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关于数控机床坐标系,你了解多少?

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作者:dwzc 
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机器人资讯 新技术产生 发布时间:2021-7-25 15:11:38
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dwzc 发表于 2021-7-25 15:11:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
数控机床就是在数字控制下,能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。
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一、笛卡尔直角坐标系


数控机床的坐标系按国际标准化组织标准规定为右手直角笛卡尔坐标系,如下图所示。


1、伸出右手的大拇指、食指和中指,并互为90°。则大拇指代表X坐标,食指代表Y坐标,中指代表Z坐标。


2、大拇指的指向为X坐标的正方向,食指的指向为Y坐标的正方向,中指的指向为Z坐标的正方向。


3、围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示,根据右手螺旋定则,大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向,则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。


二、 数控车床坐标系


(一) 坐标轴及其运动方向


1、机床相对运动的规定


在机床上,我们始终认为工件静止,而刀具是运动的。这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下,就可以依据零件图样,确定机床的加工过程。


2、机床坐标系的规定


标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。


在数控机床上,机床的动作是由数控装置来控制的,为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动,必须先确定机床上运动的位移和运动的方向,这就需要通过坐标系来实现,这个坐标系被称之为机床坐标系。


3、运动方向的规定


增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向,刀具切入工件的方向为负方向。下图为数控车床上两个运动的正方向。


4、坐标轴方向的确定


(1)Z坐标


Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的,即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标,Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。


(2)X坐标


X坐标平行于工件的装夹平面,一般在水平面内。确定X轴的方向时,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坐标的正方向。


2)如果刀具做旋转运动,则分为两种情况: Z坐标水平时,观察者沿刀具主轴向工件看时,+X运动方向指向右方;Z坐标垂直时,观察者面对刀具主轴向立柱看时,+X运动方向指向右方。 下图所示为数控车床的X坐标。


(3)Y坐标


在确定X、Z坐标的正方向后,可以用根据X和Z坐标的方向,按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。


三、机床坐标系和工件坐标系


(一)机床坐标系原点 是指在机床上设置的一个固定点。它在机床装配、调试时就已确定下来,是数控机床进行加工运动的基准参考点。


(1)数控车床的原点在数控车床上,机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时,通过设置参数的方法,也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。


(2)机床参考点:机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。


机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的,坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。


通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的;而在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。下图为数控车床的参考点与机床原点。


(二)工件坐标系


编程人员在编程时设定的坐标系,也称为编程坐标系。


工件坐标系的原点就是工件原点,也叫做工件零点。与机床坐标系不同,工件坐标系是人为设定的。


选择工件坐标系的原点的一般原则是:


a.尽量选在工件图样的基准上,便于计算,减少错误,以利于编程。


b.尽量选在尺寸精度高,粗糙度值低的工件表面上,以提高被加工件的加工精度。


c.要便于测量和检验。


d.对于对称的工件,最好选在工件的对称中心上。


e.对于一般零件,选在工件外轮廓的某一角上。


f.Z轴方向的原点,一般设在工件表面。

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