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巧妙确定数控机床坐标系的一个方法

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发表于 2010-10-22 08:32:38 | 显示全部楼层 |阅读模式

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在数控机床程序编制中,机床坐标系的判定是重点和难点之一。在教学实践中,我摸索出了一个教会学生直观判定机床坐标系的方法,叙述如下。 $ r4 ?' R0 t6 Y, b/ T9 ] \
3 j+ t5 D# Z8 w. \
机床坐标系的判定有相应的国家标准。由于原文较长,现择其要点叙述如下:
- s/ n( @3 f/ n- B' S) P. K) v3 P9 j* G1 k% f+ s1 a+ A5 F8 s6 Q8 N7 H8 p7 ~9 B9 Z) x. d1 _3 I3 @$ ], R5 o, b7 L6 I4 ]( s/ R. u) n* h% D

图1 立式和卧式数控机床的坐标系
6 t S. o8 D0 L/ x

图2
2 @2 e" l3 J+ V# X7 w

图3
7 S' F* E* t1 [' k; m+ `
    . y7 k$ A( [- l* v4 a3 ?
  1. 永远假定刀具相对于静止的工件坐标系统运动。钻入或镗入工件的方向为负的Z坐标方向。 0 E, d3 K& \0 e1 b3 ~/ T% L- C) A
  2. Z坐标按照传递切削动力的主轴所在位置规定。Z坐标的正方向是增大工件和刀具距离的方向。 , Y& d2 ~$ a5 b! P; f
  3. 规定水平方向的坐标为X坐标,它平行于工件的装夹面。这是在刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。在刀具旋转的机床上(如铣床、钻床、镗床等),如Z坐标是水平时,当从主要刀具主轴向工件看时,+X运动方向指向右方;如Z坐标是垂直的,对于单立柱机床,当从主要刀具主轴向立柱看时, +X运动方向指向右方。 , a" p( W. [: {1 T/ e E: o
  4. Y坐标的运动方向,根据X和Y坐标的运动方向,按照右手直角笛卡尔坐标系统来确定。
; _6 z/ c" e* D& h8 D( {2 N2 K
图1是根据这个方法判定的立式和卧式数控机床坐标系的示意图。Z坐标的方向很容易判定,学员也容易理解。然而,对于X和Y坐标的方向,由于涉及因素过多(如刀具、工件、主轴、立柱、笛卡尔坐标和右手定则等),学员一时很难记忆和掌握,为下一步讲解带来了不小的困难。 / X' u/ W; E7 b
) ~/ }& ~* F0 G2 `1 }3 d6 e
为了解决这个困难,我让学生拿出一张白纸,告诉他们这张白纸就是我们的图样。不过不需要画具体的零件,只需要如图2所示画出X和Y两个坐标。 0 N5 W; ^9 ?& M" r, Y3 f( c
    a8 p4 p- ~6 u* I9 M& @" q
  1. 假设此图样要用立式数控机床加工,那么站在工作台前,将图样平铺到工件顶面上,加上已经判定的!坐标运动方向,整个机床的坐标系立刻直观地展现在面前(图3)。 * C! [4 A( a1 u3 C+ q5 E7 H- z) Q
  2. 如果是用卧式机床加工,情况稍微复杂一些。
    ) H5 M; C6 s8 A* J! W9 u" T8 r8 h; I2 s9 I/ k& a- Q$ ~( h# Z0 k$ C# a6 O6 P" q0 Q; D. o

    图4
    ; N* \4 ?8 M9 @" A

    图5
    . W& [4 T J% e$ w: I4 g

    图6
    5 j- q3 c4 f. g& e p: Y4 X
    首先,面向工件站立(这也是我们装夹和测量工件的位置),将图样贴在面对的工件表面(图4),然后,将工件回转180°,转至面对刀具的位置(图5)。 " E, E* ], X) _! p. d1 D! D9 o
    U8 i5 M) T2 [8 _# x) Z5 T4 A
    最后,加上早已确定好的Z坐标方向,卧式数控机床的坐标系方向就直观地展现出来了,与先前的判定完全一致(图6)。 , _1 x- Z) Q7 A/ x
    2 E. \6 e5 V/ t7 o7 n3 B: c& ?
    这种方法的优点一是非常直观,即使不站在机床面前,只是以眼前的课桌作为工作台模拟,学员也可以想像;二是通过这种方式告诉学员,一个零件是如何从图样变成一个成品的,对学员接下来要学习的零件工件坐标系的建立非常有好处。
9 q% v; L6 C. _& h2 L6 }
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