數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

一、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的作用

描述機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息。

二、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系確定的依據(jù)—JB3051-8〔ISO841〕

為簡(jiǎn)化程序編制，保證數(shù)據(jù)的互換性。4.3數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系1.

4.2.1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系1.機(jī)床坐標(biāo)系定義為了確定機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離，需要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，這就是機(jī)床坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系是為了確定工件在機(jī)床上的位置、機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的特殊位置(如換刀點(diǎn)、參考點(diǎn))以及運(yùn)動(dòng)范圍(如行程范圍、保護(hù)區(qū))等而建立的幾何坐標(biāo)系，是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系。2.

數(shù)控機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系：右手笛卡兒直角坐標(biāo)系。

直線坐標(biāo)XYZ旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)ABC附加坐標(biāo)UVW3.

假定刀具相對(duì)于固定的工件運(yùn)動(dòng)

2.機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)確實(shí)定

4.第二節(jié)編程的根底知識(shí)說(shuō)明：加工過(guò)程中不管是刀具移動(dòng)還是工件移動(dòng)，一律假定工件靜止不動(dòng)，而刀具在移動(dòng)，并規(guī)定刀具遠(yuǎn)離工件的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向。編程人員在不知道機(jī)床加工時(shí)是刀具移動(dòng)還是工件移動(dòng)的情況下，可以根據(jù)零件圖紙確定機(jī)床的加工工藝過(guò)程。如果把刀具看作靜止不動(dòng)，工件移動(dòng)，那么在坐標(biāo)軸的字母上加“′〞；加“′〞字母表示的工件運(yùn)動(dòng)正方向與不加“′〞表示的刀具運(yùn)動(dòng)正方向相反。+X=?X’+Y=?Y’+Z=?Z’+A=?A’+B=??B’+C=?C’5.

1.正方向確實(shí)定原那么：刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)楦髯鴺?biāo)軸的正方向，反之那么為負(fù)方向。

3.運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定6.一、坐標(biāo)軸及其運(yùn)動(dòng)方向

確定原那么●不管機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)是工件靜止、刀具運(yùn)動(dòng)，或是工件運(yùn)動(dòng)、刀具靜止，在確定坐標(biāo)系時(shí)一律看作是工件相對(duì)靜止，刀具產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)●機(jī)床的直線運(yùn)動(dòng)X、Y、Z采用右手直角坐標(biāo)系〔見(jiàn)圖〕●X、Y、Z的正向是使工件尺寸增大的方向7.第二節(jié)編程的根底知識(shí)〔2〕機(jī)床坐標(biāo)系確實(shí)定方法順序：先確定Z軸，再確定X軸，最后確定Y軸。1〕Z坐標(biāo)將平行于機(jī)床主軸的刀具運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)定義為Z坐標(biāo)。所謂主軸是指產(chǎn)生切削動(dòng)力的軸，例如銑床、鉆床、鏜床上的刀具旋轉(zhuǎn)軸和車(chē)床上的工件旋轉(zhuǎn)軸。當(dāng)機(jī)床有幾個(gè)主軸時(shí)，選一個(gè)垂直工件裝卡面的主軸為Z軸當(dāng)機(jī)床沒(méi)有主軸時(shí)，選與裝卡工件的工作臺(tái)面相垂直的直線為Z軸.正方向：取刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎较蛉缌⑹姐姶?，主軸箱的上、下或主軸本身的上、下即可定為Z軸，且是向上為正；假設(shè)主軸不能上下動(dòng)作，那么工作臺(tái)的上、下便為Z軸，此時(shí)工作臺(tái)向下運(yùn)動(dòng)的方向定為正向。8.

(2)X軸：X軸為水平方向且垂直于Z軸并平行于工件裝面。

①工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床(車(chē)床、磨床):X軸在工件徑向上，平行于橫滑座。

X軸正方向：為刀具離開(kāi)工件旋轉(zhuǎn)中心的方向。

3.運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定9.

②刀具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床(如銑床、鏜床):

X軸：為水平的、平行于工件裝夾面的坐標(biāo)軸。

立式：

正方向：從主軸向立柱看，立柱右方為正。

X軸:為水平的、平行于工件裝夾平面的坐標(biāo)軸。

臥式：正方向：從主軸向工件看，工件右方為正。③對(duì)于無(wú)主軸的機(jī)床(如刨床)，X軸正方向平行于切削方向。

(3)Y軸：Y軸與X、Z軸垂直。當(dāng)X、Z軸確定后，按右手法那么確定Y軸正方向。3.運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定10.

