《数控机床的坐标系》PPT课件

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1、数 控 机 床 的 坐 标 系 统 2数 控 程 序 编 制 的 内 容 及 步 骤 数 控 编 程 是 指 从 零 件 图 纸 到 获 得 数 控 加 工程 序 的 全 部 工 作 过 程 。 编 程 工 作 主 要 包 括 ：（ 1） 分 析 零 件 图 样 和 制 定 工 艺 方 案 （ 2） 数 学 处 理（ 3） 编 写 零 件 加 工 程 序 （ 4） 程 序 检 验 分 析零 件图 样和 制定 工艺 方案 数 学 处 理 编 写 程 序 程 序 校 验修 改 32、 数 控 程 序 编 制 的 方 法 数 控 加 工 程 序 的 编 制 方 法 主 要 有 两 种 ： 手 工 编

2、 制 程 序 和 自动 编 制 程 序 。（ 1） 手 工 编 程手 工 编 程 指 主 要 由 人 工 来 完 成 数 控 编 程 中 各 个 阶 段 的 工 作 。 零件图样 工艺人员 夹 具 表机 床 表刀 具 表 工艺规程 编程人员 加工程序初稿 加工程序修 改编 程 手 册 4数 控 机 床 在 加 工 时 ， 坐 标 系 页 面 上 一 般 都 显 示 四 个 坐 标 系 ： 相对 坐 标 系 、 剩 余 坐 标 系 、 绝 对 坐 标 系 （ 工 件 坐 标 系 ） 和 机 床 坐标 系 。 在 数 控 编 程 时 ， 需 要 重 点 掌 握 和 了 解 的 是 机 床 坐 标

3、系 和工 件 坐 标 系 。1. 机 床 坐 标 系机 床 坐 标 系 是 机 床 上 固 有 的 坐 标 系 ， 它 是 制 造 、 调 整 机床 的 基 础 ， 也 是 建 立 工 件 坐 标 系 的 基 础 。 机 床 坐 标 系 在 出 厂 前已 经 调 整 好 ， 一 般 情 况 下 ， 不 允 许 用 户 进 行 变 动 。 机 床 坐 标 系的 原 点 (一 般 用 M表 示 )也 叫 机 床 零 点 。 机 床 零 点 M是 建 立 其 它坐 标 系 的 基 准 。 不 同 的 机 床 ， 机 床 的 零 点 的 位 置 也 不 同 。 机 床零 点 一 般 不 能 直 接 测

4、 量 ， 所 以 在 设 计 机 床 时 就 设 定 一 个 与 机 床零 点 有 固 定 位 置 关 系 的 点 ， 这 个 点 叫 机 床 参 考 点 （ 一 般 用 R表示 ） ， 通 过 让 机 床 返 回 参 考 点 来 建 立 起 数 控 机 床 的 坐 标 系 。 5机 床 原 点 的 设 置 机 床 原 点 是 指 在 机 床 上 设 置 的 一 个 固 定 点 ， 即 机 床 坐 标系 的 原 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

5、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 。 6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

6、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 。 7 编 程 坐 标 系编 程 坐 标 系 是 编 程 人 员 根 据 零 件 图 样 及 加 工 工 艺 等 建 立 的 坐标 系 。编 程 坐 标 系 一 般 供 编 程 使 用 ， 确 定 编 程 坐 标 系 时 不 必 考 虑 工件 毛 坯 在 机 床 上 的 实 际 装 夹 位 置

7、 。 如 下 图 所 示 ， 其 中 O2即 为编 程 坐 标 系 原 点 。 8 编 程 原 点 是 根 据 加 工 零 件 图 样 及 加 工 工 艺 要 求 选 定 的 编 程坐 标 系 的 原 点 。 编 程 原 点 应 尽 量 选 择 在 零 件 的 设 计 基 准 或 工 艺 基 准 上 ， 编程 坐 标 系 中 各 轴 的 方 向 应 该 与 所 使 用 的 数 控 机 床 相 应 的 坐 标轴 方 向 一 致 ， 如 下 图 所 示 为 车 削 零 件 的 编 程 原 点 。 9加 工 坐 标 系 1、 加 工 坐 标 系 的 确 定 加 工 坐 标 系 是 指 以 确 定 的

8、 加 工 原 点 为 基 准 所 建 立 的 坐 标 系 。 加 工 原 点 也 称 为 程 序 原 点 ， 是 指 零 件 被 装 夹 好 后 ， 相 应 的编 程 原 点 在 机 床 坐 标 系 中 的 位 置 。 10 2、 加 工 坐 标 系 的 设 定 在 机 床 坐 标 系 中 直 接 设 定 加 工 原 点 。例 ： 以 下 图 为 例 ， 在 配 置 FANUC-OM系 统 的 立 式 数 控 铣 床 上 设 置 加 工 原 点 03。（ 1） 加 工 坐 标 系 的 选 择 编 程 原 点 设 置 在 工 件 轴 心 线 与 工 件 底 端 面 的 交 点 上 。 设 工 作

