數(shù)控車床坐標(biāo)系及對(duì)刀

1、第一章數(shù)控機(jī)床的基本操作第一章數(shù)控機(jī)床的基本操作第三節(jié)第三節(jié) 數(shù)控車床坐標(biāo)系及對(duì)刀數(shù)控車床坐標(biāo)系及對(duì)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(duì)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(shí)靠人為的搖動(dòng)手柄控制的，那么數(shù)控機(jī)床是如何讓刀架自動(dòng)走到我們要求的位置呢？用什么方法來表示刀架的移動(dòng)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，

2、每一個(gè)位置即每一個(gè)都有一個(gè)唯一的坐標(biāo)值，數(shù)控編程的原理就是控制刀具從一個(gè)點(diǎn)走到下一個(gè)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(dòng)部件特殊位置及運(yùn)確定工件在機(jī)床中的位置，機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件特殊位置及運(yùn)動(dòng)范圍，即描述機(jī)床運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息而建立的幾何坐標(biāo)系動(dòng)范圍，即描述機(jī)床運(yùn)動(dòng)，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)。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)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)系機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)原點(diǎn)工件坐標(biāo)系工件坐

3、標(biāo)系原點(diǎn)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(duì)靜止工件而運(yùn)動(dòng)的原則 假設(shè)：工件固定，刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)。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(dòng)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?yàn)閷?duì)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

4、ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：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(duì)靜止，刀具運(yùn)動(dòng)。一律看作是工件相對(duì)靜止，刀具運(yùn)動(dòng)。 (2) 機(jī)床的直線坐標(biāo)軸機(jī)床的直線坐標(biāo)軸X、Y、Z的判定順序是：先的判定順序是：先Z軸，再軸，再X軸，最軸，最后按右手定則判定后按右手定則判定Y軸。軸。(3) 增大工件與刀具之間距離的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向增大工件與刀具之間距離的方向?yàn)樽鴺?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(dòng)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：坐標(biāo)軸： Z坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)由坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)由傳遞切削力的主軸決定傳遞切削力的主軸決定，與主軸平行的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸為與主軸平行的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸為Z坐標(biāo)

5、坐標(biāo)軸，其正方向?yàn)樵黾拥毒吆凸ぜg距離的方向。軸，其正方向?yàn)樵黾拥毒吆凸ぜg距離的方向。若機(jī)床沒有主軸（刨床），則若機(jī)床沒有主軸（刨床），則Z坐標(biāo)軸垂直與工件裝夾面。坐標(biāo)軸垂直與工件裝夾面。若機(jī)床有幾個(gè)主軸，可選擇一個(gè)垂直與工件裝夾面的主要軸為主軸，并以它確若機(jī)床有幾個(gè)主軸，可選擇一個(gè)垂直與工件裝夾面的主要軸為主軸，并以它確定定Z坐標(biāo)軸坐標(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(duì)于對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（車床、磨床車床、磨床），），X坐標(biāo)的方向在工件的徑向上坐標(biāo)的方向在工件的徑向上，并且平，并且平行與橫滑座，行與橫滑座，刀具離開工件回轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)榈毒唠x開工件回轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)?/p>

6、X坐標(biāo)的正方向坐標(biāo)的正方向。對(duì)于對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（銑床銑床），），若若Z坐標(biāo)軸是水平的坐標(biāo)軸是水平的（臥式銑床臥式銑床），當(dāng)由主軸），當(dāng)由主軸向工件看時(shí)，向工件看時(shí)，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方；坐標(biāo)軸的正方向指向右方；若若Z坐標(biāo)軸是垂直的坐標(biāo)軸是垂直的（立式銑床立式銑床），），當(dāng)由主軸向立柱看時(shí)，當(dāng)由主軸向立柱看時(shí)，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方；對(duì)于坐標(biāo)軸的正方向指向右方；對(duì)于雙立柱的龍門銑床雙立柱的龍門銑床，當(dāng)由主軸向左側(cè)立柱看時(shí)，當(dāng)由主軸向左側(cè)立柱看時(shí)，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方。坐標(biāo)軸的正方向指向右方。對(duì)對(duì)刀具和工件均不旋轉(zhuǎn)的機(jī)床刀具和工件均不旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（刨床刨床），），X坐標(biāo)平

7、行于主要切削方向，并以該坐標(biāo)平行于主要切削方向，并以該方向?yàn)檎较颉７较驗(yàn)檎较?。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)根據(jù)X、Z坐標(biāo)軸，按照右手直角笛卡兒坐標(biāo)系確定。坐標(biāo)軸，按照右手直角笛卡兒坐標(biāo)系確定。注：如在注：如在X、Y、Z主要直線運(yùn)動(dòng)之外還有第二組平行于它們的運(yùn)動(dòng)，可分主要直線運(yùn)動(dòng)之外還有第二組平行于它們的運(yùn)動(dòng)，可分別將它們坐標(biāo)定為別將它們坐標(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(gè)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(gè)物理位置，其作用是使機(jī)床與控制系統(tǒng)同步，建立

8、測(cè)量機(jī)床運(yùn)動(dòng)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(gè)固定點(diǎn)，即機(jī)床原點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。一般取在機(jī)床運(yùn)動(dòng)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(gè)固定點(diǎn)，不同于機(jī)床原點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)對(duì)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

9、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，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(jì)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又要便于坐標(biāo)計(jì)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。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(shí)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(jì)

10、算方便性、機(jī)床調(diào)整方便性、對(duì)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(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)工件原點(diǎn)選擇： 與設(shè)計(jì)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(duì)稱中心上 要便于測(cè)量和檢測(cè)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(tái))位置的參考系。 確定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系時(shí)總是假設(shè)工件固定，刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)。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(gè)固定點(diǎn)，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的

11、基準(zhǔn)參考點(diǎn)；機(jī)床參考點(diǎn)對(duì)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(shí)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(duì)刀 通過以上分析，工件坐標(biāo)系更方便我們編程，同時(shí)相關(guān)的計(jì)算也簡(jiǎn)單些，那么如何建立工件坐標(biāo)系？對(duì)刀原理：建立一個(gè)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

12、樣比較方便我們進(jìn)行編程和計(jì)算。 通過數(shù)學(xué)分析，兩條不想交的直線必然相交于一個(gè)點(diǎn)。根據(jù)這個(gè)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(duì)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(duì)刀工件和刀具裝夾完畢，驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)刀架至工件試切一段外圓。然后保持X坐標(biāo)不變移動(dòng)Z軸刀具離開工件，測(cè)量出該段外圓的直徑。將其輸入到相應(yīng)的刀具參數(shù)中的刀長中（即刀偏表中的試切直徑中），系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)用刀具當(dāng)前X坐標(biāo)減去試切出的那段外圓直徑，即得到工件坐標(biāo)系X原點(diǎn)的位置。再移動(dòng)刀具試切工件一端端面，在相應(yīng)刀具參數(shù)中的刀寬中（即刀偏表中的試切長度中）輸入Z0，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將此時(shí)刀具的Z坐標(biāo)減去剛才輸入的數(shù)值，即得工件坐標(biāo)系Z原點(diǎn)的位置。如下圖湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系試切直徑。退刀，主軸停止，測(cè)量。試切退刀湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系主軸停止，測(cè)量。如圖為44.834湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程