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數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系
日期：2010年11月29 來(lái)源：沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán) 關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床
在數(shù)控編程時(shí)，為了描迷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)化程序編制的方法及保證記錄數(shù)據(jù)的互換性，數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向均已標(biāo)準(zhǔn)化，ISO和我國(guó)都擬定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
1機(jī)床坐標(biāo)系
(1)機(jī)床坐標(biāo)系的確定
1)機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)定
無(wú)論機(jī)床的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是如何分配的，我們都假定工件靜止，刀具運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給，這并沒(méi)有改變其相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。這樣，編程人員不必考慮機(jī)床實(shí)際運(yùn)動(dòng)的情況，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機(jī)床的加工過(guò)程。
2)機(jī)床坐標(biāo)系的規(guī)定
在數(shù)控機(jī)床上，機(jī)床的動(dòng)作是由數(shù)控裝置來(lái)控制的，為了確定數(shù)控機(jī)床上的成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)，必須先確定機(jī)床上運(yùn)動(dòng)的位移和運(yùn)動(dòng)的方向，這就需要通過(guò)坐標(biāo)系來(lái)實(shí)現(xiàn)，這個(gè)坐標(biāo)系被稱(chēng)之為機(jī)床坐標(biāo)系。
標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床坐標(biāo)系采用右手笛卡兒直角坐標(biāo)系，其x、Y、z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系由右手定則決定：伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為900．則大拇指代表x坐標(biāo)，食指代表 Y坐標(biāo)，中指代表Z坐標(biāo)。大拇指的指向?yàn)樯w坐標(biāo)的正方向，食指的指向?yàn)閥坐標(biāo)的正方向，中指的指向?yàn)閆坐標(biāo)的正方向。圍繞X、r、Z坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別用A、8、C表示，根據(jù)右手螺旋定則，大拇指的指向?yàn)樯w、y、Z坐標(biāo)中任意軸的正向，則其余四指的旋轉(zhuǎn)方向即為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)^、B、C的正向。
1)Z坐標(biāo)
Z坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向是由傳遞切削動(dòng)力的主軸所決定的，即平行于主軸軸線的坐標(biāo)軸即為Z坐標(biāo)，Z坐標(biāo)的正向?yàn)榈毒唠x開(kāi)工件的方向，如圖2-4和圖2-5所示。
如果機(jī)床上有幾個(gè)主軸，則選垂直于工件裝夾表面的一個(gè)主軸作為主要主軸。平行于主要主軸軸線的方向即為Z坐標(biāo)方向。如果主軸能夠擺動(dòng)，在擺動(dòng)范圍內(nèi)只與主坐標(biāo)系中的一個(gè)坐標(biāo)平行時(shí)，則這個(gè)坐標(biāo)就是Z坐標(biāo)；加果擺動(dòng)范圍內(nèi)能與主坐標(biāo)系中的多個(gè)坐標(biāo)相平行時(shí)，則取垂直于工件裝夾平面的方向?yàn)閆坐標(biāo)方向；如果機(jī)床無(wú)主軸，則規(guī)定垂直于工件裝夾平面的方向?yàn)閆坐標(biāo)方向。
2)互坐標(biāo)
蓋坐標(biāo)平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內(nèi)。確定X軸的方向時(shí)，要考慮兩種情況：
•如果工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則刀具離開(kāi)工件的方向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向，如圖2-4所示。
•如果刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則分為兩種情況：z坐標(biāo)水平時(shí)，觀察者沿刀具主軸向工件看時(shí)．+x運(yùn)動(dòng)方向指向右方；Z坐標(biāo)垂直時(shí)，觀察者面對(duì)刀具主軸向立柱看時(shí)， +x運(yùn)動(dòng)方向指向右方，如圖2 5所示。
3)y坐標(biāo)
在確定蓋、Z坐標(biāo)的正方向后，可以根據(jù)工和Z坐標(biāo)的方向，按照右手定則來(lái)確定r坐標(biāo)的方向。
(3)機(jī)床原點(diǎn)的設(shè)置
機(jī)床原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，即機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來(lái)，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。
(4)機(jī)床參考點(diǎn)
機(jī)床參考點(diǎn)是用于對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)和控制的固定位置點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)的位置是由機(jī)床制造廠家在每個(gè)進(jìn)給軸上用限位開(kāi)關(guān)精確調(diào)整好的，坐標(biāo)值已輸人數(shù)控系統(tǒng)中，因此參考點(diǎn)對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)已知數(shù)。
通常在數(shù)控車(chē)床上機(jī)床參考點(diǎn)是離機(jī)床原點(diǎn)最遠(yuǎn)的極限點(diǎn)。數(shù)控車(chē)床的參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)．t罔2-6所示：而在數(shù)控銑床上機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)是重合的。
數(shù)控機(jī)床開(kāi)機(jī)時(shí)，必須先確定機(jī)床原點(diǎn)。而確定機(jī)床原點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是刀架返回參考點(diǎn)的操作，這樣通過(guò)確認(rèn)參考點(diǎn)，就確定了機(jī)床原點(diǎn)。只有機(jī)床參考點(diǎn)被確認(rèn)后，刀具（或工作臺(tái)）移動(dòng)才有基準(zhǔn)。
2編程坐標(biāo)系
編程坐標(biāo)系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標(biāo)系。一般供編程使用，確定編程坐標(biāo)系時(shí)不必考慮工件毛坯在機(jī)床上的實(shí)際裝夾位置。如圖2-8所示，其rtt'0：即為編程坐標(biāo)殺原點(diǎn)。
編程原點(diǎn)是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)。應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，編程坐標(biāo)系中各軸的方向應(yīng)該與所使用的數(shù)控機(jī)床相應(yīng)的坐標(biāo)軸方向一致。
3加工坐標(biāo)系
加工坐標(biāo)系又稱(chēng)為工件坐標(biāo)系，是指以確定的加工原點(diǎn)為基準(zhǔn)所建立的坐標(biāo)系。加工原點(diǎn)也稱(chēng)為程序原點(diǎn)，是指零件被裝夾好后，相應(yīng)的編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中k位置。在加工過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床是按照工件裝夾好后所確定的加工原點(diǎn)位置和程序要求進(jìn)行加工的。編程人員在編制程序時(shí)，只要根據(jù)零件圖樣就可以選定編程原點(diǎn)、建立編程坐標(biāo)系、計(jì)算坐標(biāo)數(shù)值，而不必考慮工件毛坯裝夾的實(shí)際位置。對(duì)于加工人員來(lái)說(shuō)，則應(yīng)在裝夾工件、調(diào)試程序時(shí)，將編程原點(diǎn)轉(zhuǎn)換為加工原點(diǎn)，并確定加工原點(diǎn)的位置，在數(shù)控系統(tǒng)中給予設(shè)定（即給出原點(diǎn)設(shè)定值），設(shè)定加工坐標(biāo)系后就可根據(jù)刀具當(dāng)前位置，確定刀具起始點(diǎn)的坐標(biāo)值。在加工時(shí)，工件各尺寸的坐標(biāo)值都是相對(duì)于加工原點(diǎn)而言的，這樣數(shù)控機(jī)床才能按照準(zhǔn)確的加工坐標(biāo)系位置開(kāi)始加工。
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