數(shù)控機(jī)床及裝備

第二章：數(shù)控機(jī)床及設(shè)備第一節(jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系第二節(jié)：常用坐標(biāo)系第三節(jié)：數(shù)控加工常用裝備第一節(jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系

概述

數(shù)控加工中，對零件上某一位置的描述是通過坐標(biāo)來完成的。零件上任何一個位置都可以參照某一個基準(zhǔn)點(diǎn)，準(zhǔn)確地用坐標(biāo)描述，這個基準(zhǔn)點(diǎn)常被稱為坐標(biāo)系原點(diǎn)。進(jìn)行數(shù)控加工之前，必須建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。而且數(shù)控機(jī)床的用戶、數(shù)控機(jī)床制造廠及數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠也必須要有一個統(tǒng)一的坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)。

統(tǒng)一規(guī)定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸及其運(yùn)動的方向，可使編程方便，也給維修和使用帶來極大的方便。ISO和我國都擬定了命名的標(biāo)準(zhǔn)。一、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的作用數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是為了確定工件在機(jī)床中的位置，機(jī)床運(yùn)動部件特殊位置及運(yùn)動范圍，即描述機(jī)床運(yùn)動，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息而建立的幾何坐標(biāo)系。通過機(jī)床坐標(biāo)系的建立，可確定機(jī)床位置關(guān)系，獲得所需的相關(guān)數(shù)據(jù)。

第一節(jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系二、標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系（機(jī)床坐標(biāo)系）的規(guī)定

標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系采用右手直角笛卡兒定則?；咀鴺?biāo)軸x、Y、z的關(guān)系及其正方向用右手直角定則判定。拇指為x軸，食指為Y軸，中指為z軸，圍繞x、Y、z各軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動及其正方向+A、+B、+C分別用右手螺旋定則判定，拇指為x、Y、z的正向，四指彎曲的方向?yàn)閷?yīng)的A、B、C的正向。

第一節(jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系拇指為x軸，食指為Y軸，中指為z軸1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為90°。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)。2)大拇指的指向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向，食指的指向?yàn)閅坐標(biāo)的正方向，中指的指向?yàn)閆坐標(biāo)的正方向。3)圍繞X、Y、Z坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別用A、B、C表示，根據(jù)右手螺旋定則，大拇指的指向?yàn)閄、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)A、B、C的正向。第一節(jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系刀具相對靜止工件運(yùn)動的原則

這一原則使編程人員能在不知道是刀具移近工件還是工件移近刀具的情況下，就能根據(jù)零件圖樣確定機(jī)床的加工過程。當(dāng)工件運(yùn)動時，在坐標(biāo)軸符號上加“′”表示。

第一節(jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系(1)不論機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)，一律看作是工件相對靜止，刀具運(yùn)動。ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：(3)增大工件與刀具之間距離的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向。(2)

機(jī)床的直線坐標(biāo)軸X、Y、Z的判定順序是：先Z軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。第一節(jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系三、坐標(biāo)軸運(yùn)動方向的確定1、X、Y、Z坐標(biāo)軸與正方向的確定

（1）Z坐標(biāo)軸3）若機(jī)床有幾個主軸，可選擇一個垂直與工件裝夾面的主要軸為主軸，并以它確定Z坐標(biāo)軸。

1）Z坐標(biāo)軸的運(yùn)動由傳遞切削力的主軸決定，與主軸平行的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸為Z坐標(biāo)軸，其正方向?yàn)樵黾拥毒吆凸ぜg距離的方向。2）若機(jī)床沒有主軸（刨床），則Z坐標(biāo)軸垂直與工件裝夾面。第一節(jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系（2）X坐標(biāo)軸

4）對刀具和工件均不旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（刨床），X坐標(biāo)平行于主要切削方向，并以該方向?yàn)檎较颉?/p>

1）X坐標(biāo)軸的運(yùn)動是水平的，它平行于工件裝夾面，是刀具或工件定位平面內(nèi)的運(yùn)動的主要坐標(biāo)軸。2）對于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（車床、磨床），X坐標(biāo)的方向在工件的徑向上，并且平行與橫滑座，刀具離開工件回轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向。3）、對于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（銑床），若Z坐標(biāo)軸是水平的（臥式銑床），當(dāng)由主軸向工件看時，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方；若Z坐標(biāo)軸是垂直的（立式銑床），當(dāng)由主軸向立柱看時，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方；第一節(jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系（3）Y坐標(biāo)軸