臥式車(chē)床的坐標(biāo)系11.第二節(jié)編程的根底知識(shí)臥式銑床坐標(biāo)系立式銑床坐標(biāo)系12.4〕A、B、C坐標(biāo)A、B、C坐標(biāo)分別為繞X、Y、Z坐標(biāo)的回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，確定X、Y、Z坐標(biāo)的正方向后，可按右手螺旋定那么來(lái)確定A、B、C坐標(biāo)的正方向。5〕附加運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)X、Y、Z為機(jī)床的主坐標(biāo)系或稱第一坐標(biāo)系；如除第一坐標(biāo)系以外還有平行于主坐標(biāo)系的其它坐標(biāo)系那么稱為附加坐標(biāo)系。附加的第二坐標(biāo)系命名為Ｕ、Ｖ、Ｗ。附加的第三坐標(biāo)系命名為P、Q、Ｒ。13.第二節(jié)編程的根底知識(shí)6.絕對(duì)坐標(biāo)系與相對(duì)坐標(biāo)系(1)絕對(duì)坐標(biāo)系

所有坐標(biāo)值均從坐標(biāo)原點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系，在這個(gè)坐標(biāo)系中移動(dòng)的尺寸稱為絕對(duì)坐標(biāo)，所用的編程指令稱為絕對(duì)指令。絕對(duì)坐標(biāo)常用X、Y、Z代碼表示。(2)增量坐標(biāo)系

運(yùn)動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)值相對(duì)于起點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點(diǎn)是移動(dòng)的，在這個(gè)坐標(biāo)系中移動(dòng)的尺寸稱為增量坐標(biāo)，也叫增量尺寸，所用的編程指令稱為增量指令。增量坐標(biāo)常用U、V、W代碼表示。說(shuō)明：同樣的加工軌跡，既可用絕對(duì)編程也可用相對(duì)編程，或者二者混用；采用恰當(dāng)?shù)木幊谭绞?，可以大大?jiǎn)化程序的編寫(xiě)。因此，實(shí)際編程時(shí)應(yīng)根據(jù)使用狀況選用適宜的編程方式。14.第二節(jié)編程的根底知識(shí)例：如圖加工直線AB，在絕對(duì)坐標(biāo)系中表示B點(diǎn)坐標(biāo)值：XB＝30，YB＝50；在增量坐標(biāo)系中表示B點(diǎn)坐標(biāo)值為：UB＝20，VB＝3015.

4.3.2工件坐標(biāo)系(編程坐標(biāo)系)工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)就是工件原點(diǎn)，也叫做工件零點(diǎn)。與機(jī)床坐標(biāo)系不同，工件坐標(biāo)系是人為設(shè)定的，坐標(biāo)軸的方向應(yīng)與機(jī)床坐標(biāo)系一致,并且與之有確定的尺寸關(guān)系。選擇工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)的一般原那么是：1．盡量選在工件圖樣的基準(zhǔn)上，便于計(jì)算，減少錯(cuò)誤，以利于編程。2．盡量選在尺寸精度高，粗糙度值低的工件外表上，以提高被加工件的加工精度。3．要便于測(cè)量和檢驗(yàn)。4．對(duì)于對(duì)稱的工件，最好選在工件的對(duì)稱中心上。5．對(duì)于一般零件，選在工件外輪廓的某一角上。6．Z軸方向的原點(diǎn)，一般設(shè)在工件外表。16.

4.3.3加工坐標(biāo)系1、加工坐標(biāo)系確實(shí)定加工坐標(biāo)系是指以確定的加工原點(diǎn)為基準(zhǔn)所建立的坐標(biāo)系。加工原點(diǎn)也稱為程序原點(diǎn)，是指零件被裝夾好后，相應(yīng)的編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。17.

1.機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，即機(jī)床根本坐標(biāo)系的原點(diǎn)，它是一個(gè)被確定的點(diǎn)，稱為機(jī)床零點(diǎn)或機(jī)械零點(diǎn)(M)。它是機(jī)床上的一個(gè)固定的點(diǎn)，由制造廠家確定。數(shù)控車(chē)床的機(jī)床原點(diǎn)多定在主軸前端面的中心。數(shù)控銑床的機(jī)床原點(diǎn)多定在進(jìn)給行程范圍的正極限點(diǎn)處，但也有的設(shè)置在機(jī)床工作臺(tái)中心，使用前可查閱機(jī)床用戶手冊(cè)。4.4數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn)18.

機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)置〔車(chē)床〕：多定在主軸前端面的中心。

4.4數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)19.

機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)置〔銑床〕：多定在進(jìn)給行程范圍的正極限點(diǎn)處4.4數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn)20.

2.工件坐標(biāo)系原點(diǎn)工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，也叫編程零點(diǎn)。一般選擇原那么：(1)工件零點(diǎn)選在工件圖樣的尺寸基準(zhǔn)上；(2)能使工件方便地進(jìn)行裝夾、測(cè)量和檢驗(yàn)；(3)工件零點(diǎn)盡量選在尺寸精度比較高、粗糙度比較低的工件外表上；(4)對(duì)于有對(duì)稱幾何形狀的零件，工件零點(diǎn)最好選在對(duì)稱中心點(diǎn)上。21.

