數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)概述

1、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)概述數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟數(shù)控編程是指從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全部工作過程。編程工作主要包括：1分析零件圖樣和制定工藝方案 2數(shù)學(xué)處理3編寫零件加工程序 4程序檢驗(yàn) 分析零件圖樣和制定工藝方案 數(shù) 學(xué) 處 理 編 寫 程 序 程 序 校 驗(yàn)修 改22、數(shù)控程序編制的方法 數(shù)控加工程序的編制方法主要有兩種：手工編制程序和自動(dòng)編制程序。1手工編程手工編程指主要由人工來完成數(shù)控編程中各個(gè)階段的工作。 零件圖樣工藝人員夾具表機(jī)床表刀具表工藝規(guī)程編程人員加工程序初稿加工程序修 改編程手冊(cè)3數(shù)控機(jī)床在加工時(shí)，坐標(biāo)系頁(yè)面上一般都顯示四個(gè)坐標(biāo)系：相對(duì)坐標(biāo)系、剩余坐標(biāo)系、絕對(duì)坐標(biāo)系工件坐

2、標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系。在數(shù)控編程時(shí)，需要重點(diǎn)掌握和了解的是機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。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，它是制造、調(diào)整機(jī)床的根底，也是建立工件坐標(biāo)系的根底。機(jī)床坐標(biāo)系在出廠前已經(jīng)調(diào)整好，一般情況下，不允許用戶進(jìn)行變動(dòng)。機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)(一般用M表示)也叫機(jī)床零點(diǎn)。機(jī)床零點(diǎn)M是建立其它坐標(biāo)系的基準(zhǔn)。不同的機(jī)床，機(jī)床的零點(diǎn)的位置也不同。機(jī)床零點(diǎn)一般不能直接測(cè)量，所以在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)就設(shè)定一個(gè)與機(jī)床零點(diǎn)有固定位置關(guān)系的點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫機(jī)床參考點(diǎn)一般用R表示，通過讓機(jī)床返回參考點(diǎn)來建立起數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系。4機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)置 機(jī)床原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，即機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。它在機(jī)床

3、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)。1數(shù)控車床的原點(diǎn)在數(shù)控車床上，機(jī)床原點(diǎn)一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點(diǎn)處。同時(shí)，通過設(shè)置參數(shù)的方法，也可將機(jī)床原點(diǎn)設(shè)定在X、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上。 5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)。 機(jī)床參考點(diǎn)的位置是由機(jī)床制造廠家在每個(gè)進(jìn)給軸上用限位開關(guān)精確調(diào)整好的，坐標(biāo)值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點(diǎn)對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)數(shù)。 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；而在數(shù)控車床上機(jī)床參考點(diǎn)是離機(jī)床原點(diǎn)最遠(yuǎn)的極限點(diǎn)。以下圖為數(shù)控車床的參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)。6編程坐標(biāo)系編程坐標(biāo)系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工

4、工藝等建立的坐標(biāo)系。編程坐標(biāo)系一般供編程使用，確定編程坐標(biāo)系時(shí)不必考慮工件毛坯在機(jī)床上的實(shí)際裝夾位置。如以下圖所示，其中O2即為編程坐標(biāo)系原點(diǎn)。7 編程原點(diǎn)是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)。 編程原點(diǎn)應(yīng)盡量選擇在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，編程坐標(biāo)系中各軸的方向應(yīng)該與所使用的數(shù)控機(jī)床相應(yīng)的坐標(biāo)軸方向一致，如以下圖所示為車削零件的編程原點(diǎn)。8加工坐標(biāo)系 1、加工坐標(biāo)系確實(shí)定 加工坐標(biāo)系是指以確定的加工原點(diǎn)為基準(zhǔn)所建立的坐標(biāo)系。 加工原點(diǎn)也稱為程序原點(diǎn)，是指零件被裝夾好后，相應(yīng)的編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。92、加工坐標(biāo)系的設(shè)定在機(jī)床坐標(biāo)系中直接設(shè)定加工原點(diǎn)。例：以以下圖為

5、例，在配置FANUC-OM系統(tǒng)的立式數(shù)控銑床上設(shè)置加工原點(diǎn)03。1加工坐標(biāo)系的選擇 編程原點(diǎn)設(shè)置在工件軸心線與工件底端面的交點(diǎn)上。設(shè)工作臺(tái)工作面尺寸為800mm320mm，假設(shè)工件裝夾在接近工作臺(tái)中間處，那么確定了加工坐標(biāo)系的位置，其加工原點(diǎn)03就在距機(jī)床原點(diǎn)O1為X3、Y3、Z3處。并且X3=-345.700mm, Y3=-196.220mm, Z3=-53.165mm。2設(shè)定加工坐標(biāo)系指令1G54G59為設(shè)定加工坐標(biāo)系指令。G54對(duì)應(yīng)一號(hào)工件坐標(biāo)系，其余以此類推?？稍贛DI 方式的參數(shù)設(shè)置頁(yè)面中，設(shè)定加工坐標(biāo)系。如對(duì)已選定的加工原點(diǎn)O3，將其坐標(biāo)值X3=-345.700mm,Y3=-196

