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數(shù)控機床的坐標系

日期：2010年11月29　來源：沈陽機床集團　關(guān)鍵字：數(shù)控機床
    在數(shù)控編程時，為了描迷機床的運動，簡化程序編制的方法及保證記錄數(shù)據(jù)的互換性，數(shù)控機床的坐標系和運動方向均已標準化，ISO和我國都擬定了相關(guān)標準。
    1機床坐標系
    (1)機床坐標系的確定
    1)機床相對運動的規(guī)定
無論機床的實際運動是如何分配的，我們都假定工件靜止，刀具運動實現(xiàn)進給，這并沒有改變其相對運動關(guān)系。這樣，編程人員不必考慮機床實際運動的情況，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機床的加工過程。
2)機床坐標系的規(guī)定
在數(shù)控機床上，機床的動作是由數(shù)控裝置來控制的，為了確定數(shù)控機床上的成形運動和輔助運動，必須先確定機床上運動的位移和運動的方向，這就需要通過坐標系來實現(xiàn)，這個坐標系被稱之為機床坐標系。
標準機床坐標系采用右手笛卡兒直角坐標系，其x、Y、z坐標軸的相互關(guān)系由右手定則決定：伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為900．則大拇指代表x坐標，食指代表 Y坐標，中指代表Z坐標。大拇指的指向為蓋坐標的正方向，食指的指向為y坐標的正方向，中指的指向為Z坐標的正方向。圍繞X、r、Z坐標旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標分別用A、8、C表示，根據(jù)右手螺旋定則，大拇指的指向為蓋、y、Z坐標中任意軸的正向，則其余四指的旋轉(zhuǎn)方向即為旋轉(zhuǎn)坐標^、B、C的正向。
1)Z坐標
Z坐標的運動方向是由傳遞切削動力的主軸所決定的，即平行于主軸軸線的坐標軸即為Z坐標，Z坐標的正向為刀具離開工件的方向，如圖2-4和圖2-5所示。
如果機床上有幾個主軸，則選垂直于工件裝夾表面的一個主軸作為主要主軸。平行于主要主軸軸線的方向即為Z坐標方向。如果主軸能夠擺動，在擺動范圍內(nèi)只與主坐標系中的一個坐標平行時，則這個坐標就是Z坐標；加果擺動范圍內(nèi)能與主坐標系中的多個坐標相平行時，則取垂直于工件裝夾平面的方向為Z坐標方向；如果機床無主軸，則規(guī)定垂直于工件裝夾平面的方向為Z坐標方向。
2)互坐標
蓋坐標平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內(nèi)。確定X軸的方向時，要考慮兩種情況：
•如果工件做旋轉(zhuǎn)運動，則刀具離開工件的方向為X坐標的正方向，如圖2-4所示。
•如果刀具做旋轉(zhuǎn)運動，則分為兩種情況：z坐標水平時，觀察者沿刀具主軸向工件看時．+x運動方向指向右方；Z坐標垂直時，觀察者面對刀具主軸向立柱看時， +x運動方向指向右方，如圖2 5所示。
3)y坐標
在確定蓋、Z坐標的正方向后，可以根據(jù)工和Z坐標的方向，按照右手定則來確定r坐標的方向。
(3)機床原點的設(shè)置
機床原點是指在機床上設(shè)置的一個固定點，即機床坐標系的原點。它在機床裝配、調(diào)試時就已確定下來，是數(shù)控機床進行加工運動的基準參考點。
 (4)機床參考點
機床參考點是用于對機床運動進行檢測和控制的固定位置點。機床參考點的位置是由機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關(guān)精確調(diào)整好的，坐標值已輸人數(shù)控系統(tǒng)中，因此參考點對機床原點的坐標是一個已知數(shù)。
通常在數(shù)控車床上機床參考點是離機床原點最遠的極限點。數(shù)控車床的參考點與機床原點．t罔2-6所示：而在數(shù)控銑床上機床原點和機床參考點是重合的。
數(shù)控機床開機時，必須先確定機床原點。而確定機床原點的運動就是刀架返回參考點的操作，這樣通過確認參考點，就確定了機床原點。只有機床參考點被確認后，刀具（或工作臺）移動才有基準。
2編程坐標系
編程坐標系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標系。一般供編程使用，確定編程坐標系時不必考慮工件毛坯在機床上的實際裝夾位置。如圖2-8所示，其rtt'0：即為編程坐標殺原點。
編程原點是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標系的原點。應盡量選在零件的設(shè)計基準或工藝基準上，編程坐標系中各軸的方向應該與所使用的數(shù)控機床相應的坐標軸方向一致。
3加工坐標系
加工坐標系又稱為工件坐標系，是指以確定的加工原點為基準所建立的坐標系。加工原點也稱為程序原點，是指零件被裝夾好后，相應的編程原點在機床坐標系中k位置。在加工過程中，數(shù)控機床是按照工件裝夾好后所確定的加工原點位置和程序要求進行加工的。編程人員在編制程序時，只要根據(jù)零件圖樣就可以選定編程原點、建立編程坐標系、計算坐標數(shù)值，而不必考慮工件毛坯裝夾的實際位置。對于加工人員來說，則應在裝夾工件、調(diào)試程序時，將編程原點轉(zhuǎn)換為加工原點，并確定加工原點的位置，在數(shù)控系統(tǒng)中給予設(shè)定（即給出原點設(shè)定值），設(shè)定加工坐標系后就可根據(jù)刀具當前位置，確定刀具起始點的坐標值。在加工時，工件各尺寸的坐標值都是相對于加工原點而言的，這樣數(shù)控機床才能按照準確的加工坐標系位置開始加工。

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