数控机床的坐标系及相关点.ppt

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1、数控机床的坐标系及相关数控机床的坐标系及相关点点电气系邓利红数控机床的坐标系及相关点数控机床的坐标系及相关点一、数控机床坐标系规定一、数控机床坐标系规定数控坐标系是以刀具相对静止工件运动为原则，数控机床坐标系采用的是右手笛卡尔直角坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，机床坐标系的原点称为机床原点或机床零点。在机床经过设计、制造和调整后，这个原点便被确定下来，它是固定的点。数控机床的坐标系及相关点数控机床的坐标系及相关点n nz z轴坐标的确定：轴坐标的确定：轴坐标的确定：轴坐标的确定：(1)(1)与主轴轴线平行的标准坐标轴即为与主轴轴线平行的标准坐标轴即为Z Z坐标。坐标。(2)(2)若无主轴

2、则若无主轴则Z Z坐标垂直于工件装夹面。坐标垂直于工件装夹面。(3)(3)若有几个主轴，可选一个垂直于装夹面的轴若有几个主轴，可选一个垂直于装夹面的轴作为主轴并确定为作为主轴并确定为Z Z坐标。坐标。Z Z轴的正方向轴的正方向-增加刀具和工件之间距离的增加刀具和工件之间距离的方向。方向。数控机床的坐标系及相关点数控机床的坐标系及相关点n nX X轴坐标的确定：轴坐标的确定：轴坐标的确定：轴坐标的确定：(1)(1)没有回转刀具或工件的机床上，没有回转刀具或工件的机床上，X X轴平行于主要切削轴平行于主要切削方向且以该方向为正方向。方向且以该方向为正方向。(2)(2)在回转工件的机床上，在回转工件

3、的机床上，X X方向是径向的且平行于横向方向是径向的且平行于横向滑座，正方向为刀具离开工件回转中心的方向。滑座，正方向为刀具离开工件回转中心的方向。3)3)在回转刀具的机床上：若在回转刀具的机床上：若Z Z坐标水平，由刀具主轴向工坐标水平，由刀具主轴向工件看，件看，X X坐标正方向指向右方；若坐标正方向指向右方；若Z Z坐标垂直，由刀具主坐标垂直，由刀具主轴向立柱看，轴向立柱看，X X坐标正向指向右方。坐标正向指向右方。n n Y Y轴坐标方向由右手笛卡尔坐标确定轴坐标方向由右手笛卡尔坐标确定轴坐标方向由右手笛卡尔坐标确定轴坐标方向由右手笛卡尔坐标确定。数控机床的坐标系及相关点数控机床的坐标系

4、及相关点n n二、机床坐标系原点：二、机床坐标系原点：机床原点为机床上的一个固定点，也称机床零点或机床零位。是机床制造厂家设置在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。并用M表示。该点是确定机床参考点的基准。数控机床的坐标系及相关点数控机床的坐标系及相关点n n数控装置上电时并不知道机床零点，为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点（测量起点），机床起动时，通常要进行机动或手动回参考点，以建立机床坐标系。数控机床的坐标系及相关点数控机床的坐标系及相关点n n三、机床参考点：三、机床参考点：三、机床参考点：三、机床

5、参考点：用用R R表示，它是机床制造厂在机床上用行程开关设置的一个物理位表示，它是机床制造厂在机床上用行程开关设置的一个物理位置，与机床原点的相对位置是固定的，机床出厂前由机床厂精密测量置，与机床原点的相对位置是固定的，机床出厂前由机床厂精密测量确定的。确定的。机床坐标系原点或机床零点是通过机床参考点间接确定的，机床参机床坐标系原点或机床零点是通过机床参考点间接确定的，机床参考点是机床上的一个固定点，其与机床零点间有一确定的相对位置，考点是机床上的一个固定点，其与机床零点间有一确定的相对位置，一般设置在刀具运动的一般设置在刀具运动的X X、Z Z正向最大极限位置。在机床每次通电之后正向最大极限

6、位置。在机床每次通电之后，工作之前，必须进行回机床零点操作，使刀具运动到机床参考点，工作之前，必须进行回机床零点操作，使刀具运动到机床参考点，其位置由机械档块确定。这样，通过机床回零操作，确定了机床零点，其位置由机械档块确定。这样，通过机床回零操作，确定了机床零点，从而准确地建立机床坐标系，即相当于数控系统内部建立一个以机床从而准确地建立机床坐标系，即相当于数控系统内部建立一个以机床零点为坐标原点的机床坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，一零点为坐标原点的机床坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，一般情况下，机床坐标系在机床出厂前已经调整好，不允许用户随意变般情况下，机床坐标系在机床出厂前已

7、经调整好，不允许用户随意变动。动。数控机床的坐标系及相关点数控机床的坐标系及相关点n n机床回到了参考点位置，也就知道了该坐标轴的零点位置，找到所有坐标轴的参考点，CNC就建立起了机床坐标系。机床坐标轴的机械行程是由最大和最小限位开关来限定的。机床坐标轴的有效行程范围是由软件限位来界定的，其值由制造商定义。机床零点（OM）、机床参考点（Om）、机床坐标轴的机械行程及有效行程的关系如下图所示。数控机床的坐标系及相关点数控机床的坐标系及相关点数控机床的坐标系及相关点数控机床的坐标系及相关点n n四、浮动原点四、浮动原点:当机床参考点不能或不便满足编程要求时，可根据工件位置而自行设定的一个相对固定的

