數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)介紹

HYPERLINK湖南科技工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師課時(shí)授課計(jì)劃教師姓名譚曉芳課程名稱數(shù)控編程授課時(shí)數(shù)２課時(shí)授課日期班次課題課題三數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)教學(xué)目的1、掌握笛卡爾坐標(biāo)系2、掌握數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸及其運(yùn)動(dòng)方向的確定方法3、理解機(jī)床原點(diǎn)與參考點(diǎn)的定義及相互關(guān)系重點(diǎn)難點(diǎn)迪卡爾坐標(biāo)系；數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸及其運(yùn)動(dòng)方向機(jī)床坐標(biāo)軸的確定；機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)；教具計(jì)算機(jī)作業(yè)補(bǔ)充；預(yù)習(xí)P165-171參考書(shū)數(shù)控手工編程技術(shù)及實(shí)例詳解教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)及新課導(dǎo)入(建議用時(shí)：５分鐘)二、新課的教學(xué)內(nèi)容(建議用時(shí)：８５分鐘)1．坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方向命名的原則2.坐標(biāo)軸的規(guī)定3．機(jī)床坐標(biāo)軸的確定4．機(jī)床原點(diǎn)與參考點(diǎn)三、課堂小結(jié)(建議用時(shí)：10分鐘)課后小記課題三數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)【新課導(dǎo)入】：在數(shù)控編程時(shí)，為了描述機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)化編程的方法及保證記錄數(shù)據(jù)的互換性，我們把數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向均已標(biāo)準(zhǔn)化。今天，我們以數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)為主線，一起來(lái)學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)?！拘抡n內(nèi)容】：坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方向命名的原則(1)、假定刀具相對(duì)于靜止的工件而運(yùn)動(dòng)。當(dāng)工件移動(dòng)時(shí)，則在坐標(biāo)軸符號(hào)上加“｀”表示。(2)、標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系是一個(gè)右手直角笛卡爾坐標(biāo)系。(3)、刀具遠(yuǎn)離工件的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向。二、坐標(biāo)軸的規(guī)定1、基本坐標(biāo)軸數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸和方向的命名制訂了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)軸用X，Y，Z表示，常稱基本坐標(biāo)軸。2）旋轉(zhuǎn)軸圍繞X，Y，Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A，B，C表示，根據(jù)右手螺旋定則，如圖所示，以大姆指指向+X，+Y，+Z方向，則食指、中指等的指向是圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的+A，+B，+C方向。3）附加坐標(biāo)軸在基本的線性坐標(biāo)軸X，Y，Z之外的附加線性坐標(biāo)軸指定為U，V，W和P，Q，R。這些附加坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)方向，可按決定基本坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)方向的方法來(lái)決定。三、機(jī)床坐標(biāo)軸的確定(1)Z坐標(biāo)軸。1)在機(jī)床坐標(biāo)系中，規(guī)定傳遞切削動(dòng)力的主軸為Z坐標(biāo)軸。2)對(duì)于沒(méi)有主軸的機(jī)床(如數(shù)控龍門(mén)刨床)，則規(guī)定Z坐標(biāo)軸垂直于工件裝夾面方向。3)如機(jī)床上有幾個(gè)主軸，則選一垂直于工件裝夾面的主軸作為主要的主軸。(2)X坐標(biāo)軸。1)X坐標(biāo)軸是水平的，它平行于工件裝夾平面。2)對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，X坐標(biāo)的方向在工件的徑向上，并且平行于橫滑座。3)對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，如Z坐標(biāo)是水平(臥式)的，當(dāng)從主要刀具的主軸向工件看時(shí)，向右的方向?yàn)閄的正方向；如Z坐標(biāo)是垂直(立式)的，當(dāng)從主要刀具的主軸向立柱看時(shí)，X的正方向指向右邊。4)對(duì)刀具或工件均不旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(如刨床)，X坐標(biāo)平行于主要進(jìn)給方向，并以該方向?yàn)檎较颉?3)Y坐標(biāo)軸。Y坐標(biāo)軸根據(jù)Z和X坐標(biāo)軸，按照右手直角笛卡爾坐標(biāo)系確定。四、機(jī)床原點(diǎn)與參考點(diǎn)1、機(jī)床原點(diǎn)：指在機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，即機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來(lái)，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。（1）數(shù)控車床的機(jī)床原點(diǎn)一般取在卡盤(pán)端面與主軸中心線的交點(diǎn)處。（2）數(shù)控銑床的機(jī)床原點(diǎn)位置因生產(chǎn)廠家而異，有的設(shè)置在機(jī)床工作臺(tái)中心，有的設(shè)置在進(jìn)給行程范圍的正極限點(diǎn)。可由機(jī)床用戶手冊(cè)中查到。2、機(jī)床參考點(diǎn)：機(jī)床參考點(diǎn)是用于對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)和控制的固定位置點(diǎn)。（1）機(jī)床參考點(diǎn)的位置一般是各軸的最大正向行程處。（2）參考點(diǎn)對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)已知數(shù)。（3）通常在數(shù)控銑床上機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)是重合的；3、機(jī)床參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)之間的關(guān)系。（1）數(shù)控系統(tǒng)的處理器能計(jì)算所有坐標(biāo)軸相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)的位移量，但系統(tǒng)通電時(shí)并不知道各軸測(cè)量的起點(diǎn)，也就是說(shuō)并不知道機(jī)床原點(diǎn)的位置。（2）為了正確地在機(jī)床工作時(shí)建立機(jī)床坐標(biāo)系,通常在每個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)置一個(gè)測(cè)量起點(diǎn)(即機(jī)床參考點(diǎn))。（3）數(shù)控機(jī)床開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，通常都要進(jìn)行返回參考點(diǎn)操作，進(jìn)行一次位置校準(zhǔn)，以找到機(jī)床原點(diǎn)并建立機(jī)床坐標(biāo)系。作業(yè)：一、簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述機(jī)床原點(diǎn)、參考點(diǎn)，并說(shuō)明如何建立機(jī)床坐標(biāo)系。簡(jiǎn)述確定機(jī)床坐標(biāo)軸的順序及方法。標(biāo)出下列機(jī)床的坐標(biāo)軸及其正方向。前置刀架臥式車床后置刀架臥式車床立式車床立式銑床二、預(yù)習(xí)題：P165-170

