数控机床中“点”的研究 - 文章

数控机床中“点”的研究

作者：河南职业技术师范学院杜家熙王道明

欢迎访问e展厅
展厅 3	数控机床/铣床展厅数控铣床, 摇臂铣床, 立式铣床, 转塔铣床, 炮塔铣床, ...

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。

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) 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

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。

(a) (b)
1.工件 2.工作台
图2 铣床的两种坐标系

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。

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 。

图3 车床上参考点的位置图4 铣床上参考点的位置

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：

1）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。
2）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

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 。

图7 数控车床的零点和参考点

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:

1）使程序编制简单。
2）对刀点在机床上容易找正，加工过程中检查方便。
3）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。

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。

图9

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。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2/3/2006)


您的位置：首页 > 机床与金属加工设备展区 > 数控机床/铣床展厅 > 产品库 > 技术论文 > 正文	产品库会展人才帮助 \| 注册登录