数控机床及装备

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2. 1 数控机床及坐标系
• 标准规定上面的法则适用于工件固定，刀具移动的情况;如果实际机 床是工件移动，刀具固定，则坐标轴的正方向反向，并加“‘”表示， 如图2 -3和图2 -4所示。
• 这样规定之后，编程员在编程时不必考虑具体的机床上是将工件固 定还是将工件移动进行的加工，而是永远假设工件固定不动，刀具移 动来决定机床坐标的正方向。
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2. 2 常用坐标系
• (1)打开电源。 • (2)选择机床回参考点的模式。 • (3)选择第一根轴(车床是X轴，铣床是Z轴)回参考点。 • (4)对其他轴回参考点。 • (5)检查达位显示器是否亮。 • (6)检查位置显示屏。 • (7)如果需要，将显示屏显示数值设置为0.
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• 标准规定直角坐标系的直线轴X, Y, Z三者的关系及其方向由右手定 则判断，即拇指、食指、中指分别表示X, Y, Z轴及其方向，A, B, C 的正方向用右手螺旋法则判定，即分别用右手握着直线轴X,Y, Z，其 中拇指指向X, Y、Z的正方向，则其余四指握拳方向分别代表回转轴 A、B, C的正方向，如图2一1所示。
2. 2 常用坐标系
• 2.2.2 工件坐标系
• 工件坐标系是以工件原点为基准而建立的坐标系，是用于确定与机 床坐标系、刀具参考点以及图纸尺寸的关系的，由编程人员确定。从 理论上讲，工件原点的位置可以任意确定，但由于实际机床操作中的 限制，只能考虑最有利于加工的可能方案，而且工件原点的位置会直 接影响工件的安装调试和加工效率，如图2一6、图2一7所示。
为Z坐标轴的方向;如果主轴能够摆动，则选垂直于工件装夹平面的方 向为Z坐标轴的方向;如果机床无主轴，则选垂直于工件装夹平面的方 向为Z坐标轴的方向。图2 -2所示为数控车床的Z坐标轴。
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2. 1 数控机床及坐标系
• 2. X坐标轴 • X坐标轴通常平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。确定X轴的
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2. 2 常用坐标系
• 用户购买数控机床时，不可避免地会碰到这些问题。一个特定的工 件，必须由一个厂家生产的机床来加工，而机床又使用了不同厂家的 控制系统、刀具和刀架，这种组合就像是从来没有一起演出过的一流 音乐家的四重奏，这种情形就需要协调。数控机床加工零件的过程是 通过机床、刀具和工件三者的协调运动完成的。坐标系正是起这种协 调作用的。它能保证各部分按照一定的顺序运动而不至于互相干涉。 数控加工中常用到两个坐标系和一个参考点，即机床坐标系、工件坐 标系、刀具参考点。
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2. 1 数控机床及坐标系
• 2. 1 .2 坐标轴及方向的确定
• 标准规定:机床某部件运动的正方向，是增大工件与刀具之间距离的 方向，坐标轴确定顺序为:先确定Z轴，再确定X轴，最后确定Y轴。
• 1.Z坐标轴 • Z坐标轴是由传递主切削动力的主轴所决定的，一般平行于数控机
床主轴轴线的坐标轴即为Z坐标 • 轴，Z坐标轴的正向为刀具离开工件的方向。 • 如果机床上有几个主轴，则选一个垂直于工件装夹平面的主轴方向
方向时，要考虑两种情况: • (1)如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为x坐标轴的正方
向。 • 如图2一2所示数控车床的x坐标轴。 • (2)如果刀具做旋转运动，则分为两种情况:当Z坐标轴水平时，观
察者沿刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方，图2 -3所示为卧 式数控铣床的X坐标轴;当Z坐标轴垂直时，观察者面对刀具主轴向立 柱看时，+X运动方向指向右方，图2一4所示为立式数控铣床的X坐标 轴。
• 工件安装在机床的工作台上，其相对位置是通过机床坐标系确定的， 而刀具相对于工件的运动是通过工件坐标系确定的，刀具参考点则代 表了刀具与工件的接触点。
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2. 2 常用坐标系
• 2. 2. 1 机床坐标系
• 机床坐标系是以机床原点(或零点)为基准而建立的坐标系，机床原点
的位置随机床生产厂家的不同而不同，是机床设计和调整的基准点。 数控机床原点一般位于每根直线移动轴行程范围的正半轴的末端。笼 统地说，数控机床有两根、三根或者更多的直线移动轴，这由机床的 类型来决定。厂家为每一根直线移动轴设定了一个最大的行程范围， 每一根直线移动轴的行程范围都不一样。如果数控操作人员超过任一 直线移动轴的范围，就会发生超程错误。在机床的调整过程中，尤其 是在电源打开以后，所有轴预先设置位置应该始终一致，不随日期和 工件的改变而改变。这一步骤在现代机床上可以通过返回机床参考点 操作来实现。手动机床返回参考点包括以下几个步骤:
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2. 1 数控机床及坐标系
• 2. 1 .1 标准坐标系
• 国际标准化组织(ISO)对数控机床的坐标和方向制定了统一的标准 (ISO 841; 1974)，我国一也同样采用了这个标准，命名为JB/T 30511991数控机床坐标和运动方向。
• 标准规定标准坐标系为右手直角笛卡儿坐标系。规定基本的直线运 动坐标轴用X, Y, Z表示，围绕X, Y, Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用 A, B, C表示。
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2. 1 数控机床及坐标系
• 3. Y坐标轴 • 在确定X, Z坐标轴的正方向后，可以用根据X和Z坐标轴的方向，按照
石手直角笛卡儿坐标系来确定Y坐标轴的方向。图2一3所示为数控铣 床的Y坐标轴。 • 4.附加坐标系 • 此外，如果在基本的直角坐标轴X, Y, Z之外，还有其他轴线平行于 X , Y,Z轴，则附加的直角坐标系指定为Il, V, W和P, Q, R，图2 -5所示 为数控铣床的附加坐标系。
第2章 数控机床及装备
• 2. 1 数控机床及坐标系 • 2. 2 常用坐标系 • 2. 3 数控加工常用装备
第2章 数控机床及装备
• 数控加工中，对零件上某一个位置的描述是通过坐标来完成的。零 件上任何一个位置都可以参照某一个基准点，准确地用坐标描述，这 个基准点常被称为坐标系原点。进行数控加工之前，必须建立适当的 坐标系。而且数控机床的用户、数控机床制造厂及数控系统生产厂也 必须要有一个统一的坐标系标准。