附錄資料：不需要的可以自行刪除數(shù)控設(shè)備使用中應(yīng)注意的問(wèn)題

2.1數(shù)控設(shè)備的使用環(huán)境

為提高數(shù)控設(shè)備的使用壽命，一般要求要避免陽(yáng)光的直接照射和其他熱輻射，要避免太潮濕、粉塵過(guò)多或有腐蝕氣體的場(chǎng)所。精密數(shù)控設(shè)備要遠(yuǎn)離振動(dòng)大的設(shè)備，如沖床、鍛壓設(shè)備等。

2.2良好的電源保證

為了避免電源波動(dòng)幅度大（大于±10%）和可能的瞬間干擾信號(hào)等影響，數(shù)控設(shè)備一般采用專線供電（如從低壓配電室分一路單獨(dú)供數(shù)控機(jī)床使用）或增設(shè)穩(wěn)壓裝置等，都可減少供電質(zhì)量的影響和電氣干擾。

2.3制定有效操作規(guī)程

在數(shù)控機(jī)床的使用與管理方面，應(yīng)制定一系列切合實(shí)際、行之有效的操作規(guī)程。例如潤(rùn)滑、保養(yǎng)、合理使用及規(guī)范的交接班制度等，是數(shù)控設(shè)備使用及管理的主要內(nèi)容。制定和遵守操作規(guī)程是保證數(shù)控機(jī)床安全運(yùn)行的重要措施之一。實(shí)踐證明，眾多故障都可由遵守操作規(guī)程而減少。

2.4數(shù)控設(shè)備不宜長(zhǎng)期封存

購(gòu)買(mǎi)數(shù)控機(jī)床以后要充分利用，尤其是投入使用的第一年，使其容易出故障的薄弱環(huán)節(jié)盡早暴露，得以在保修期內(nèi)得以排除。加工中，盡量減少數(shù)控機(jī)床主軸的啟閉，以降低對(duì)離合器、齒輪等器件的磨損。沒(méi)有加工任務(wù)時(shí)，數(shù)控機(jī)床也要定期通電，最好是每周通電1～2次，每次空運(yùn)行1小時(shí)左右，以利用機(jī)床本身的發(fā)熱量來(lái)降低機(jī)內(nèi)的濕度，使電子元件不致受潮，同時(shí)也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)有無(wú)電池電量不足報(bào)警，以防止系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)的丟失。

3數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)

數(shù)控機(jī)床種類多，各類數(shù)控機(jī)床因其功能，結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的不同，各具不同的特性。其維護(hù)保養(yǎng)的內(nèi)容和規(guī)則也各有其特色，具體應(yīng)根據(jù)其機(jī)床種類、型號(hào)及實(shí)際使用情況，并參照機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)要求，制訂和建立必要的定期、定級(jí)保養(yǎng)制度。下面是一些常見(jiàn)、\o"gm,通用"通用的日常維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)。

3.1數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)

（1）嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度

數(shù)控設(shè)備操作人員要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度，操作人員的技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì)的優(yōu)劣是影響故障發(fā)生頻率的重要因素。當(dāng)機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，操作者要注意保留現(xiàn)場(chǎng)，并向維修人員如實(shí)說(shuō)明出現(xiàn)故障前后的情況，以利于分析、診斷出故障的原因，及時(shí)排除。

（2）防止灰塵污物進(jìn)入數(shù)控裝置內(nèi)部

在機(jī)加工車間的空氣中一般都會(huì)有油霧、灰塵甚至金屬粉末，一旦它們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的電路板或電子器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導(dǎo)致元器件及電路板損壞。有的用戶在夏天為了使數(shù)控系統(tǒng)能超負(fù)荷長(zhǎng)期工作，采取打開(kāi)數(shù)控柜的門(mén)來(lái)散熱，這是一種極不可取的方法，其最終將導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)的加速損壞，應(yīng)該盡量減少打開(kāi)數(shù)控柜和強(qiáng)電柜門(mén)。

