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數(shù)控機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)
日期：2010年01月20 來源：沈陽第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)對(duì)于數(shù)控加工及編程是一個(gè)十分重要的概念。每一個(gè)數(shù)控編程員和數(shù)控機(jī)床的操作者，都必須對(duì)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系有一個(gè)完整、數(shù)控機(jī)床正確的理解，否則程序編制將發(fā)生混亂，操作時(shí)更容易發(fā)生事故。
坐標(biāo)系統(tǒng)的確定原則
數(shù)控銑床是依據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)來確定其刀具運(yùn)動(dòng)的路徑，加工中心因此坐標(biāo)系統(tǒng)對(duì)數(shù)控程序設(shè)計(jì)極為 重要。機(jī)床的運(yùn)動(dòng)形式是多種多樣的，為了描述刀具與零件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、簡化編程，我國已根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)定了數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸的代碼及其運(yùn)動(dòng)方向。目前我國執(zhí)行的是JB／T3051—1999標(biāo)準(zhǔn)。其中規(guī)定了坐標(biāo)系統(tǒng)的建立原則如下。
①刀具相對(duì)于靜止工件運(yùn)動(dòng)的原則。由于機(jī)床的結(jié)構(gòu)不同，有的是刀具運(yùn)動(dòng)，工件固定；有的是刀具固定，工件運(yùn)動(dòng)。為了編程方便，一律規(guī)定以工件為基準(zhǔn)，假定工件不動(dòng)，刀具運(yùn)動(dòng)的原則。
②標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的規(guī)定。數(shù)控銑床各軸的規(guī)定采用右手笛卡兒直角坐標(biāo)系。大拇指表示X軸，食指表示y軸，中指表示Z軸，且手指頭所指的方向?yàn)檎较�。X、y、數(shù)控機(jī)床Z軸向是用于標(biāo)注線性移動(dòng)軸；加工中心另外定義三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，繞X軸旋轉(zhuǎn)者稱為A軸，繞y軸旋轉(zhuǎn)者稱為月軸，繞Z軸旋轉(zhuǎn)者稱為C軸。三旋轉(zhuǎn)軸的正方向皆定義為順著移動(dòng)軸正方向看，順時(shí)針回轉(zhuǎn)為正，逆時(shí)針回轉(zhuǎn)為負(fù)。
運(yùn)動(dòng)方向的確定
數(shù)控銑床運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定：增大工件與刀具之間距離的方向是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的正方向。
機(jī)床各坐標(biāo)軸及其正方向的確定原則如下。
①先確定Z軸。以平行于機(jī)床主軸的刀具運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)為Z軸，若有多根主軸，則可選垂直于工件裝夾面的主軸為主要主軸，Z坐標(biāo)則平行于該主軸軸線。若沒有主軸，數(shù)控機(jī)床則規(guī)定垂直于工件裝夾表面的坐標(biāo)軸為Z軸。Z軸正方向是使刀具遠(yuǎn)離工件的方向。如立式銑床，主軸箱的上、下或主軸本身的上、下即可定為Z軸，加工中心且是向上為正；若主軸不能上下動(dòng)作，則工作臺(tái)的上、下便為Z軸，此時(shí)工作臺(tái)向下運(yùn)動(dòng)的方向定為正向。
②再確定X軸。X軸為水平方向且垂直于Z軸并平行于工件的裝夾面。對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，若Z軸為水平(如臥式銑床、鏜床)，則沿刀具主軸后端向工件方向看，數(shù)控機(jī)床右手平伸出方向?yàn)閄軸正向，若Z軸為垂直(如立式銑，鏜床，鉆床)，則從刀具主軸向床身立柱方向看，右手平伸出方向?yàn)閄軸正向。
③最后確定y軸。在確定了X、Z軸的正方向后，即可按右手定則定出y軸正方向
④旋轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的定義。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸A、B和C的正方向相應(yīng)地在X、y、加工中心Z坐標(biāo)軸正方向上，按右手螺旋前進(jìn)的方向來確定。
主軸旋轉(zhuǎn)方向的確定
從主軸尾部向主軸頭方向看去，數(shù)控機(jī)床主軸順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為加工中心正向(M03)。
輔助功能也稱M功能、M指令或M代碼，由地址符M及后面的1—3位數(shù)字構(gòu)成。該功能控制機(jī)床主軸電機(jī)的啟動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、停止，控制冷卻泵等機(jī)械的開／關(guān)(ON／OFF)。
(1)進(jìn)給功能F F指令表示工件被加工時(shí)刀具相對(duì)于工件的合成進(jìn)給速度。當(dāng)工作在G01、G02或G03方式下，編程的F一直有效直到被新的F值所取代；而工作在GOO、加工中心G60方式下快速定位的速度是各軸的最高速度，與所編F無關(guān)。借助操作面板上的倍率開關(guān)，F(xiàn)可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行倍率修調(diào)。當(dāng)執(zhí)行攻絲循環(huán)G84、螺紋切削G33時(shí)倍率開關(guān)失效，進(jìn)給倍率固定在100％。
(2)主軸功能S 主軸功能S控制主軸轉(zhuǎn)速。是由加工中心地址碼S和在其后面的若干數(shù)字組成，單位為轉(zhuǎn)／每分鐘(r／min)；S是模態(tài)指令，S功能只有在主軸速度可調(diào)節(jié)時(shí)有效。其指令的數(shù)值大于或小于制造廠商所設(shè)定之最高或最低轉(zhuǎn)速時(shí)，將以廠商所設(shè)定的最高或最低轉(zhuǎn)速為實(shí)際轉(zhuǎn)速。
準(zhǔn)備功能也稱G功能或G代碼，G指令中的數(shù)字一般是兩位整數(shù)，加工中心但隨著數(shù)控系統(tǒng)功能的增加，GOO～G99已不夠使用，所以有些數(shù)控系統(tǒng)的G功能字中的后續(xù)數(shù)字已采用3位數(shù)。該功能用來規(guī)定坐標(biāo)平面、坐標(biāo)系、刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡、刀具補(bǔ)償、單位選擇、坐標(biāo)偏置等多種操作。
G代碼有模態(tài)代碼和非模態(tài)代碼之分。加工中心模態(tài)代碼(續(xù)效代碼)是指該代碼一經(jīng)在一個(gè)程序段中指定便一直有效到被同組的其他代碼所代替為止；非模態(tài)代碼(非續(xù)效代碼)是指該代碼只在本程序段中有效，加工中心因此也稱作一次性代碼。不同組的G代碼可放在同一程序段中；當(dāng)同一程序段中有多個(gè)同組G代碼時(shí)，以最后一個(gè)為準(zhǔn)。我國依據(jù)ISO 1056—1975國際標(biāo)準(zhǔn)制定了GB／T 3208—1983部頒標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)執(zhí)行GB／T 3208—1999標(biāo)準(zhǔn)。
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機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床坐標(biāo)系和機(jī)床參考點(diǎn)
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