8、而又不需永久存储其位置的原点。具有浮动原点指令功能的机床，允许将其测量系统的基准点或程序原点设在相对于机床参考点的任何位置上。数控机床的坐标系及相关点数控机床的坐标系及相关点n n 五、刀架相关点五、刀架相关点五、刀架相关点五、刀架相关点:从机械意义上说，所谓寻找机床参考点，就使从机械意义上说，所谓寻找机床参考点，就使刀架相关点与机床参考点重合，从而使数控系统刀架相关点与机床参考点重合，从而使数控系统得知刀架相关点在机床坐标系中的坐标位置。所得知刀架相关点在机床坐标系中的坐标位置。所谓刀具的长度补偿即刀尖相对于该点的长度尺寸谓刀具的长度补偿即刀尖相对于该点的长度尺寸即刀长。即刀长。实际上数控机

9、床往往使用刀库中的某把实际上数控机床往往使用刀库中的某把刀作为基准刀具，其他刀具的长度补偿均是刀尖刀作为基准刀具，其他刀具的长度补偿均是刀尖相对该刀具刀尖的长度尺寸，对刀则由基准刀具相对该刀具刀尖的长度尺寸，对刀则由基准刀具完成。完成。数控机床的坐标系及相关点数控机床的坐标系及相关点n n 六、工件坐标系：六、工件坐标系：六、工件坐标系：六、工件坐标系：工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系，工件原点的位置是人为设定的，它是由编设置的坐标系，工件原点的位置是人为设定的，它是由编程人员在编制程序时根据工件的特点选定的，所以也称

10、编程人员在编制程序时根据工件的特点选定的，所以也称编程原点。程原点。数控车床加工零件的工件原点一般选择在工件右端面、数控车床加工零件的工件原点一般选择在工件右端面、左端面或卡爪的前端面与左端面或卡爪的前端面与Z Z轴的交点上。是以工件右端面轴的交点上。是以工件右端面与与Z Z轴的交点作为工件原点的工件坐标系。轴的交点作为工件原点的工件坐标系。同一工件，由于工件原点变了，程序段中的坐标尺寸也同一工件，由于工件原点变了，程序段中的坐标尺寸也随之改变。因此，数控编程时，应该首先确定编程原点，随之改变。因此，数控编程时，应该首先确定编程原点，确定工件坐标系。编程原点的确定是在工件装夹完毕后，确定工件坐

11、标系。编程原点的确定是在工件装夹完毕后，通过对刀确定。通过对刀确定。数控机床的坐标系及相关点数控机床的坐标系及相关点n n 七、对刀七、对刀七、对刀七、对刀 在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀具的刀在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀具的刀位点在工件坐标系中的位置。即常说的对刀问题。数控机位点在工件坐标系中的位置。即常说的对刀问题。数控机床上，目前，常用的对刀方法为手动试切对刀。床上，目前，常用的对刀方法为手动试切对刀。在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀具的刀在数控加工中，工件坐标系确定后，还要确定刀具的刀位点在工件坐标系中的位置。即常说的对刀问题。数控机位点在工件坐标系

12、中的位置。即常说的对刀问题。数控机床上，目前，常用的对刀方法为手动试切对刀。床上，目前，常用的对刀方法为手动试切对刀。数控车床对刀方法基本相同，首先将工件在三爪卡盘上数控车床对刀方法基本相同，首先将工件在三爪卡盘上装夹好之后，用手动方法操作机床，具体步骤如下：装夹好之后，用手动方法操作机床，具体步骤如下：数控机床的坐标系及相关点数控机床的坐标系及相关点七、对刀七、对刀七、对刀七、对刀 1 1）回参考点操作）回参考点操作 采用采用ZEROZERO或或HOMEHOME（回参考点）方式进行回参考点（回参考点）方式进行回参考点的操作，建立机床坐标系。此时数控系统显示器上将显示刀架中心的操作，建立机床坐

13、标系。此时数控系统显示器上将显示刀架中心（对刀参考点）在机床坐标系中的当前位置的坐标值。（对刀参考点）在机床坐标系中的当前位置的坐标值。2 2）试切对刀）试切对刀 先用已选好的刀具将工件外圆表面车一刀，保持先用已选好的刀具将工件外圆表面车一刀，保持X X向尺向尺寸不变，寸不变，Z Z向退刀，然后，停止主轴，测量工件外圆直径向退刀，然后，停止主轴，测量工件外圆直径D,D,根据不同根据不同的数控系统输入刀具的的数控系统输入刀具的X X向刀具长度补偿。如图向刀具长度补偿。如图1-221-22所示。再将工件所示。再将工件端面车一刀，端面车一刀，z z向尺寸不变，向尺寸不变，X X向退刀向退刀，根据不同的数控系统输入刀，根据不同的数控系统输入刀具的具的z z向刀具长度补偿。向刀具长度补偿。3 3）建立工件坐标系）建立工件坐标系 程序运行时刀具添加相应对刀时的补偿值程序运行时刀具添加相应对刀时的补偿值,刀具刀具即处于编程的坐标系即处于编程的坐标系,工件坐标系即建立。工件坐标系即建立。