（3）防止系統(tǒng)過(guò)熱

應(yīng)該檢查數(shù)控柜上的各個(gè)冷卻風(fēng)扇工作是否正常。每半年或每季度檢查一次風(fēng)道過(guò)濾器是否有堵塞現(xiàn)象，若過(guò)濾網(wǎng)上灰塵積聚過(guò)多，不及時(shí)清理，會(huì)引起數(shù)控柜內(nèi)溫度過(guò)高。

（4）數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出裝置的定期維護(hù)

80年代以前生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床，大多帶有光電式紙帶閱讀機(jī)，如果讀帶部分被污染，將導(dǎo)致讀入信息出錯(cuò)。為此，必須按規(guī)定對(duì)光電閱讀機(jī)進(jìn)行維護(hù)。

（5）直流電動(dòng)機(jī)電刷的定期檢查和更換

直流電動(dòng)機(jī)電刷的過(guò)度磨損，會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的性能，甚至造成電動(dòng)機(jī)損壞。為此，應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)電刷進(jìn)行定期檢查和更換。數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等，應(yīng)每年檢查一次。

（6）定期檢查和更換存儲(chǔ)用電池

一般數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)對(duì)CMOSRAM存儲(chǔ)器件設(shè)有可充電電池維護(hù)電路，以保證系統(tǒng)不通電期間能保持其存儲(chǔ)器的內(nèi)容。在一般情況下，即使尚未失效，也應(yīng)每年更換一次，以確保系統(tǒng)正常工作。電池的更換應(yīng)在數(shù)控系統(tǒng)供電狀態(tài)下進(jìn)行，以防更換時(shí)RAM內(nèi)信息丟失。

（7）備用電路板的維護(hù)

備用的印制電路板長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)定期裝到數(shù)控系統(tǒng)中通電運(yùn)行一段時(shí)間，以防損壞。

3.2機(jī)械部件的維護(hù)

（1）主傳動(dòng)鏈的維護(hù)

定期調(diào)整主軸驅(qū)動(dòng)帶的松緊程度，防止因帶打滑造成的丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象；檢查主軸潤(rùn)滑的恒溫油箱、調(diào)節(jié)溫度范圍，及時(shí)補(bǔ)充油量，并清洗過(guò)濾器；主軸中刀具夾緊裝置長(zhǎng)時(shí)間使用后，會(huì)產(chǎn)生間隙，影響刀具的夾緊，需及時(shí)調(diào)整液壓缸活塞的位移量。

（2）滾珠絲杠螺紋副的維護(hù)

定期檢查、調(diào)整絲杠螺紋副的軸向間隙，保證反向傳動(dòng)精度和軸向剛度；定期檢查絲杠與床身的連接是否有松動(dòng)；絲杠防護(hù)裝置有損壞要及時(shí)更換，以防灰塵或切屑進(jìn)入。

（3）刀庫(kù)及換刀機(jī)械手的維護(hù)

嚴(yán)禁把超重、超長(zhǎng)的刀具裝入刀庫(kù)，以避免機(jī)械手換刀時(shí)掉刀或刀具與工件、夾具發(fā)生碰撞；經(jīng)常檢查刀庫(kù)的回零位置是否正確，檢查機(jī)床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)位置是否到位，并及時(shí)調(diào)整；開(kāi)機(jī)時(shí)，應(yīng)使刀庫(kù)和機(jī)械手空運(yùn)行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開(kāi)關(guān)和電磁閥能否正常動(dòng)作；檢查刀具在機(jī)械手上鎖緊是否可靠，發(fā)現(xiàn)不正常應(yīng)及時(shí)處理。

3.3液壓、氣壓系統(tǒng)維護(hù)

定期對(duì)各潤(rùn)滑、液壓、氣壓系統(tǒng)的過(guò)濾器或分濾網(wǎng)進(jìn)行清洗或更換；定期對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行油質(zhì)化驗(yàn)檢查、添加和更換液壓油；定期對(duì)氣壓系統(tǒng)分水濾氣器放水。

3.4機(jī)床精度的維護(hù)

定期進(jìn)行機(jī)床水平和機(jī)械精度檢查并校正。機(jī)械精度的校正方法有軟硬兩種。其軟方法主要是通過(guò)系統(tǒng)參數(shù)補(bǔ)償，如絲杠反向間隙補(bǔ)償、各坐標(biāo)定位精度定點(diǎn)補(bǔ)償、機(jī)床回參考點(diǎn)位置校正等；硬方法一般要在機(jī)床大修時(shí)進(jìn)行，如進(jìn)行導(dǎo)軌修刮、滾珠絲杠螺母副預(yù)緊調(diào)整反向間隙等。

以下