加工中心的坐标系统
1.加工中心标准坐标系和运动方向标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则。基本坐标轴为X, Y,Z并构成直角坐标系,相应每个坐标轴的旋转坐标分别为A, B,
C,如图2-1所示。基本坐标轴X, Y, Z的关系及其正方向用右手直角笛卡儿定
则判定,拇指为X轴,食指为Y轴,中指为Z轴,围绕X,Y,Z各轴的回转运动及其正方向十A、十B, +C分别用右手螺旋定则
判定,拇指为X, Y, Z的正向,四指弯曲的方向为对应的A, B,C的正向。与+X, +Y, +Z、十A, +B, + C相反的方向相应
用带“一”的一X、一Y、一Z、一A、一B、一C表示。注意:相的方向之间不符合右手直角笛卡儿定则。
由于加工中心各坐标轴既可以是刀具相对于工件运动,也可以是工件相对于刀具运动,所以ISO标准有如下规定。
①不论机床的具体结构是工件静止、刀具运动,或是工件运、刀具静止,在确定坐标系时,一律看做是刀具相对静止的工件
运动。
②机床的直线坐标轴X, Y, Z的判定顺序是:先Z轴,再X轴,*后按右手直角笛卡儿定则判定Y轴.
③坐标轴名(X, Y, Z, A, B,O表示刀具运动;带“一”的表示工件运动。
④增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴正方向.
2。机床坐标系与工件坐标系
机床坐标系与工件坐标系间的关系如图2-2所示。
(1)机床坐标系与机床原点、机床参考点
①机床坐标系。机床坐标系是机床上固有的坐标系,是用来
确定工件坐标系的基本坐标系,是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系,并建立在机床原点上。机床坐标系各坐标和运
动正方向按前述标准坐标系规定设定。
②机床原点。现代数控机床都有一个基准位置,称为机床原点,是机床制造商设置在机床上的一个物理位置,其作用是使机床
与控制系统同步,建立测量机床运动坐标的起始点。机床上有一些固定的基准线,如主轴中心线;固定的基准面,如工作台面、主轴
端面和T形槽侧面等。机床原点一般设在主轴位于正极限位置时的一基准点上,当机床的坐标轴手动返回各自的零点以后,用各坐
标轴部件上基准线和基准面之间的给定距离来确定机床原点的位置。
③机床参考点。与机床原点相对应的还有一个机床参考点,它也是机床上的一个固定点,通常不同于机床原点。一般来说,加
工中心的参考点设在工作台位于负极限位置时的一基准点上。该极限位置通过机械挡块来调整和确定,但必须位于各坐标轴的移动范
围内。为了在机床工作时建立机床坐标系,要通过参数来指定参考点到机床原点的距离,此参数可通过**测量来确定。一般机床工
作前,必须先进行回参考点动作,各坐标轴回零,才可建立机床坐标系。参考点的位置可以通过调整机械挡块的位置来改变,改变后
必须重新**测量并修改机床参数.
(2)工件坐标系与工件坐标系原点
①工件坐标系。编程人员在编程时设定的坐标系,也称为编程坐标系。在进行数控编程时,首先要根据被加工零件的形状特点
和尺寸,在零件图纸上建立工件坐标系,使工件上的所有几何元素都有确定的位置,同时也决定了在数控加工时,工件在机床上的安
放方向。工件坐标系的建立,包括坐标原点的选择和坐标轴的确定。
②工件坐标系原点。也称为工件原点或编程原点,一般用G92, G50或(G54---G59)指令指定。
工件坐标系原点是由编程人员根据编程计算方便性、机床调整方便性、对刀方便性、在毛坯上位置确定的方便性等具体情况定义
在工件上的几何基准点,一般为零件图上*重要的设计基准点。编程人员以零件图上的某一固定点为原点建立工件坐标系,编程尺寸
均按工件坐标系中的尺寸给定,编程是按工件坐标系进行的。
加工时,首先测量工件原点与机床原点之间的距离,即工件原点偏置值(见图2-3和图2-4)。该偏置值可预存到数控系统中,在
加工时工件原点偏置值便自动加到工件坐标系上,使数控系统可按机床坐标系确定加工时的坐标值,这样使用起来非常方便。
③工件坐标系坐标轴的确定.坐标原点选定后,接着就是坐标轴的确定。工件坐标系坐标轴确定的原则为:根据工件在机床上
的安放方向与位贯决定Z轴方向,即工件安放在数控机床上时,工件坐标系的Z轴与机床坐标系Z轴平行,正方向一致,在工件
上通常与工件主要定位支撑面垂直;然后,选择零件尺寸较长方向或切削时的主要进给方向为X轴方向,在机床上安放后,其方位
与机床坐标系X轴方位平行,正向一致;过原点与X、Z轴垂直的轴为Y轴,并根据右手定则确定Y轴的正方向。
(3)装夹原点
有的机床还有一个重要的原点,即装夹原点,是工件在机床上安放时的一个重要参考点。装夹原点常见于带回转(或摆动)工作
台的加工中心,一般是机床工作台上的一个固定点,比如回转工作台回转中心,在零位时其与机床原点的偏移盘为定值并可通过**
测量存人CNC系统的原点偏置寄存器中,供CNC系统原点偏移计算用。卧式加工中心主轴和工作台回零后,其工作台回转中心与
机床参考点重合。