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1、数控原理与编程实训,教 师 课 时 授 课 计 划 教师姓名 课程名称 数控原理与编程实训授课时数0.5天 累计 3天,课题三 数控机床的坐标系 及编程规则,一、旧课复习 1、什么是刀具半径补偿？ 2、什么是刀具长度补偿？ 3、试述刀具补偿原理？,二、新课的教学内容,（一）数控机床坐标轴的确定 数控机床的标准坐标系及其运动 方向，在国际标准中有统一规定， 我国的标准JB 3052-82与之等效。 1规定原则 （1）右手笛卡尔坐标系 标准的机床坐标系是一个右手 笛卡尔坐标系，用右手螺旋法则判定，如图3.1所示。右手的拇指、食指、中指互相垂直，并分别代表+X、+Y、+Z轴。围绕+X、+Y、+Z轴的
2、回转运动分别用+A、+B、+C表示，其正向用右手螺旋定则确定。与+X、+Y、+Z、+A、+B、+C相反的方向用带“”的+X、+Y、+Z、+A、+B、+C表示。,图3.1 右手笛卡尔坐标系,（2）刀具运动坐标与工件运动坐标 统一规定：用字母不带“”的坐标表示刀具相对“静止”工件而运动的刀具运动坐标；用字母带“”的坐标表示工件相对“静止”刀具而运动的工件运动坐标。 （3）运动的正方向 规定使刀具与工件距离增大的方向为运动的正方向。,2坐标轴确定的方法及步骤,（1）Z轴 一般取产生切削力的主轴轴线为Z轴，刀具远离工件的方向为正向，当机床有几个主轴时，选一个与工件装夹面垂直的主轴为Z轴。当机床无主轴时
3、，选与工件装夹面垂直的方向为Z轴。,图3.3 立式数控铣床,图3.2 数控车床坐标系,（2）X轴 位于平行工件装夹面的水平面内。对于工件作回转切削运动的机床（如车床、磨床等），在水平面内取垂直工件回转轴线（Z轴）的方向为X轴，刀具远离工件的方向为正向，如图3-3所示。 对于刀具作回转切削运动的机床（如铣床、镗床等），当Z轴垂直时，人面对主轴，向右为正X方向，如图3.4所示；当Z轴水平时，则向左为正X方向，如3.5所示。 对于无主轴的机床（如刨床），以切削方向为正X方向。,图3.5 数控车床的机床坐标系,图3.4 卧式数控铣床,（3）Y轴 根据已确定的X、Z轴，按右手笛卡尔坐标系确定。 （4）A
4、、B、C轴 此三轴为回转进给运动坐标。根据已确定的X、Y、Z轴，用右手螺旋定则确定。,（二）数控机床的两种坐标系,数控机床的坐标系包括机床坐标系和编程坐标系两种。 1机床坐标系 又称机械坐标系，其坐标和运动方向视机床的种类和结构而定。 当数控车床配置后置式刀架时，其机床坐标系如图3.5所示，Z轴与车床导轨平行（取卡盘中心线），正方向是离开卡盘的方向；X轴与Z轴垂直，正方向为刀架远离主轴轴线的方向。 机床坐标系的原点也称机床原点或机械原点，如图3.5、图3.6（a）所示的O点，从机床设计的角度来看，该点位置可任选，但从使用某一具体机床来看，这点却是机床上一个固定的点。,数控铣床的机床坐标系,数控
5、铣床的坐标系（XYZ）的原点O和机床零点是重合的，如图3.6(a)所示。,图3.6 立式数控铣床坐标系和机床原点、工件原点,2.编程坐标系,1) 又称工件坐标系，是编程时用来定义工件形状和刀具相对工件运动的坐标系。 2) 为保证编程与机床加工的一致性，工件坐标系也应是右手笛卡尔坐标系。 3) 工件装夹到机床上时，应使工件坐标系与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。 4) 编程坐标系的原点，也称编程原点或工件原点，其位置由编程者确定，如图3.6（b）所示的o2点，,（三）数控编程的种类及步骤,1数控编程的种类 常见的数控编程方法有手工编程和计算机自动编程。 2数控加工程序编制的步骤 （1）确定工艺过
6、程 （2）计算刀具轨迹的坐标值 （3）编写加工程序 （4）将程序输入数控机床 （5）程序检验,（四）FANUC 0i系统的编程指令,2F、S、T指令,（1）进给功能F指令 F指令表刀具中心运动时的进给速度。由F和其后的若干数字组成。数字的单位取决于每个系统所采用的进给速度的指定方法。 （2）主轴转速功能S指令 S指令表示机床主轴的转速。其表示方法有以下三种： 转速 S表示主轴转速，单位为r/min。如S1000表示主轴转速为1000r/min。 恒线速 在恒线速状态下，S表示切削点的线速度，单位为m/min。如S60表示切削点的线速度恒定为60 m/min。 代码 用代码表示主轴速度时，S后面
7、的数字不直接表示转速或线速的数值，而只是主轴速度的代号。,（3）刀具功能T指令,采用T指令编程 由T和数字组成。有T和T两种格式，数字的位数由所用数控系统决定，T后面的数字用来指定刀具号和刀具补偿号。 采用T、D指令编程 利用T功能选择刀具，利用D功能选择相关的刀偏。,3M指令,（1）程序停止 指令：M00 功能：执行完包含M00的程序段后，机床停止自动运行，此时所有存在的模态信息保持不变，用循环启动使自动运行重新开始。 （2）程序计划停止 指令：M01 功能：与M00类似，执行完包含M01的程序段后，机床停止自动运行，只是当机床操作面板上的任选停机的开关置1时，这个代码才有效。,（3）主轴正
8、转、反转、停止 指令：M03、M04、M05 功能：M03、M04指令可使主轴正、反转。与同段程序其他指令一起开始执行。M05指令可使主轴在该程序段其他指令执行完成后停转。 （4）换刀 指令：M06 功能：自动换刀。用于具有自动换刀装置的机床，如加工中心、数控车床。 （5）程序结束 指令：M02或M30 功能：该指令表示主程序结束，同时机床停止自动运行， M30还可使控制返回到程序的开头。,（五）数控加工程序的结构,一个完整的数控加工程序由程序开始部分、若干个程序段、程序结束部分组成。 一个程序段由程序段号和若干个“字”组成，一个“字”由地址符和数字组成。,10 01 40.0 25.4 200 ；,程序段结束,进给速度指令,坐标移动距离指令,运动方式指令（直线）,程序段号,三、实训内容,观察数控加工实训室的数控机床，判断每种数控机床的坐标系。根据数控机床中存储的程序，进一步了解数控加工程序的构成。,四、课堂小结,通过本次课的教学，要求掌握工件坐标系的确定方法，明确标准坐标系与运动方向的关系，能理解常用的指令的功能。,
