《數(shù)控加工工藝》課件 第二講 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置

課程:數(shù)控加工工藝學(xué)§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的作用數(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(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。通過(guò)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)。

1、工件相對(duì)靜止刀具運(yùn)動(dòng)的原則

數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系確定原則

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(guò)程。當(dāng)工件運(yùn)動(dòng)時(shí)，在坐標(biāo)軸符號(hào)上加“′”表示。

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。

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、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置(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)。(3)增大工件與刀具之間距離的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向。(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。ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置Z坐標(biāo)軸

若機(jī)床有幾個(gè)主軸，可選擇一個(gè)垂直于工件裝夾面的主要軸為主軸，并以它確定Z坐標(biāo)軸。

Z坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)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?yàn)樵黾拥毒吆凸ぜg距離的方向。若機(jī)床沒(méi)有主軸（刨床），則Z坐標(biāo)軸垂直于工件裝夾面。坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)方向的確定§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置+Z+Z§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置X坐標(biāo)軸

4）、對(duì)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?yàn)檎较颉?/p>

1）、X坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)是水平的，它平行于工件裝夾面，是刀具或工件定位平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的主要坐標(biāo)。2）、對(duì)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，并且平行于橫滑座，刀具離開(kāi)工件回轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向。3）、對(duì)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(shí)，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(shí)，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方；對(duì)于雙立柱的龍門銑床，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?！?.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，通常建立的附加坐標(biāo)系有：

對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，可以采用的附加坐標(biāo)系有第二組U、V、W坐標(biāo)和第三組P、Q、R坐標(biāo)。對(duì)于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如果還有平行或不平行于A、B、C的第二回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可指定為D、E和F。

附加坐標(biāo)系§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置(1)機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，是用來(lái)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，并建立在機(jī)床原點(diǎn)上。機(jī)床坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床參考點(diǎn)§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置(2)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(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)。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。

§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置(3)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)。回零操作（回參考點(diǎn)）后表明機(jī)床坐標(biāo)系建立。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?！?.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置(1)工件坐標(biāo)系編程人員在編程時(shí)設(shè)定的坐標(biāo)系，也稱為編程坐標(biāo)系。(2)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)算方便性、機(jī)床調(diào)整方便性、對(duì)刀方便性、在毛坯上位置確定的方便性等具體情況定義在工件上的幾何基準(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：1.與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致2.盡量選在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面3.最好在工件的對(duì)稱中心上4.要便于測(cè)量和檢測(cè)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)系與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)§1.5

、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系與原點(diǎn)偏置§1.6

、現(xiàn)代數(shù)控加工的補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度補(bǔ)償

(a)車刀刀具長(zhǎng)度；(b)棒銑刀刀具長(zhǎng)度；(c)球形刀刀具長(zhǎng)度

刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償有兩種方式。第一種方式是用刀具的實(shí)際長(zhǎng)度作為刀長(zhǎng)的補(bǔ)償值（推薦使用這種方式）。使用刀長(zhǎng)作為補(bǔ)償就是使用對(duì)刀儀測(cè)量刀具的長(zhǎng)度，然后把這個(gè)數(shù)值輸入到刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償寄存器中，作為刀長(zhǎng)補(bǔ)償。另一種方式是利用刀尖在Z方向上與編程零點(diǎn)的距離值（有正負(fù)之分）作為補(bǔ)償值。這種方法適用于機(jī)床只有一個(gè)人操作而沒(méi)有足夠的時(shí)間來(lái)用對(duì)刀儀測(cè)量刀具的長(zhǎng)度的場(chǎng)合。這樣做就使得當(dāng)用一把刀加工另外的工件時(shí)，需要重新設(shè)置刀長(zhǎng)補(bǔ)償。使用這種方法進(jìn)行刀長(zhǎng)補(bǔ)償時(shí)，補(bǔ)償值就是主軸從機(jī)床Z坐標(biāo)零點(diǎn)移動(dòng)到工件編程零點(diǎn)時(shí)的刀尖移動(dòng)距離，因此此補(bǔ)償值總是負(fù)值，而且很大。§1.6

、現(xiàn)代數(shù)控加