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1、数控机床的坐标系 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望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 分分 析析零零 件件图图 样样和和 制制定定 工工艺艺 方方案案 数数 学学 处处 理理 编编 写写 程程 序序 程程 序序 校校 验验修修 改改22、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：手工编制程序和自
2、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3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
3、的位置也不同。机床零点一般不能直接测量，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。4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。5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
4、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。6编编程坐程坐标标系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。如下图所示，其中O2即为编程坐标系原点。7 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
5、图所示为车削零件的编程原点。8加工坐加工坐标标系系 1、加工坐标系的确定 加工坐标系是指以确定的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。92、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。设工作台工作面尺寸为800mm320mm，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=-1
6、96.220mm,Z3=-53.165mm。（2）设定加工坐标系指令1）G54G59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，设定加工坐标系。如对已选定的加工原点O3，将其坐标值X3=-345.700mm,Y3=-196.220mm,Z3=-53.165mm10数控机床的坐标系数控机床的坐标系 一一.坐标轴的运动方向及其命名坐标轴的运动方向及其命名坐标轴的运动方向及其命名坐标轴的运动方向及其命名 统统一一规规定定数数控控机机床床坐坐标标轴轴及及其其运运动动的的方方向向，可可使使编编程程方方便便，并并使使编编出出的的程程序序对对同同类类型型机
7、机床床有有通通用用性性。同同时时也也给给 维维修修和和使使用用带带来来极极大大的的方方便便。ISOISO和和我国都拟定了命名的标准。我国都拟定了命名的标准。11n 进给运动坐标系 ISOISO和中国标准规定：和中国标准规定：n数控机床的每个进进给给轴轴(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；12n基基本本坐坐标标系系：直线进给运动的坐标系（X.Y.Z）。坐标轴相互关系：由右手定则决定。n回转坐标回转坐标：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。X XY YZ ZX X、Y Y、Z Z+A+
8、A、+B+B、+C+CX XZ ZY Y+C+C+B+B+A+A13q坐标轴方向：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附附加加坐坐标标轴轴：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，用U.V.W表示。14nZ坐标（轴）n方位方位 nZ坐标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。15立式5轴数控铣床的坐标系nZ坐标坐标正方向正方向规定：刀具远离工件的方
9、规定：刀具远离工件的方向。向。+Z+Z+Z+Z16+Z+Z17nX坐标 n在刀具旋转刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。nZ轴水平（卧式）（卧式），则从刀具(主轴)向工件看时，X坐 标的正方向指向右边。+Z+Z+X18Z轴铅直（立式）（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；+Z+Z立式5轴数控铣床的坐标系+Z+Z+X+X19+Z+Z Z Z轴铅直轴铅直（立式）（立式）（立式）（立式）：双立柱机床双立柱机床(龙门机床龙门机床)，从刀具向左立柱看时，从刀具向左立柱看时，X X轴的正方向指向右边。轴的正方向指向右边。+X20n在工件旋转工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴的
10、运动方向是工件的径向并平行于横向溜板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。+Z+Z+X+X21nY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。22立、卧式数控铣床立、卧式数控铣床+Z+Z+X+X+Z+Z+X+X+Y+Y+Y+Y23+Z+Z+X+X+Y+Y立式立式立式立式5 5 5 5轴联动数控铣床轴联动数控铣床轴联动数控铣床轴联动数控铣床+Z+Z+X+X+Y+Y龙门数控铣床龙门数控铣床24+Z+Z+Y+Y+
11、Z+Z+Y+Y/+C+C+A+A+C+C5.回转坐标 A、B、C+X+X+X+X25立式5轴数控铣床的坐标系+Z+Z+X+X+Y+Y+A+A+C+C+W+W6.辅助坐标 U、V、W 26二、机床坐标系与工件坐标系二、机床坐标系与工件坐标系二、机床坐标系与工件坐标系二、机床坐标系与工件坐标系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。27n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是机床坐标系建立过程28n机床坐标系n以机床
12、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。29n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。30Y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轴卧式数控机床的
13、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31三、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）。32绝对坐标绝对坐标增量坐标增量坐标X25 Y50X15 Y2533n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。34四、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。35