数控机床的坐标系统

progress123

1 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。
  w3 M9 ?! \9 z0 b# d9 v) q1 ]
图1  右手直角笛卡尔坐标系
# T1 [, P. ]  M9 t9 a2 坐标轴及其运动方向命名原则
8 f0 O0 J. A6 c; ^  O/ B1.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,
: F% e- D! g1 B: D, V2.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。
# W4 F$ S9 R+ f; x1 o0 i4.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。

. M8 }" C. J( d4 G8 K% ka)数控车床         b) 立式数控镗铣床      c) 卧式数控镗铣床
: M6 c. n7 _" ]. ^" v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
$ B' M, Z/ {% v7 S2 a  ~$ q+ vZ 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。
+ p! A/ X' c: t(2)X轴坐标运动的定义
' z( V) |' Z, h/ r' ~9 ?9 e$ V* S5 Y1)对工件旋转机床(车、磨)
0 y5 k  e& _) b4 s* z3 B; gX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)
1 h/ p( B$ O" M立式：
$ L% V9 w9 s1 b: H0 }/ {, b5 UX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。
) A" q' y+ ?7 p' d3 {& F- M卧式：
2 Z9 z8 z7 g+ n- sX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。
- D$ q' H" E- z1 E9 C4 j8 y(3)Y轴坐标运动的定义
9 F# @# G, t, Z  C& g( @0 tY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。
% q: c; L" h5 h0 D+ p
图3  工件坐标系                        图4  车床坐标系
- L- b; h  S7 X, Q; A3 r
7 t) a6 F4 x& A% o. e5 L图5  立式铣床坐标系                   图6  卧式铣床坐标系
; ?& U: Q! d& a- _' T3 坐标原点
" X; B+ s7 o/ Z' N# O2 H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：
$ e8 `' S, U. y& f& h4 O1.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。
6 @: Z3 R) _2 p9 ~
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)
$ C9 ]; I; G/ M1 b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。
! n: F' F: f: t+ O是编程员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点。
( {7 ^6 V) T7 S% i9 d% o(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
4 绝对坐标和相对坐标
6 K: D- S% h% z1.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。
$ e* Q1 Z7 o5 X: Y: W( w
图10  绝对坐标表示法
5 q3 z  E& E' @5 I4 d, Y" r: c1 F
图11  相对坐标表示法
& Y' K, g5 g: w2.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。
文章关键词： 数控机床