9、 台 工 作 面尺 寸 为 800mm 320mm， 若 工 件 装 夹 在 接 近 工 作 台 中 间 处 ， 则 确 定 了 加 工 坐标 系 的 位 置 ， 其 加 工 原 点 03就 在 距 机 床 原 点 O1为 X3、 Y3、 Z3处 。 并 且 X3=-345.700mm, Y3=-196.220mm, Z3=-53.165mm。（ 2） 设 定 加 工 坐 标 系 指 令1） G54 G59为 设 定 加 工 坐 标 系 指 令 。 G54对 应 一 号 工 件 坐 标 系 ， 其 余 以 此类 推 。 可 在 MDI 方 式 的 参 数 设 置 页 面 中 ， 设 定 加 工

10、 坐 标 系 。 如 对 已 选 定 的加 工 原 点 O 3， 将 其 坐 标 值X3=-345.700mm,Y3=-196.220mm,Z3=-53.165mm 11数 控 机 床 的 坐 标 系 12n 进 给 运 动 坐 标 系 ISO和 中 国 标 准 规 定 ：n 数 控 机 床 的 每 个 进 给 轴 (直 线 进 给 、 圆 进 给 ) 定 义为 坐 标 系 中 的 一 个 坐 标 轴 。n 数 控 机 床 坐 标 系 统 标 准 ： 右 手 笛 卡 儿 坐 标 系 统 ； 13n 基 本 坐 标 系 ： 直 线 进 给 运 动 的 坐 标 系 （ X.Y.Z） 。坐 标 轴

11、相 互 关 系 ： 由 右 手 定 则 决 定 。n 回 转 坐 标 ： 绕 X.Y.Z 轴 转 动 的 圆 进 给 坐 标 轴 分 别 用 A.B.C表 示 ， 坐 标 轴 相 互 关 系 由 右 手 螺 旋 法 则 而 定 。 14q 坐 标 轴 方 向 ： 定 义 为 刀 具 相 对 工 件 运 动 的 方 向 。 编 程 时 不 必 知 道 机 床 运 动 的 具 体 配 置 ， 就 能 正 确 地 进行 编 程 。q 附 加 坐 标 轴 ： 平 行 于 基 本 坐 标 系 中 坐 标 轴 的 进 给 轴 ，用 U.V.W表 示 。 15n Z坐 标 （ 轴 ）n 方 位 n Z坐 标

12、 平 行 主 轴 轴 线 的 进 给 轴 。 n 没 有 主 轴 或 有 多 个 主 轴 ： 垂 直 于 工 件 装 夹 面 的 方 向 为 Z坐 标 。 n 主 轴 能 摆 动 ：n 在 摆 动 的 范 围 内 只 与 标 准 坐 标 系 中 的 某 一 坐 标 平 行 时 ， 则这 个 坐 标 便 是 Z坐 标 ；n 若 在 摆 动 的 范 围 内 与 多 个 坐 标 平 行 ， 则 取 垂 直 于 工 件 装 夹面 的 方 向 为 Z坐 标 。 16立 式 5轴 数 控 铣 床 的 坐 标 系 n Z坐 标 正 方 向 规 定 ： 刀 具 远 离 工 件 的 方向 。 17 18n X坐

13、 标 n 在 刀 具 旋 转 的 机 床 上 （ 铣 床 、钻 床 、 镗 床 等 ） 。n Z轴 水 平 （ 卧 式 ） ， 则 从刀 具 (主 轴 )向 工 件 看 时 ，X坐 标 的 正 方 向 指 向 右边 。 +X 19Z轴 铅 直 （ 立 式 ） ：单 立 柱 机 床 ， 从 刀 具 向 立 柱 看 时 ， X的 正 方 向 指 向 右 边 ；立 式 5轴 数 控 铣 床 的 坐 标 系+X +X 20+X 21 n 在 工 件 旋 转 的 机 床 上 （ 车 床 、 磨 床 等 ） ， X轴 的运 动 方 向 是 工 件 的 径 向 并 平 行 于 横 向 溜 板 ， 且 刀具

14、离 开 工 件 旋 转 中 心 的 方 向 是 X轴 的 正 方 向 。 22n Y坐 标 n 利 用 已 确 定 的 X、 Z坐 标 的 正 方 向 ， 用 右 手定 则 或 右 手 螺 旋 法 则 ， 确 定 Y坐 标 的 正 方向 。n 右 手 定 则 ： 大 姆 指 指 向 +X， 中 指 指 向 +Z， 则+Y方 向 为 食 指 指 向 。n 右 手 螺 旋 法 则 ： 在 X Z平 面 ， 姆 指 之 外 四 指 从 Z抓 向 X， 姆 指 所 指 的 方 向 为 +y。 23立 、 卧 式 数 控 铣 床 24 龙 门 数 控 铣 床 255. 回 转 坐 标 A、 B、 C 2

