数控车床编程中的坐标系与编程零点分别是什么?

发布时间:2022-04-26 10:00:12 阅读数: 117

  (1)机床坐标系

  机床坐标系是机床上固有的坐标系,它用于确定被加工零件在机床中的坐标、机床运动部件的特殊位置(如换刀点、参考点)以及运动范围(如行程范围、保护区)等。数控机床采用ISO统一标准右手直角笛卡儿坐标系。机床坐标轴的命名方法如下图所示,三个坐标轴互相垂直,其中三个手指所指的方向分别为X轴、Y轴和Z轴的 正方向。此外,当机床运动多于X、Y、Z三个坐标时,则用U、V、W表示平行于X、Y、Z轴的第二组直线运动坐标,如果还有第三组直线运动,则分别命名为P、Q、R。用A、B、C分别表示绕X、Y、Z轴的旋转运动,其转动的正方向用右手螺旋定则,第二组回转运动,可命名为D、E。

  在编程时,为了编程的方便和统一,不论在加工中是刀具移动,还是被加工工件移动,一般都假定工件相对静止不动,而刀具在移动,并同时规定刀具远离工件的方向作为坐标的正方向。如果把刀具看作相对静止不动,工件移动,那么,坐标轴的符号右上角应加标注记(’),如X’、Y’、Z’等。标准规定:数控机床的主轴与机床坐标系的Z轴重合或平行。各种数控机床的坐标系见有关的标准规定。

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  (2) 机床零点与参考点

  机床坐标系的原点称为机床零点。机床零点是机床上的一个固定点,由机床制造厂确定。它是其它所有坐标系,如工件坐标系、编程坐标系以及机床参考点的基准点。

  数控车床的零点一般设在主轴前端面的中心,坐标系是从机床零点开始建立的X、Z轴二维坐标系。Z轴与主轴平行,为纵向进给方向;X轴与主轴垂直,为横向进给刀方向。

  数控铣床的零点位置,各生产厂家不一致。有的设在机床工作台中心,有的设在进给行程范围的终点。

  数控机床的参考点是用于对机床工作台(或滑板)与刀具相对运动的增量测量系统进行定标和控制的点。参考点的位置是由每个运动轴上的挡铁和限位开关精确的预先确定好的。因此,参考点对机床零点的坐标是一个固定的已知数。在增量(或相对)测量系统中,数控机床加工零件的过程为:首先接通机床总开关和控制系统开关,然后机床从任一位置返回参考点,挡铁打开参考点开关,测量系统置零,即标定了测量系统。之后,刀具在移动过程中,屏幕随时显示刀具的实际位置。装有绝对测量系统的机床,由于具有坐标轴的精确坐标值,并能随时读出,故不需要参考点。绝大多数数控机床采用增量式测量系统,需要返回参考点。

  (3) 工件坐标系与工件零点

  编程尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定。工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素(点、直线、圆弧等)的位置而建立的坐标系,工件坐标系的原点即是工件零点。选择工件零点的原则是便于将工件图的尺寸方便地转化为编程的坐标值和提高加工精度,故一般选在工件图样的尺寸基准上,能使工件方便地装卡、测量和检验的位置,尺寸精度和粗糙度要求比较高的工件表面上,对称几何图形的对称中心上。车削工件零点一般放在工件的右端面或左端面,且与主轴中心线重合的地方。铣削工件零点一般设在工件外轮廓的基一角上,进刀深度方向的工件零点大多取在工件表面。

  (4) 编程零点

  编程零点是编程坐标系的零点,即是程序零点。一般对于简单零件,工件零点就是编程零点。即编程坐标系就是工件坐标系。因此,编程尺寸按工件坐标系中的尺寸确定。而对于形状特别复杂的零件,需要几个程序或子程序。为了编程方便和减少许多坐标值的计算,编程零点就不一定设在工件零点上,而设在便于程序编制的位置。

  (5) 绝对尺寸与增量尺寸

  零件图上尺寸的标注分为两类:绝对尺寸和增量尺寸。绝对尺寸标注的零件尺寸,是从工件坐标系的原点进行标注的(即坐标值);增量尺寸标注某点零件尺寸,是相对它前一点的位置增量进行标注的,即零件上后一点的位置是前一点为零点进行标注的。当对零件的轮廓加工进行编程时要将图纸上的尺寸换算成点的坐标值。如果选用的工件零点、编程零点位置不同,采用的尺寸标注方式不同(绝对尺寸或增量尺寸),其点的坐标值也不同[7]。


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