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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。 * N3 ^+ n7 z6 C d* S, Q# ]1 h& o
6 Y* i- N; Q$ 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:
E$ U0 ^! b8 j5 T* {' F5 ?& d ( U3 W5 X P v z+ U2 p1 j8 \" v& `1 P9 Q& r! H4 F$ W R8 i( V1 c7 |) b7 p# u* V

图1 立式和卧式数控机床的坐标系
/ U7 b# Y, J% ?" |. Z v

图2
+ G: f3 ?2 |3 Q

图3
" k5 F6 U: S5 s; Z( H
    9 D/ @9 h% q+ a4 O& ]
  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。 . E4 t5 s2 d9 M
  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。 9 k! G4 U% r0 P9 D: ]( p% v
  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。 9 U \% J' d7 @6 S
  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。
1 l" I* X6 n- q% X
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。 0 A7 h, y$ u% }! o
+ t% X; U% Z" N* w1 e" V* g
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。 t$ q0 X l# k9 f
    0 y4 \2 E4 F4 y+ {6 w' _
  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)。 - F4 R( J: g' T4 P
  2. 如果是用卧式机床加工,情况稍微复杂一些。
    - F6 k* A4 l9 }3 O0 g3 ?( J; b8 S% j( C0 ~6 ?1 c& I% [: i: Z; t" I& u. Q' e+ c6 w2 z* y! l- B# h

    图4
    - } {/ P. ~: t' e

    图5
    # {) `6 X' d% D

    图6
    ( T0 y2 w! f) o0 \( X6 F
    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)。 2 P- P8 U" }0 J* y. F
    1 l7 d) S L4 i8 S# {
    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)。 ; i5 Z2 h1 g/ i
    4 ]2 x# D! D; W, ?: N: W* {5 N; R
    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。
g2 ?$ B7 @ m+ t" y
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