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数控机床的坐标系统
xiao_xiao1 发表于 2008/11/27 12:11:26 758 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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一、坐标系
1、机床的坐标系统，包括所有实际存在的机床轴。
2、参考点、刀具和托盘交换点由机床坐标系确定。机床坐标系包括坐标系、坐标原点、运动方向。
3、ISO对数控机床的坐标系统的规定如下：采用笛卡尔直角坐标系，右手定则。
图1 右手直角笛卡尔坐标系
二、坐标轴及其运动方向命名原则
1、不论机床的具体结构是工件静止、刀具运动，还是工件运动、刀具静止，数控机床的坐标运动指的是刀具相对于工件的运动,
2、即规定以工件为基准，假定工件不动，刀具运动的原则。
3、即以刀具的运动轨迹来编程。
4、机床运动部件运动方向的规定：机床坐标系位置与机床类型有关，JB3051——82规定，增大工件与刀具之间距离的方向是机床运动的正方向。
a)数控车床 b) 立式数控镗铣床 c) 卧式数控镗铣床
图2 数控机床的坐标轴及其运动方向
(1)Z轴坐标运动的定义
Z 轴：平行于机床主轴的坐标轴。
正方向：为从工作台到刀具夹持的方向，即刀具远离工作台的运动方向。
(2)X轴坐标运动的定义
1)对工件旋转机床(车、磨)
X轴在工件径向上，平行于横滑座；X轴正方向：为刀具离开工件旋转中心的方向。
2)对刀具旋转机床(铣、钻)
立式：
X轴：为水平的、平行于工件装夹面的坐标轴；正方向：从主轴向立柱看，立柱右方为正。
卧式：
X轴：为水平的、平行于工件装夹平面的坐标轴；正方向：从主轴向工件看，工件右方为正。
(3)Y轴坐标运动的定义
Y轴的正方向则根据X和Z轴按右手法则确定。
(4)旋转轴坐标运动的定义
旋转坐标轴A、B和C的正方向相应地在X、Y、Z坐标轴正方向上，按右手螺纹前进的方向来确定。
5、工件坐标系可以在工件坐标系中描述工件的几何形状，即NC程序中的数据要参照工件坐标系。
图3 工件坐标系 图4 车床坐标系
图5 立式铣床坐标系 图6 卧式铣床坐标系
三、坐标原点
在NC机床上可以确定不同的原点和参考点位置，这些参考点的作用：
1、用于机床定位；
2、对工件尺寸进行编程。它们是：
(1)机床原点(M)(Machine Origin或home position)是建立测量机床运动坐标的起始点。
(2)机床参考点(R)(reference point)用行程开关设置的一个物理位置，与机床原点的相对位置是固定的，机床出厂之前由机床制造商精密测量确定,一般来说，加工中心的参考点为机床的自动换刀位置。
图7 机床坐标系
(3)程序原点(W)
程序原点：又称工件原点(Part Origin)
工件坐标系：以工件原点为坐标原点建立起来的直角坐标系。
是编程员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点。
(4)装夹原点：Fixture Origin (又称卡盘零点)，可以与工件原点重合。
图8 数控车床 图9 数控镗铣床
四、绝对坐标和相对坐标
1、绝对坐标表示法：将刀具运动位置的坐标值表示为相对于坐标原点的距离，这种坐标的表示法称之为绝对坐标表示法。如图10所示。大多数的数控系统都以G90指令表示使用绝对坐标编程。
图10 绝对坐标表示法
图11 相对坐标表示法
2、相对坐标表示法：将刀具运动位置的坐标值表示为相对于前一位置坐标的增量，即为目标点绝对坐标值与当前点绝对坐标值的差值，这种坐标的表示法称之为相对坐标表示法。如图11所示。大多数的数控系统都以G91指令表示使用相对坐标编程，有的数控系统用X、Y、Z表示绝对坐标代码，用U、V、W表示相对坐标代码。在一个加工程序中可以混合使用这二种坐标表示法编程。