數(shù)控車床坐標(biāo)系及對刀

第一章數(shù)控機(jī)床的基本操作第三節(jié)數(shù)控車床坐標(biāo)系及對刀湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系1、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系作用2、坐標(biāo)系坐標(biāo)軸方向的確定3、了解機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系之間關(guān)系4、掌握數(shù)控車對刀原理及方法湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系普通機(jī)床的加工時靠人為的搖動手柄控制的，那么數(shù)控機(jī)床是如何讓刀架自動走到我們要求的位置呢？用什么方法來表示刀架的移動及其具體位置呢？湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系答：依靠程序控制刀具走到我們要求的位置進(jìn)行切削加工。這里的位置又如何描述？如何準(zhǔn)確的描述出我們要求的位置？答：采用坐標(biāo)方式來描述，每一個位置即每一個都有一個唯一的坐標(biāo)值，數(shù)控編程的原理就是控制刀具從一個點(diǎn)走到下一個點(diǎn)。既然要坐標(biāo)值，要么就需要有坐標(biāo)系。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系一、機(jī)床坐標(biāo)系1、機(jī)床坐標(biāo)系作用數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是為了確定工件在機(jī)床中的位置，機(jī)床運(yùn)動部件特殊位置及運(yùn)動范圍，即描述機(jī)床運(yùn)動，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息而建立的幾何坐標(biāo)系。通過機(jī)床坐標(biāo)系的建立，可確定機(jī)床位置關(guān)系，獲得所需的相關(guān)數(shù)據(jù)。機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系2、機(jī)床坐標(biāo)系確定原則1、刀具相對靜止工件而運(yùn)動的原則

假設(shè)：工件固定，刀具相對工件運(yùn)動。這一原則使編程人員能在不知道是刀具移近工件還是工件移近刀具的情況下，就能根據(jù)零件圖樣確定機(jī)床的加工過程湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系2、標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系（機(jī)床坐標(biāo)系）的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系采用右手直角笛卡兒定則?；咀鴺?biāo)軸X、Y、Z的關(guān)系及其正方向用右手直角定則判定。拇指為X軸，食指為Y軸，中指為Z軸，圍繞X、Y、Z各軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動及其正方向+A、+B、+C分別用右手螺旋定則判定，拇指為X、Y、Z的正向，四指彎曲的方向為對應(yīng)的A、B、C的正向。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：(1)不論機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)，一律看作是工件相對靜止，刀具運(yùn)動。

(2)機(jī)床的直線坐標(biāo)軸X、Y、Z的判定順序是：先Z軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。(3)增大工件與刀具之間距離的方向為坐標(biāo)軸正方向湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系3、坐標(biāo)軸運(yùn)動方向規(guī)定1、X、Y、Z坐標(biāo)軸與正方向的確定

Z坐標(biāo)軸：Z坐標(biāo)軸的運(yùn)動由傳遞切削力的主軸決定，與主軸平行的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸為Z坐標(biāo)軸，其正方向為增加刀具和工件之間距離的方向。若機(jī)床沒有主軸（刨床），則Z坐標(biāo)軸垂直與工件裝夾面。若機(jī)床有幾個主軸，可選擇一個垂直與工件裝夾面的主要軸為主軸，并以它確定Z坐標(biāo)軸湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系X坐標(biāo)軸：對于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（車床、磨床），X坐標(biāo)的方向在工件的徑向上，并且平行與橫滑座，刀具離開工件回轉(zhuǎn)中心的方向為X坐標(biāo)的正方向。對于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（銑床），若Z坐標(biāo)軸是水平的（臥式銑床），當(dāng)由主軸向工件看時，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方；若Z坐標(biāo)軸是垂直的（立式銑床），當(dāng)由主軸向立柱看時，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方；對于雙立柱的龍門銑床，當(dāng)由主軸向左側(cè)立柱看時，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方。對刀具和工件均不旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（刨床），X坐標(biāo)平行于主要切削方向，并以該方向為正方向。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系Y坐標(biāo)軸：

根據(jù)X、Z坐標(biāo)軸，按照右手直角笛卡兒坐標(biāo)系確定。注：如在X、Y、Z主要直線運(yùn)動之外還有第二組平行于它們的運(yùn)動，可分別將它們坐標(biāo)定為U、V、W。

湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系二、機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系1、機(jī)床原點(diǎn)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都有一個基準(zhǔn)位置，稱為機(jī)床原點(diǎn)，是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個物理位置，其作用是使機(jī)床與控制系統(tǒng)同步，建立測量機(jī)床運(yùn)動坐標(biāo)的起始點(diǎn)。

機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置的一個固定點(diǎn)，即機(jī)床原點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時就已確定下來，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。一般取在機(jī)床運(yùn)動方向的最遠(yuǎn)點(diǎn)。通常車床的機(jī)床零點(diǎn)多在主軸法蘭盤接觸面的中心即主軸前端面的中心上。主軸即為Z軸，主軸法蘭盤接觸面的水平面則為X軸。+X軸和+Z軸的方向指向加工空間。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系2、機(jī)床參考點(diǎn)也是機(jī)床上的一個固定點(diǎn)，不同于機(jī)床原點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)對機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是已知值，既可根據(jù)機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值間接確定機(jī)床原點(diǎn)的位置回零操作（回參考點(diǎn)）后表明機(jī)床坐標(biāo)系建立注：開機(jī)之后第一步就是進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的回零操作，其目的就是建立機(jī)床坐標(biāo)系。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系3、工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是人為設(shè)定的，設(shè)定的依據(jù)是既要符合尺寸標(biāo)注的習(xí)慣，又要便于坐標(biāo)計算和編程。一般工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)最好選擇在工件的定位基準(zhǔn)、尺寸基準(zhǔn)或夾具的適當(dāng)位置上。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系工件坐標(biāo)系：編程人員在編程時設(shè)定的坐標(biāo)系，稱為工件（編程）坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸的確定與機(jī)床坐標(biāo)系坐標(biāo)軸方向一致。工件坐標(biāo)系原點(diǎn)：也稱為工件原點(diǎn)或編程原點(diǎn)，由編程人員根據(jù)編程計算方便性、機(jī)床調(diào)整方便性、對刀方便性、在毛坯上確定的幾何基準(zhǔn)點(diǎn)，一般為零件圖上最重要的設(shè)計基準(zhǔn)點(diǎn)工件原點(diǎn)選擇：與設(shè)計基準(zhǔn)一致盡量選在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面最好在工件的對稱中心上要便于測量和檢測湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系小結(jié)：

機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，是用來確定工件坐標(biāo)系的基本坐標(biāo)系，是確定刀具(刀架)或工件(工作臺)位置的參考系。確定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系時總是假設(shè)工件固定，刀具相對工件運(yùn)動。標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系采用右手直角笛卡兒定則判斷，直線坐標(biāo)軸X、Y、Z的判定順序是：先Z軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置的一個固定點(diǎn)，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動的基準(zhǔn)參考點(diǎn)；機(jī)床參考點(diǎn)對機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是已知值，既可根據(jù)機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值間接確定機(jī)床原點(diǎn)的位置；編程人員在編程時設(shè)定的坐標(biāo)系稱工件坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸的確定與機(jī)床坐標(biāo)系坐標(biāo)軸方向一致。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系三、建立工件坐標(biāo)系的方法—對刀通過以上分析，工件坐標(biāo)系更方便我們編程，同時相關(guān)的計算也簡單些，那么如何建立工件坐標(biāo)系？對刀原理：建立一個坐標(biāo)系，需要正方向和坐標(biāo)原點(diǎn)，而在數(shù)控機(jī)床中，X、Y、Z的正方向基本上是固定的，那么只需要確定工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)那么坐標(biāo)系就確定了。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系通常的，數(shù)控車床我們習(xí)慣性的將工件坐標(biāo)系建立在工件右端面的中心，這樣比較方便我們進(jìn)行編程和計算。通過數(shù)學(xué)分析，兩條不想交的直線必然相交于一個點(diǎn)。根據(jù)這個原則，我們采用試切法，平斷面和試切直徑的方法來進(jìn)行對刀建立工件坐標(biāo)系。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系試切法對刀——工件和刀具裝夾完畢，驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，移動刀架至工件試切一段外圓。然后保持X坐標(biāo)不變移動Z軸刀具離開工件，測量出該段外圓的直徑