6、.220mm,Z3=-53.165mm10數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系 坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)方向及其命名 統(tǒng)一規(guī)定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸及其運(yùn)動(dòng)的方向，可使編程方便，并使編出的程序?qū)ν愋蜋C(jī)床有通用性。同時(shí)也給 維修和使用帶來極大的方便。ISO和我國(guó)都擬定了命名的標(biāo)準(zhǔn)。11 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系 ISO和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：數(shù)控機(jī)床的每個(gè)進(jìn)給軸(直線進(jìn)給、圓進(jìn)給) 定義為坐標(biāo)系中的一個(gè)坐標(biāo)軸。數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：右手笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)；12根本坐標(biāo)系：直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系X.Y.Z。坐標(biāo)軸相互關(guān)系：由右手定那么決定?；剞D(zhuǎn)坐標(biāo) 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓進(jìn)給坐標(biāo) 軸分別用A.B.C表示， 坐標(biāo)軸相互關(guān)系由右 手螺旋法那么而定。XYZX、Y、Z+A、+B

7、、+CXZY+C+B+A13坐標(biāo)軸方向：定義為刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的方向。 編程時(shí)不必知道機(jī)床運(yùn)動(dòng)的具體配置，就能正確地進(jìn)行編程。附加坐標(biāo)軸：平行于根本坐標(biāo)系中坐標(biāo)軸的進(jìn)給軸，用U.V.W表示。 14Z坐標(biāo)軸方位 Z坐標(biāo)平行主軸軸線的進(jìn)給軸。 沒有主軸或有多個(gè)主軸： 垂直于工件裝夾面的方向?yàn)閆坐標(biāo)。 主軸能擺動(dòng)：在擺動(dòng)的范圍內(nèi)只與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中的某一坐標(biāo)平行時(shí)，那么這個(gè)坐標(biāo)便是Z坐標(biāo)；假設(shè)在擺動(dòng)的范圍內(nèi)與多個(gè)坐標(biāo)平行，那么取垂直于工件裝夾面的方向?yàn)閆坐標(biāo)。15立式5軸數(shù)控銑床的坐標(biāo)系Z坐標(biāo)正方向規(guī)定：刀具遠(yuǎn)離工件的方向。+Z+Z16+Z17X坐標(biāo) 在刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上銑床、鉆床、鏜床等。Z軸水平臥式，

8、那么從刀具(主軸)向工件看時(shí)，X坐 標(biāo)的正方向指向右邊。+Z+X18Z軸鉛直立式：?jiǎn)瘟⒅鶛C(jī)床，從刀具向立柱看時(shí)，X的正方向指向右邊；+Z立式5軸數(shù)控銑床的坐標(biāo)系+Z+X+X19+Z Z軸鉛直立式：雙立柱機(jī)床(龍門機(jī)床)， 從刀具向左立柱看時(shí)， X軸的正方向指向右邊。+X20在工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上車床、磨床等，X軸的運(yùn)動(dòng)方向是工件的徑向并平行于橫向溜板，且刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是X軸的正方向。+Z+X21Y坐標(biāo) 利用已確定的X、Z坐標(biāo)的正方向，用右手定那么或右手螺旋法那么，確定Y坐標(biāo)的正方向。右手定那么：大姆指指向+X，中指指向+Z，那么+Y方向?yàn)槭持钢赶?。右手螺旋法那么：在X Z平面，姆指之外

9、四指從Z抓向X，姆指所指的方向?yàn)?y。 22立、臥式數(shù)控銑床+Z+X+Z+X+Y+Y23+Z+X+Y立式5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床+Z+X+Y龍門數(shù)控銑床24+Z+Y+Z+Y/+C+A+C5. 回轉(zhuǎn)坐標(biāo) A、B、C +X+X25立式5軸數(shù)控銑床的坐標(biāo)系+Z+X+Y+A+C+W6. 輔助坐標(biāo) U、V、W 26二、機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系編程總是基于某一坐標(biāo)系統(tǒng)的，因此，弄清楚數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的概念及相互關(guān)系是至關(guān)重要的。27機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系 機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn)。這個(gè)原點(diǎn)是在機(jī)床調(diào)試完成后便確定了，是機(jī)床上固有的點(diǎn)。機(jī)床原點(diǎn)的建立：用回零方式建立。機(jī)床原點(diǎn)建立過程實(shí)質(zhì)上是機(jī)床坐標(biāo)系建立過程

10、28機(jī)床坐標(biāo)系以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)的坐標(biāo)系，是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，它具有唯一性。機(jī)床坐標(biāo)系是數(shù)控機(jī)床中所建立的工件坐標(biāo)系的參考坐標(biāo)系。注意：機(jī)床坐標(biāo)系一般不作為編程坐標(biāo)系， 僅作為工件坐標(biāo)系的參考坐標(biāo)系。29工件原點(diǎn)與工件坐標(biāo)系工件原點(diǎn)：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點(diǎn)或與之相關(guān)的點(diǎn)。該點(diǎn)也可以是對(duì)刀點(diǎn)重合。工件坐標(biāo)系：以工件原點(diǎn)為零點(diǎn)建立的一個(gè)坐標(biāo)系，編程時(shí)，所有的尺寸都基于此坐標(biāo)系計(jì)算。工件原點(diǎn)偏置：工件隨夾具在機(jī)床上安裝后，工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)間的距離。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床均可設(shè)置多個(gè)工件坐標(biāo)系，在加工時(shí)通過G指令進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 30Y軸偏置量X軸偏置量工件原點(diǎn)Z軸偏置量Y軸機(jī)床原點(diǎn)X軸Z軸臥式數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系X軸Z軸偏置量Y軸Y軸偏置量X軸偏置量機(jī)床原點(diǎn)工件原點(diǎn)立式數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系Z軸31三、絕對(duì)坐標(biāo)編程和相對(duì)坐標(biāo)編程 定義 絕對(duì)坐標(biāo)編程：工件所有點(diǎn)的坐標(biāo)值基于某一坐標(biāo)系機(jī)床或工件