15、6立 式 5轴 数 控 铣 床 的 坐 标 系6. 辅 助 坐 标 U、 V、 W 27编 程 总 是 基 于 某 一 坐 标 系 统 的 ， 因 此 ，弄 清 楚 数 控 机 床 坐 标 系 和 工 件 坐 标 系 的 概 念及 相 互 关 系 是 至 关 重 要 的 。 28n 机 床 原 点 与 机 床 坐 标 系 n 机 床 原 点n 机 床 坐 标 系 的 零 点 。 这 个 原 点 是 在 机 床 调 试 完 成后 便 确 定 了 ， 是 机 床 上 固 有 的 点 。n 机 床 原 点 的 建 立 ： 用 回 零 方 式 建 立 。n 机 床 原 点 建 立 过 程 实 质 上

16、是 机 床 坐 标 系 建 立 过 程 29n 机 床 坐 标 系n以 机 床 原 点 为 坐 标 系 原 点 的 坐 标 系 ， 是 机 床 固有 的 坐 标 系 ， 它 具 有 唯 一 性 。n机 床 坐 标 系 是 数 控 机 床 中 所 建 立 的 工 件 坐 标 系的 参 考 坐 标 系 。注 意 ： 机 床 坐 标 系 一 般 不 作 为 编 程 坐 标 系 ， 仅 作 为 工 件 坐 标 系 的 参 考 坐 标 系 。 30n 工 件 原 点 与 工 件 坐 标 系n 工 件 原 点 ： 为 编 程 方 便 在 零 件 、 工 装 夹 具上 选 定 的 某 一 点 或 与 之 相

17、 关 的 点 。 该 点 也可 以 是 对 刀 点 重 合 。n 工 件 坐 标 系 ： 以 工 件 原 点 为 零 点 建 立 的 一个 坐 标 系 ， 编 程 时 ， 所 有 的 尺 寸 都 基 于 此坐 标 系 计 算 。n 工 件 原 点 偏 置 ： 工 件 随 夹 具 在 机 床 上 安 装后 ， 工 件 原 点 与 机 床 原 点 间 的 距 离 。n 现 代 数 控 机 床 均 可 设 置 多 个 工 件 坐 标 系 ，在 加 工 时 通 过 G指 令 进 行 转 换 。 31Y轴偏置量X轴 偏 置 量 工 件 原 点Z轴 偏 置 量 Y轴 机 床 原 点X轴 Z轴卧 式 数 控

18、 机 床 的 坐 标 系X轴Z轴偏置量Y轴Y轴 偏 置 量 X轴 偏 置 量 机 床 原 点工 件 原 点立 式 数 控 机 床 的 坐 标 系Z轴 32三 、 绝 对 坐 标 编 程 和 相 对 坐 标 编 程 n 定 义 n绝 对 坐 标 编 程 ： 工 件 所 有 点 的 坐 标 值 基 于 某 一坐 标 系 （ 机 床 或 工 件 ） 零 点 计 量 的 编 程 方 式 。n相 对 坐 标 编 程 ： 运 动 轨 迹 的 终 点 坐 标 值 是 相 对于 起 点 计 量 的 编 程 方 式 （ 增 量 坐 标 编 程 ） 。 33绝 对 坐 标 增 量 坐 标X25 Y50 X15 Y

19、25 34n 表 达 方 式 ： G90/G91； X.Y.Z绝 对 ， U.V.W相 对 n 选 用 原 则 ： 主 要 根 据 具 体 机 床 的 坐 标 系 ，考 虑 编 程 的 方 便 (如 图 纸 尺 寸 标 注 方 式 等 )及 加 工 精 度 的 要 求 ， 选 用 坐 标 的 类 型 。 35四 、 分 辨 率 （ Resolution）n 分 辨 率 (对 控 制 系 统 )， 可 以 控 制 的 最 小 位 移 量 。n 数 控 机 床 的 最 小 位 移 量 （ 最 小 设 定 单 位 ， 最 小 编程 单 位 ， 最 小 指 令 增 量 ， 脉 冲 当 量 （ 步 进 电 机 ） ）是 指 数 控 机 床 的 最 小 移 动 单 位 ， 它 是 数 控 机 床 的一 个 重 要 技 术 指 标 。 一 般 为 0.00010.01mm， 视具 体 机 床 而 定 。 ） n 脉 冲 当 量 对 应 于 每 一 个 指 令 脉 冲 （ 最 小 位 移指 令 ） 机 床 位 移 部 件 的 运 动 量 。