數(shù)控車床坐標系及對刀

1、第一章數(shù)控機床的基本操作第一章數(shù)控機床的基本操作第三節(jié)第三節(jié) 數(shù)控車床坐標系及對刀數(shù)控車床坐標系及對刀湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系1、數(shù)控機床坐標系作用2、坐標系坐標軸方向的確定3、了解機床坐標系與工件坐標系之間關(guān)系4、掌握數(shù)控車對刀原理及方法湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系 普通機床的加工時靠人為的搖動手柄控制的，那么數(shù)控機床是如何讓刀架自動走到我們要求的位置呢？用什么方法來表示刀架的移動及其具體位置呢？湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系答：依靠程序控制刀具走到我們要求的位置進行切削加工。這里的位置又如何描述？如何準確的描述出我們要求的位置？答：采用坐標方式來描述，

2、每一個位置即每一個都有一個唯一的坐標值，數(shù)控編程的原理就是控制刀具從一個點走到下一個點。 既然要坐標值，要么就需要有坐標系。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系一、機床坐標系1、機床坐標系作用數(shù)控機床坐標系是為了數(shù)控機床坐標系是為了確定工件在機床中的位置，機床運動部件特殊位置及運確定工件在機床中的位置，機床運動部件特殊位置及運動范圍，即描述機床運動，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息而建立的幾何坐標系動范圍，即描述機床運動，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息而建立的幾何坐標系。通過機床坐標。通過機床坐標系的建立，可確定機床位置關(guān)系，獲得所需的相關(guān)數(shù)據(jù)系的建立，可確定機床位置關(guān)系，獲得所需的相關(guān)數(shù)據(jù)。機床坐標系機床坐標系原點原點工件坐標系工件坐

3、標系原點原點湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系2、機床坐標系確定原則 1、刀具相對靜止工件而運動的原則 假設(shè)：工件固定，刀具相對工件運動。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)零件圖樣確定機床的加工過程湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系2、標準坐標系（機床坐標系）的規(guī)定 標準坐標系采用右手直角笛卡兒定則?；咀鴺溯SX、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)運動及其正方向+A、+B、+C分別用右手螺旋定則判定，拇指為X、Y、Z的正向，四指彎曲的方向為對應(yīng)的A、B、C的正向。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系

4、ISO標準規(guī)定：標準規(guī)定：(1)不論機床的具體結(jié)構(gòu)，一律看作是工件相對靜止，刀具運動。一律看作是工件相對靜止，刀具運動。 (2) 機床的直線坐標軸機床的直線坐標軸X、Y、Z的判定順序是：先的判定順序是：先Z軸，再軸，再X軸，最軸，最后按右手定則判定后按右手定則判定Y軸。軸。(3) 增大工件與刀具之間距離的方向為坐標軸正方向增大工件與刀具之間距離的方向為坐標軸正方向湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系3、坐標軸運動方向規(guī)定1、X、Y、Z坐標軸與正方向的確定 Z坐標軸：坐標軸： Z坐標軸的運動由坐標軸的運動由傳遞切削力的主軸決定傳遞切削力的主軸決定，與主軸平行的標準坐標軸為與主軸平行的標準坐標軸為Z坐標

5、坐標軸，其正方向為增加刀具和工件之間距離的方向。軸，其正方向為增加刀具和工件之間距離的方向。若機床沒有主軸（刨床），則若機床沒有主軸（刨床），則Z坐標軸垂直與工件裝夾面。坐標軸垂直與工件裝夾面。若機床有幾個主軸，可選擇一個垂直與工件裝夾面的主要軸為主軸，并以它確若機床有幾個主軸，可選擇一個垂直與工件裝夾面的主要軸為主軸，并以它確定定Z坐標軸坐標軸湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系X坐標軸：對于對于工件旋轉(zhuǎn)的機床工件旋轉(zhuǎn)的機床（車床、磨床車床、磨床），），X坐標的方向在工件的徑向上坐標的方向在工件的徑向上，并且平，并且平行與橫滑座，行與橫滑座，刀具離開工件回轉(zhuǎn)中心的方向為刀具離開工件回轉(zhuǎn)中心的方向為

6、X坐標的正方向坐標的正方向。對于對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床刀具旋轉(zhuǎn)的機床（銑床銑床），），若若Z坐標軸是水平的坐標軸是水平的（臥式銑床臥式銑床），當由主軸），當由主軸向工件看時，向工件看時，X坐標軸的正方向指向右方；坐標軸的正方向指向右方；若若Z坐標軸是垂直的坐標軸是垂直的（立式銑床立式銑床），），當由主軸向立柱看時，當由主軸向立柱看時，X坐標軸的正方向指向右方；對于坐標軸的正方向指向右方；對于雙立柱的龍門銑床雙立柱的龍門銑床，當由主軸向左側(cè)立柱看時，當由主軸向左側(cè)立柱看時，X坐標軸的正方向指向右方。坐標軸的正方向指向右方。對對刀具和工件均不旋轉(zhuǎn)的機床刀具和工件均不旋轉(zhuǎn)的機床（刨床刨床），），X坐標平

