机床坐标系

数控车削技术第二讲数控机床的坐标系主讲：数控车削技术1、数控机床坐标系2、数控车床的分类任务描述：数控车削技术任务难点重点：数控机床坐标系的判断方法任务目标：熟悉数控车床的分类；掌握数控机床坐标系。数控车削技术一、坐标系确定原则（1）不论机床的具体结构是工件静止、刀具运动，还是工件运动、刀具静止，数控机床的坐标运动指的是刀具相对于工件的运动,即规定以工件为基准，假定工件不动，刀具运动的原则。即以刀具的运动轨迹来编程。任务准备：数控车削技术（2）标准坐标系是一个右手笛卡尔坐标系，X、Y、Z三个坐标系方向与导轨平行，A、B、C三个轴，可以根据右手螺旋法则来判定。（3）运动的正方向是刀具远离工件的方向。数控车削技术数控车削技术注意：机床坐标系X、Y、Z轴的判定顺序为：先Z轴，再X轴，最后按右手定则判定Y轴。数控车削技术2、各坐标轴的确定Z轴的确定:Z轴是传递切削力的主轴所规定的主轴轴向。对于铣床、镗床、钻床等是带动刀具旋转的轴；对于车床、磨床等是带动工件旋转的轴。其方向是平行于主轴轴线，远离工件方向为正方向。如果没有主轴(如数控龙门刨床)，则Z坐标垂直于工件装夹平面。数控车削技术数控卧式升降台铣床的Z轴数控车床的Z轴数控立式升降台铣床的Z轴Z轴：平行于机床主轴轴线的坐标轴。数控车削技术X轴的确定X轴一般是水平的，平行于工件的装夹平面。它平行于主要的切削方向，且以此方向为主方向。(1)对工件旋转机床(车、磨)：X轴在工件径向上，平行于横滑座。X轴正方向：为刀具离开工件旋转中心的方向。数控车削技术(2)对刀具旋转机床(铣、钻)：立式卧式X轴：为水平的、平行于工件装夹平面的坐标轴。正方向：从主轴向工件看，工件右方为正。X轴：为水平的、平行于工件装夹平面的坐标轴。正方向：从主轴向立柱看，立柱右方为正。数控车削技术主轴旋转方向：从主轴后端向前端（装刀具或工件端）看，顺时针旋转为主轴正旋转方向。Y轴：与Z、X轴垂直的坐标轴。旋转运动A、B、C轴:按右手螺纹法则来确定。数控车削技术数控机床的进给运动，有的由主轴带动刀具运动来实现，有的由工作台带着工件运动来实现。坐标轴正方向，是假定工件不动，刀具相对于工件做进给运动的方向。机床坐标轴的方向取决于机床的类型和各组成部分的布局，对车床而言：数控车削技术——Z轴与主轴轴线重合，刀具远离工件的方向为Z轴的正方向；——X轴垂直于Z轴，对应于转塔刀架的径向移动，刀具远离工件的方向为X轴的正方向；——Y轴（通常是虚设的）与X轴和Z轴一起构成遵循右手定则的坐标系统。数控车削技术对于上位刀架（后置刀架）机床，其坐标系为：X轴向上为正，Z轴向右为正；对于下位刀架（前置刀架）机床，其坐标系为：X轴向下为正，Z轴向右为正。两种刀架方向的机床，其程序及相应设置相同。数控车削技术数控车削技术数控车削技术数控车削技术数控车削技术2、坐标原点在NC机床上可以确定不同的原点和参考点位置，这些参考点的作用：•用于机床定位；•对工件尺寸进行编程。分别是：机床原点、机床参考点（机械零点）、编程原点、工件（加工）原点。数控车削技术（1）机床原点(机床坐标系）机床原点是机床上一个固定的点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，通常不允许用户改变。它是制造和调整机床的基础。是机床坐标系的原点。位置：数控车床一般位于卡盘端面与主轴中心线的交点处。数控铣床在三个坐标轴正方向的极限位置。数控车削技术数控车削技术机床参考点又称为机械零点，是由限位开关准确定位的一个特殊的固定点，机床运动部件到达参考点时显示的坐标表示参考点与机床零点间的距离。机床参考点可以与机床零点重合，也可以不重合，通过参数指定机床参考点到机床零点的距离。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。（2）机床参考点：数控车削技术数控车削技术编程坐标系是在对图纸上零件编程计算时就建立的，程序数据便是用的基于该坐标系的坐标值。（3）编程原点（编程坐标系）数控车削技术编程坐标系的原点选择要尽量满足编程简单、尺寸换算少、引起的加工误差小等条件。为了编程方便，将编程坐标系设在工件上，并将坐标系原点设在图样的设计基准和工艺基准处，其坐标原点称为编程原点.为保证编程与机床加工的一致性，编程坐标系也应该是右手笛卡儿坐标系，而且工件装夹到机床上时，应使编程坐标系与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。数控车削技术数控车削技术4、工件原点（工件坐标系）工件原点是人为设定的，从理论上讲，工件原点选在任何位置都是可以的，但实际上为编程方便以及各尺寸较为直观，数控车床工件原点一般都设在主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处数控车削技术数控车削技术设定工件坐标系就是以工件原点为坐标原点，确定刀具起始点坐标值。工件坐标系设定后，CRT屏幕上显示的是车刀刀尖相对工件原点的坐标值。编程时，工件的尺寸坐标都是相对工件原点而言的。因此，数控车床的工件原点也称编程原点。数控车削技术工件坐标系工件原点偏置机床坐标系YYXX机床坐标系与工件坐标系数控车削技术回参考点，CNC就建立了机床坐标系机床厂家——机床参考点建立编程坐标系和机床坐标系的统一机床操作人员加工坐标系加工原点为了编程方便，根据图样和工艺确定编程人员编程坐标系编程原点制造、安装、调试的基准点。机床厂家机床坐标系机床原点用途建立坐标系原点数控车削技术注：对刀操作就是用来沟通机床坐标系、编程坐标系和工件坐标系三者之间的相互关系的，由于坐标轴的正负方向都是统一的，因此实际上是确立坐标原点的位置。由对刀操作，找到编程原点在机床坐标系中的坐标位置，然后通过执行G50或G54～G59的指令创建和编程坐标系一致的工件坐标系。数控车削技术XWM参考点定位开关XZXZXYZMRWZ机床原点参考点程序原点MWP工件原点RRMXZMRZXXZ参考点定位开关工件原点程序原点参考点机床原点RZWPRXYZMRWPW数控车削技术二、数控车床的分类数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种类型。立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件的车削加工。卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工。卧式数控车床按功能可进一步分为经济型数控车床、普通数控车床和车削加工中心。数控车削技术立式数控车床：主轴轴线处于垂直的数控车床数控车削技术卧式数控车床：主轴轴线处于水平的数控车床数控车削技术双柱立式数控车床数控车削技术(1)经济型数控车床采用步进电动机和单片机对普通车床的车削进给系统进行改造后形成的简易型数控车床。成本较低，自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。数控车削技术数控车削技术经济型数控车数控车削技术(2)普通数控车床根据车削加工要求在结构上进行专门设计，配备通用数控系统而形成的数控车床。数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即x轴和z轴。数控车削技术普通数控车床（前置刀架）数控车削技术普通数控车床（后置刀架）数控车削技术(3)车削加工中心在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头，更高级的机床还带有刀库，可控制X、Z和C三个坐标轴，联动控制轴可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外，还可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。数控车削技术车削中心1-零件库；2-上下料机械手；3-转塔刀架；4-换刀机械手；5-刀库