工件隨夾具安裝在機(jī)床上，這時(shí)測(cè)得的工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)間的距離稱作工件原點(diǎn)偏置。然后用MDI方式將其輸入到數(shù)控系統(tǒng)的工件坐標(biāo)系偏置值存儲(chǔ)器中。加工時(shí)，工件原點(diǎn)偏置量自動(dòng)加到工件坐標(biāo)系上，使機(jī)床實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)。因此，編程人員可以不考慮工件在機(jī)床上的安裝位置，直接按圖樣尺寸編程。22.

3.機(jī)床參考點(diǎn)參考點(diǎn)(或機(jī)床原點(diǎn))是用于對(duì)機(jī)床工作臺(tái)(或滑板)與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行定標(biāo)與控制的點(diǎn)。一般都是設(shè)定在各軸正向行程極限點(diǎn)的位置上。該位置是在每個(gè)軸上用擋塊和限位開(kāi)關(guān)精確地預(yù)先調(diào)整好的，它相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)數(shù)，一個(gè)固定值。每次開(kāi)機(jī)啟動(dòng)后，或當(dāng)機(jī)床因意外斷電、緊急制動(dòng)等原因停機(jī)而重新啟動(dòng)時(shí)，都應(yīng)該先讓各軸返回參考點(diǎn)，進(jìn)行一次位置校準(zhǔn)，以消除上次運(yùn)動(dòng)所帶來(lái)的位置誤差。4.4數(shù)控機(jī)床上的有關(guān)點(diǎn)23.為什么要返回參考點(diǎn)？數(shù)控機(jī)床開(kāi)機(jī)時(shí)，必須先回零，即確定機(jī)床原點(diǎn)，而確定機(jī)床原點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是刀架返回參考點(diǎn)的操作，這樣通過(guò)確認(rèn)參考點(diǎn)，就確定了機(jī)床原點(diǎn)。只有機(jī)床參考點(diǎn)被確認(rèn)后，刀具〔或工作臺(tái)〕移動(dòng)才有基準(zhǔn)。在機(jī)床通電后，要在機(jī)床上建立唯一的坐標(biāo)系，而大多數(shù)數(shù)控機(jī)床的位置反響系統(tǒng)都使用增量式的旋轉(zhuǎn)編碼器或者增量式的光柵尺作為反響元件，因而機(jī)床在通電開(kāi)機(jī)后，無(wú)法確定當(dāng)前在機(jī)床坐標(biāo)系中的真實(shí)位置，所以都必須首先返回參考點(diǎn)，從而確定機(jī)床的坐標(biāo)系原點(diǎn)。24.

第3章數(shù)控加工程序編制根底及數(shù)學(xué)處理機(jī)床參考點(diǎn)〔車(chē)床〕25.用刀具體上與零件外表形成有密切關(guān)系的理想的或假想的點(diǎn)來(lái)描述刀具位置；對(duì)刀時(shí)，必須使加工起點(diǎn)與刀具上的刀位點(diǎn)重合；不同刀具的刀位點(diǎn)各有不同1.刀位點(diǎn)〔用以確定刀具位置的參考點(diǎn)〕4.4.2刀位點(diǎn)和對(duì)刀點(diǎn)26.

鏜刀鉆頭立銑刀、端銑刀面銑刀指狀銑刀球頭銑刀車(chē)刀27.

2.對(duì)刀點(diǎn)及其位置確實(shí)定對(duì)刀點(diǎn)：可指刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)可以是工件或夾具上的點(diǎn)，或者與它們相關(guān)的易于測(cè)量的點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)確定之后，機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的相對(duì)關(guān)系就確定了。選擇對(duì)刀點(diǎn)的原那么如下：(1)便于數(shù)學(xué)處理(基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的計(jì)算)和程序編制簡(jiǎn)單；(2)在機(jī)床上容易找正；(3)加工過(guò)程中便于測(cè)量檢查；(4)引起的加工誤差小。4.4.2刀位點(diǎn)和對(duì)刀點(diǎn)28.

1.起刀點(diǎn)起刀點(diǎn)是指刀具起始運(yùn)動(dòng)的刀位點(diǎn)，亦即程序開(kāi)始執(zhí)行時(shí)的刀位點(diǎn)。當(dāng)用夾具時(shí)常與工件零點(diǎn)有固定聯(lián)系尺寸的圓柱銷(xiāo)等進(jìn)行對(duì)刀，這時(shí)那么用對(duì)刀點(diǎn)作為起刀點(diǎn)。2.下刀點(diǎn)工件上刀具開(kāi)始切入的點(diǎn)。輪廓突出的角〔角平分線〕或者直線和圓弧的