图1 坐标
坐标系是有国际标准的,由EIA(美国电子工业协会)制定,也就是说,随便哪个国家、哪个厂家生产的机床都符合这个标准。戳视频,看坐标系如何规定的。
数控机床的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系定则(right hand rule of Cartesian Coordinate System),基本坐标轴为X、Y、Z直线轴和A、B、C旋转轴。如图2所示,用大拇指表示X轴,食指表示Y轴,中指表示Z轴,各手指指向为各轴的正方向。A、B、C轴分别围绕X、Y、Z轴旋转,旋转方向为右手螺旋方向。
图2 笛卡尔坐标系及右手定则
复杂的机床还有第二组坐标系,用U、V、W表示,即U轴与X轴平行,V轴与Y轴平行,W轴与Z轴平行。
坐标轴(axis),是指在机械装备中,具有位移(直线位移或角度位移)控制和速度控制功能的运动方向(direction of motion)。那么如何知道哪个运动方向是哪个轴呢?正方向又朝哪边呢?这是数控编程的第一步:确定机床的运动坐标轴及其正方向。所谓正方向,是指坐标值coordinates增大的方向。
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首先确定Z轴
与机床主轴中心线相平行的轴永远为Z轴。铣床是刀具回转进行加工的机床,车床是工件回转进行加工的机床,Z轴反映铣削高度或车削长度最大值的方向所在,如图3所示。
图3 车床Z轴(左)和铣床Z轴(右)的确定
刀具离开工件的方向为Z轴正方向。
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其次确定X轴
X轴是平行于工件装夹平面的轴,通常是行程较长的轴。
(1)铣床X轴的确定:水平、左右方向,如图4所示为立式铣床和卧式铣床情形下的坐标系及其正方向。
图4 立式铣床(左)和卧式铣床(右)坐标系
① 立式铣床(Z轴竖直):由主轴向立柱看去,右方为X轴正方向。
② 卧式铣床(Z轴水平):由主轴向工件看去,右方为X轴正方向。
注意:数控机床的进给运动,因机械设计结构不同,有的由刀具直接运动来实现,有的由工作台相对运动来实现。上述坐标轴正方向,均是假定工件不动、刀具相对于工件作进给运动的方向。这样编程人员在不知是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下,就可以依据零件图纸,确定加工的过程。
(2)车床X轴的确定:径向、平行于横向滑座,如图5、6所示为普通数控车床和斜床身数控车床的坐标系及其正方向。