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数控机床编程坐标系与工作坐标系

时间:2019-04-08

(1)数控机床编程坐标系与机床原点概述

数控机床编程坐标系为机床上固有的坐标系,并有其固定的坐标原点,即机床原点(又称机械原点)。机床上有一些固定不变的基准线,如主轴的中心线;固定的基准面,如工作台工作表面、主轴端面、工作台侧面和T形槽侧面等。当机床的坐标轴返回各自原点(也称零点)后,用坐标轴的基准线和基准面之间的距离来决定机床原点的位置,该点在数控机床的使用说明书上有说明,如立式数控铣床的机床原点为X轴、Y轴,如下图所示,当各自返回原点后,标准坐标系在主轴中心线与工作台面的交点处,可通过测量主轴中心线至工作台的两个侧面的距离来决定。

一般教控机床原点是生产厂家在制造机床时设置的固定坐标系原点,也称机床零点,它是在机床装配、调试时就己经确定下来的,一般都在数控机末坐标系的极限位置,它是数控机床进行加工运动的基准点,也是机床检测的基准。对于数控钻铣床及铣加工中心,X轴、Y轴、Z轴都在坐标系的正方向极限位置上,如果此时数控机床维续向正向移动,就会超程。对于加工旋转体的数控机床,其机床零点,一般取卡盘端面法兰盘与主轴中心线的交点处,如下图所示。

(2)数控机床编程原点

编程原点是编程员根据加工零件图纸选定的编制程序的坐标原点,也称编程零点或程序零点。编程员在选择设置零点时,应尽可能选择在零件的设计基准成工艺基准上,安装零件时应尽可能使“定位燕准”与“设计基准”重合。

在数控加工中,选择确定工件零点是非常重要的,因为工件零点是零件加工时刀具相对零件运动的“基准点”,这一点往往是刀具加工的起点,有时也是刀具加工的终点。这一点可设在被加工零件上,也可以设在夹具上与零件定位基准有一定关联的位置上,工件零点是零件安装好后,通过“对刀”找正确定下来的,所以又称这一点为“对刀点”。选择确定工件零点的原则如下:

①所选的零点,便于数学计算,能简化程序的编制

②工件零点应选在容易找正、在加工过程中便于检查的位置上

③工件零点应尽可能选在零件的设计基准或工艺基准上,使加工引起的误差最小

使用对刀确定工件零点时,在零件安装好后,就需要进行“对刀”,所谓“对刀”是指使“刀位点”与“对刀点”重合的操作,“刀位点”是指刀具的定位基准点,对于立铣刀来说,“刀位点”是刀具的旋转轴线与刀具底面的交点;球头铣刀是球头的球心点;钻头是钻尖;车刀是刀尖,切断车刀有左右两个刀位点。

选择对刀点除选在零件的设计基准或工艺基准上之外,还应选在对刀较方便的地方,使对刀工作使方便地进行

对刀找正工件零点(编程零点)的方法,即“刀位点”与“对刀点”的重合操作:先把零件毛坯初步安装,用千分表找正零件的基准面,然后夹紫。对刀找正零点步如下:

①操作机床回机械零点

②移动机床将对刀杆慢慢接近工件

若X方向坐标显示“-169.36”,Y方向坐标显示“一75.68”,Z方向坐标显示188.56”,则把相对机床零点的坐标值记录下来。

试计算工件零点“0”坐标,设对刀杆球直径∮16mm,可得X=-169.36+(-8)=-177.36 Y=-75.68+8=-67.68 z=-188.56(用实际切削刀具对刀,不需要加减),把以上X,Y,Z计算结果存入编程时选择的零点指令里(G54~G59)即可,找正零点工作结東


(3)数控机床工件坐标系和工件原点

工件坐标系是编程人员在制零件加工程序时极据零件图纸所确定的坐标系。它是编程人员在程序编制时根据所加工零件的图纸确定某一固定点为原点所建立的坐标系,对其编程尺寸都按工件坐标系中的坐标值确定,在加工时,工件随夹具安装在机床上后,测量工件原点与机床原点间的距高(通过测量某些基准面、线之间的距离确定),此方法称为工件原点偏置,如图所示,加工前,将该偏置输入到数控装置,加工时工件原点偏置值便能自动加到工件坐标系上使数控系统按机床坐标系确定的工件的坐标值进行加工有了原点偏置,编程人员可在编程时不考虑工件在机床上的安装位置和安装糖度,而利用数控系统的原点偏置功能,通过工件原点偏置,补偿工件的装夹误差。