X/Y/Z方向に与える補正量。G54等のワーク座標系オフセットとして使われることが多い。
G54〜G59(ワーク座標系番号)
複数のワーク座標系を使い分けるための番号。G54は座標系1、G55は座標系2、…として設定する。
G53(機械座標系指示)
機械座標系を一時的に使用する指示。絶対座標系として機械原点を基準に動作させる。
ツール座標系
工具先端の座標系。ワーク座標系とは別に定義され、工具長補正や工具径補正と関連する。
工具長補正/Tool Length Compensation
工具の長さ差を補正して、加工位置を正確にする機能。
工具径補正/Tool Radius Compensation
工具半径による補正。外径/内径の加工精度を保つために使われる。
相対座標系
現在の座標系を基準にした相対的な座標表現。
絶対座標系
基準点を固定した、明確に定まった座標系。機械座標系として使われることが多い。
ローカル座標系
局所的な座標系。部品や作業の特定の段階で用いられることがある。
データム/データム点
加工の基準となる基準点。座標系の定義を安定させるために用いられる。
座標変換/座標変換矩陣
座標系間の座標値を変換する数式。移動や回転を含む場合が多い。
回転座標系/座標系の回転
座標系自体を回転させ、部品の向きに合わせて加工する考え方。実務では座標変換の一部として扱われる。
原点の再現性/再設定の重要性
加工の再現性を確保するため、原点設定の手順を正確に行う必要がある。

ワーク座標系のおすすめ参考サイト


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