数控中的几个重要点www.tool-tool.com

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在学习和使用数控机床的过程中往往容易混淆几个“点”的概念, 现列出来进行分析比较, 以便区分和对比。 (a) CK3263 (b) CK0630 (c) CK6140 XOZ —机床坐标系　Xp Op Zp —工件坐标系 图1 车床的两种坐标系 1 机床零点 机床坐标系的原点称为机床零点( X = 0 , Y = 0 ,Z = 0) 。机床零点是机床上的一个固定点, 由生产厂家事先确定。机床零点M 是机床坐标系的零点以及其他坐标系, 如工件坐标系、编程坐标系和机床内的参考点(或基准点) 的出发点。 数控车床的机床坐标系( XOZ) 的原点O 一般位于卡盘端面(图1a) , 或离卡爪端面一定距离处(图1b) , 或机床参考点(图1c) 。 (a) (b) 1.工件 2.工作台 图2 铣床的两种坐标系 数控铣床的机床坐标系( X YZO) 的原点O 一般位于机床参考点或机床工作台的左角上表面, 如图2 所示。 2 机床参考点(基准点) 机 床参考点( R) 是由机床制造厂家人为定义的点, 机床参考点( R) 与机床零点( M) 之间的坐标位置关系是固定的, 并被存放在数控系统的相应机床数据中, 一般是不允许改变的, 仅在特殊情况下可通过变动机床参考点( R) 的限位开关位置来变动其位置; 但同时必须能准确测量出机床参考点( R) 相对机床零点( M) 的几何尺寸距离并存入数控系统的相应机床数据中, 才能保证原设计的机床坐标系统不被破坏。 控制系统启动后, 所有的轴都要回一次参考点, 以便校正行程测量系统。多数机床都可以自动返回参考点, 如因断电使控制系统失去现有坐标值, 则可返回参考点, 并重新获得准确的位置值。 图3 车床上参考点的位置 图4 铣床上参考点的位置 参考点R 的位置是在每个轴上用挡块和限位开关精确地预先确定好的。参考点对机床零点的坐标是一个已知数, 参考点多位于加工区域的边缘。车床与铣床参考点的位置分别见图3 和图4 。 3 工件零点(编程零点) 由操作者或编程者在编制零件程序时, 以工件上某一固定点为零点建立的坐标系, 称为工件坐标系(或编程坐标系) 。此工件坐标系的零点称为工件零点(或编程零点) W 。选择工件零点的原则是: 让工件图中的尺寸容易换算成坐标值, 尽量直接用图样尺寸作为坐标值。 测量系统能方便地检查, 装夹、调整、容易定向、定位。 车床工件零点在成品件轮廓右侧边缘或左侧边缘的主轴轴线上, 见图5 。 (a) (b) 图5 车削工件零点位置举例 铣床工件零点如图6 所示, 选工件的一个外角, 工件零点选定后(往往是相对于参考点的距离) , 在起动机床时输入到数控装置中去。 图6 铣床工件零点位置举例 图7 数控车床的零点和参考点 4 程序零点 有时为了加工或编程方便, 在工件零点外另设一个程序零点, 专为编程之用。有时工件零点即作为程序零点。 5 刀具参考点 图7 表示出了数控车床的机床零点M , 工件零点W , 参考点R 以及刀具参考点: 刀具安装点E 和刀架安装点N 。 刀具安装点E 设在刀柄的某个固定位置上,它的存在使在机床外测量刀具尺寸成为可能。所测值输入到数控系统中的刀具数据存储区中,刀具长度用正坐标或L 坐标表示, 刀尖的不重合性或刀尖半径用X 及R 或Q 坐标表示。 与刀具安装点相对应, 在刀架上有一个刀架安装点N , 当把刀具或刀柄装入刀架时( 如转塔刀架) , 刀具安装点与刀架安装点相重合。 刀具参考点对刀具安装是很重要的, 在加工前必须把刀具数据( 即刀具长L 和半径R等) 输入给数控装置并存储起来。对于车刀要测量长度L 及横向距离Q 。对于铣刀要测量长度L 及半径R , 见图8 。 (a) (b) 图8 刀具参考点 6 对刀点和换刀点 在确定了零件的安装方式后, 要选择好工件坐标系、对刀点和换刀点。对刀点是指在数控加工时, 刀具相对零件运动的起点, 通常设定为工件坐标系的原点。对刀点可以设在工件上, 也可以设在与工件的定位基准有一定关系的夹具某一位置上。其选择原则如下: 使程序编制简单。 对刀点在机床上容易找正, 加工过程中检查方便。 引起的加工误差小。 数控加工过程中需要换刀时应该设定换刀点。换刀点应设在零件和夹具的外面, 以免换刀时撞伤工件或夹具等。 图9 7 切入点和切出点 在 数控加工时, 还要考虑切入点和切出点处的程序处理。用立铣刀的端刃和侧刃铣削平面轮廓零件时, 为了避免在轮廓的切入点和切出点处留下刀痕, 应沿轮廓外形的延长线切入和切出。如图9 , 切入点和切出点一般选在零件轮廓两几何元素的交点处。延长线可由相切的圆弧和直线组成, 这样可以保证加工处的零件轮廓切人点和切出点的处理平滑。在铣削平面轮廓零件时, 还应避免在零件垂直表面的方向上下刀, 因为这样会留下划痕, 影响零件的表面粗糙度。另外, 零件轮廓的最终加工应尽量保证一次连续完成。例如加工槽型零件, 应先把槽腔部分铣削掉并在轮廓方向留有一定余量, 然后进行轮廓连续精加工, 以保证零件表面粗糙度。

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