7、行于主要切削方向，并以該坐標平行于主要切削方向，并以該方向為正方向。方向為正方向。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系Y坐標軸： 根據(jù)根據(jù)X、Z坐標軸，按照右手直角笛卡兒坐標系確定。坐標軸，按照右手直角笛卡兒坐標系確定。注：如在注：如在X、Y、Z主要直線運動之外還有第二組平行于它們的運動，可分主要直線運動之外還有第二組平行于它們的運動，可分別將它們坐標定為別將它們坐標定為U、V、W。 湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系二、機床坐標系與工件坐標系1、機床原點 現(xiàn)代數(shù)控機床都有一個基準位置，稱為機床原點，是機床制造商設(shè)置在機床上的一個物理位置，其作用是使機床與控制系統(tǒng)同步，建立

8、測量機床運動坐標的起始點。 機床坐標系原點是指在機床上設(shè)置的一個固定點，即機床原點。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。一般取在機床運動方向的最遠點。 通常車床的機床零點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。 湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系2、機床參考點也是機床上的一個固定點，不同于機床原點。機床參考點對機床原點的坐標是已知值，既可根據(jù)機床參考點在機床坐標系中的坐標值間接確定機床原點的位置回零操作（回參考點）后表明機床坐標系建立注：開機之后第一步就是進行數(shù)控機床的回零操

9、作，其目的就是建立機床坐標系。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系3、工件坐標系 工件坐標系是人為設(shè)定的，設(shè)定的依據(jù)是既要符合尺寸標注的習慣，工件坐標系是人為設(shè)定的，設(shè)定的依據(jù)是既要符合尺寸標注的習慣，又要便于坐標計算和編程。一般工件坐標系的原點最好選擇在工件的定又要便于坐標計算和編程。一般工件坐標系的原點最好選擇在工件的定位基準、尺寸基準或夾具的適當位置上。位基準、尺寸基準或夾具的適當位置上。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系工件坐標系：編程人員在編程時設(shè)定的坐標系，稱為工件（編程）坐標系。工件坐標系坐標軸的確定與機床坐標系坐標軸方向一致。工件坐標系原點：也稱為工件原點或編程原點，由編程人員根據(jù)編程計

10、算方便性、機床調(diào)整方便性、對刀方便性、在毛坯上確定的幾何基準點，一般為零件圖上最重要的設(shè)計基準點工件原點選擇： 與設(shè)計基準一致 盡量選在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面 最好在工件的對稱中心上 要便于測量和檢測湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系小結(jié)： 機床坐標系是機床上固有的坐標系，是用來確定工件坐標系的基本坐標系，是確定刀具(刀架)或工件(工作臺)位置的參考系。 確定數(shù)控機床坐標系時總是假設(shè)工件固定，刀具相對工件運動。標準坐標系采用右手直角笛卡兒定則判斷，直線坐標軸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。 機床坐標系原點是指在機床上設(shè)置的一個固定點，是數(shù)控機床進行加工運動的

11、基準參考點；機床參考點對機床原點的坐標是已知值，既可根據(jù)機床參考點在機床坐標系中的坐標值間接確定機床原點的位置；編程人員在編程時設(shè)定的坐標系稱工件坐標系，工件坐標系坐標軸的確定與機床坐標系坐標軸方向一致。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系三、建立工件坐標系的方法對刀 通過以上分析，工件坐標系更方便我們編程，同時相關(guān)的計算也簡單些，那么如何建立工件坐標系？對刀原理：建立一個坐標系，需要正方向和坐標原點 ，而在數(shù)控機床中，X、Y、Z的正方向基本上是固定的，那么只需要確定工件坐標系的原點那么坐標系就確定了。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系 通常的，數(shù)控車床我們習慣性的將工件坐標系建立在工件右端面的中心，這

12、樣比較方便我們進行編程和計算。 通過數(shù)學(xué)分析，兩條不想交的直線必然相交于一個點。根據(jù)這個原則，我們采用試切法，平斷面和試切直徑的方法來進行對刀建立工件坐標系。湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系 試切法對刀工件和刀具裝夾完畢，驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，移動刀架至工件試切一段外圓。然后保持X坐標不變移動Z軸刀具離開工件，測量出該段外圓的直徑。將其輸入到相應(yīng)的刀具參數(shù)中的刀長中（即刀偏表中的試切直徑中），系統(tǒng)會自動用刀具當前X坐標減去試切出的那段外圓直徑，即得到工件坐標系X原點的位置。再移動刀具試切工件一端端面，在相應(yīng)刀具參數(shù)中的刀寬中（即刀偏表中的試切長度中）輸入Z0，系統(tǒng)會自動將此時刀具的Z坐標減去剛才輸入的數(shù)值，即得工件坐標系Z原點的位置。如下圖湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系試切直徑。退刀，主軸停止，測量。試切退刀湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系主軸停止，測量。如圖為44.834湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程