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数控机床的坐标系
发布时间 : 2018-12-08
 
1.1 数控机床的坐标系
为了便于编程时描述机床的运动,简化程序的编制方
法及保证记录数据的互换性,数控机床的坐标和运动的方
向均已标准化。这里仅作介绍和解释。
1.1.1 坐标系及运动方向
(1)坐标系的标准原则。我国原机械工业部1982年
颁布了JB3052—82标准,其中规定的命名原则如下。
① 刀具相对于静止工件而运动的原则。
这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的
情况下,就可依据零件图样,确定机床的加工过程。
② 标准坐标(机床坐标)系的规定。在数控机床上,
机床的动作是由数控装置来控制的,为了确定机床上的形
成运动和辅助运动,必须先确定机床上运动的方向和运动
的距离,这就需要一个坐标系才能实现,这个坐标系就称
为机床坐标系。
标准的机床坐标系是一个右手笛卡儿直角坐标系,分
别用右手相互垂直的大拇指、食指、中指表示了X、Y、
Z 三个直角坐标轴的方向,三手指指向为各轴的正方向。
这个坐标系的各个坐标轴与机床的主要导轨相平行,它与
安装在机床上并且按机床的主要直线导轨找正的工件相
关。根据右手螺旋方法,可以很方便地确定出A、B、C
三个旋转坐标的方向。
③ 运动的方向。数控机床的某一部件运动的方向,
是增大工件和刀具之间距离的方向。
(2)Z 坐标。Z 坐标的运动是由传递切削动力的主轴
所规定的。对于铣床、镗床、钻床等,是主轴带动刀具旋
转;对于车床、磨床和其他成型表面的机床,是主轴带动
工件旋转。如机床上有几个主轴,则选一垂直于工件装夹
平面的主轴作为主要的主轴;如主要的主轴始终平行于标
准的三坐标系统中的一个坐标,则这个坐标就是Z 坐标;
如主要的主轴能摆动,在摆动范围内使主轴只平行于三坐
标系统中的两个或三个坐标,则取垂直于机床工作台装夹
面的方向为Z 坐标;如机床没有主轴(如数控龙门刨
床),则Z 坐标垂直于工件装夹平面。
对于钻、镗加工,钻入工件的方向是Z 坐标的负
方向。
(3)X 坐标。X 坐标一般是水平的,它平行于工件
的装夹平面。这是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。
如工件旋转的车床,X 坐标的方向是在工件的径向
上,且平行于横向滑板,以刀具离开工件旋转中心的方向
为正方向。
对刀具旋转的机床(如铣、钻、镗床)作如下规定:
如Z 坐标是水平的,当从主要刀具主轴向工件看时,+X
运动的方向指向右方;如Z 坐标是垂直的,对于单立柱
机床,当从主要刀具主轴向立柱看时,+X 运动的方向
指向右方。对没有旋转刀具或旋转工件的机床,X 坐标
平行于主要的切削力方向,且以该方向为正方向。
(4)Y 坐标。+Y 的运动方向,根据X 和Z 坐标的
运动方向,按照右手直角笛卡儿坐标系来确定。
(5)旋转坐标A、B 和C。旋转运动的A、B 和C 相
应地表示其轴线平行于X、Y 和Z 坐标的旋转运动。正向
的A、B 和C,相应地表示在X、Y 和Z 坐标正方向上按
照右旋螺纹前进的方向。
(6)附加坐标。为了编程和加工的方便,有时还要设
置附加坐标。对于直线运动:如在X、Y、Z 主要运动之
外另有第二组平行于它们的坐标,可分别指定为U、V 和
W ;如还有第三组运动,则分别指定为P、Q 和R;如果
主要直线运动之外存在不平行于X、Y 或Z 的直线运动,
也可相应地指定为U、V、W 或P、Q 和R。对于旋转运
动:如在第一组旋转运动A、B 和C 的同时,还有平行或
不平行于A、B 和C 的第二组旋转运动,可指定为D、E
和F。
(7)数控机床的坐标。对于使用者,机床运动的坐标
可在机床的使用说明书上找到。不少数控机床还用标牌将
运动的坐标注在机床显著位置。
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