根據(jù)X、Z坐標(biāo)軸，按照右手直角笛卡兒坐標(biāo)系確定。注：如在X、Y、Z主要直線運(yùn)動之外還有第二組平行于它們的運(yùn)動，可分別將它們坐標(biāo)定為U、V、W。

第一節(jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系（四）附加坐標(biāo)系對于直線運(yùn)動，通常建立的附加坐標(biāo)系有：

指定平行于X、Y、Z的坐標(biāo)軸可以采用的附加坐標(biāo)系：第二組U、V、W坐標(biāo)，第三組P、Q、R坐標(biāo)。

如果還有平行或不平行于A、B、C的第二回轉(zhuǎn)運(yùn)動，可指定為D、E和F。

指定不平行于X、Y、Z的坐標(biāo)軸也可以采用的附加坐標(biāo)系：第二組U、V、W坐標(biāo)，第三組P、Q、R坐標(biāo)。第一節(jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系Z軸垂直（與主軸軸線重合），向上為正方向；面對機(jī)床立柱的左右移動方向?yàn)閄軸，將刀具向右移動（工作臺向左移動）定義為正方向；根據(jù)右手笛卡爾坐標(biāo)系的原則，Y軸應(yīng)同時與Z軸和X軸垂直，且正方向指向床身立柱。立式數(shù)控銑床的坐標(biāo)方向?yàn)椋旱谝还?jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系Z軸水平，且向里為正方向（面對工作臺的平行移動方向）；工作臺的平行向左移動方向?yàn)閄軸正方向；Y軸垂直向上。臥式升降臺銑床的坐標(biāo)方向?yàn)椋旱谝还?jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系2、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動

旋轉(zhuǎn)運(yùn)動A、B、C相應(yīng)地表示其軸線平行于X、Y、Z的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，其正方向按照右旋螺紋旋轉(zhuǎn)的方向。第一節(jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系主軸正旋轉(zhuǎn)方向：從主軸尾端向前端(裝刀具或工件端)看順時針方向旋轉(zhuǎn)為主軸正旋轉(zhuǎn)方向?qū)τ谄胀ㄅP式數(shù)控車床，主軸的正旋轉(zhuǎn)方向與C軸正方向相同3、主軸正旋轉(zhuǎn)方向與c軸正方向的關(guān)系對于鉆、鏜、銑加工中心機(jī)床，主軸的正旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橛倚菁y進(jìn)入工件的方向，與c軸正方向相反第一節(jié)：數(shù)控機(jī)床及坐標(biāo)系

一般來說，數(shù)控機(jī)床加工零件的過程是通過機(jī)床、刀具和工件三者的協(xié)調(diào)運(yùn)動完成的；而坐標(biāo)系正是起這種協(xié)調(diào)作用的。它能保證各部分按照一定的順序運(yùn)動而不至于互相干涉。數(shù)控加工中常用到兩個坐標(biāo)系和一個參考點(diǎn)，即：1、機(jī)床坐標(biāo)系；2、工件坐標(biāo)系；3、刀具參考點(diǎn)工件安裝在機(jī)床的工作臺上，其相對位置是通過機(jī)床坐標(biāo)系確定的；而刀具相對于工件的運(yùn)動時通過工件坐標(biāo)系確定的；刀具參考點(diǎn)則代表了刀具與工件的接觸點(diǎn)。第二節(jié)：常用坐標(biāo)系1．機(jī)床坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床參考點(diǎn)(1)機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，是用來確定工件坐標(biāo)系的基本坐標(biāo)系，是確定刀具(刀架)或工件(工作臺)位置的參考系，并建立在機(jī)床原點(diǎn)上。第二節(jié)：常用坐標(biāo)系(2)機(jī)床原點(diǎn)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都有一個基準(zhǔn)位置，稱為機(jī)床原點(diǎn)，是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個物理位置，其作用是使機(jī)床與控制系統(tǒng)同步，建立測量機(jī)床運(yùn)動坐標(biāo)的起始點(diǎn)。

機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置的一個固定點(diǎn)，即機(jī)床原點(diǎn)。它在機(jī)床裝