劳动出版社《数控铣床加工实训（中级模块）》-A02-1924课题3 数控铣床的坐标系和对刀.ppt

课题3 数控铣床的坐标系和对刀,1．了解数控铣床坐标系的基本知识2．掌握发那科系统数控铣床刀具参数的设置和对刀方法一、数控铣床坐标系的基本知识,1.数控铣床的坐标和运动方向的规定 要实现刀具在数控机床中的移动，首先要知道刀具向哪个方向移动这些刀具的移动方向即为数控机床的坐标系方向因此，每一个数控编程员和数控机床的操作者，都必须对数控机床的坐标系有一个完整、正确的理解，否则，程序编制将发生混乱，操作时更容易发生事故为了便于编程时描述机床的运动，简化程序的编制方法及保证记录数据的互换性，使数控系统开放化，数控机床的坐标和运动的方向均已标准化，其基本规定如下1）刀具相对于静止的工件而运动的原则 机床上实际的进给运动部件相对于地面来说，可以是刀具运动，也可以是工件运动为了编程方便，一律规定数控机床的坐标系是刀具运动，工件静止（固定）即刀具相对工件的运动，由于工件是静止的，数控程序中，记录的走刀路线是刀具运动的路线，只要依据零件图样就可以进行编制记录刀具运动的数控程序 （2）标准坐标（机床坐标）系的确定 在ISO标准中统一规定采用右手笛卡儿直角坐标系对机床的坐标系进行命名，在这个坐标系下定义刀具位置及其运动的轨迹，如图2-3-1所示。

图2-3-1 机床坐标系和右手定则,（3）数控铣床坐标轴的确定 加工工件的图样极大多数使用直角坐标系来表示工件的形状和尺寸与其相对应，数控铣床也使用直角坐标来标定轴向 在确定铣床坐标轴时，一般先确定Z轴，然后确定X轴和Y轴，最后再确定其他的轴图2-3-2 立式数控铣床的坐标系,2.机床坐标系与机床原点 （1）机床坐标系 机床坐标系是数控铣床的基本坐标系其方位是参考机床上的一些基准确定的机床上有一些固定的基准线，如主轴中心线，固定的基准面，如工作台面、主轴端面、工作台侧面、导轨面等机床坐标系不作为编程使用，而常常用它来确定工件坐标系，即通过“对刀”确定工件坐标系的原点 （2）机床原点 机床原点（也称为机床零点）是机床上设置的一个固定的极限点，用以确定机床坐标系的原点它在机床装配、调试时就已设置好，一般情况下不允许用户进行更改 机床原点又是数控机床加工运动的基准参考点，原点一般设置在刀具远离工件的极限点处，即X、Y、Z三个直线坐标轴正方向的极限点处，用M表示，如图2-3-3所示图2-3-3 机床原点,3.工件坐标系与工件原点 对于数控编程和数控加工来说，还有一个重要的原点就是工件原点，用W表示，它是数控加工程序中所用的坐标系的原点。

数控程序是依据零件图样编制的，通常程序原点设定在零件图样的设计基准上，这样既便于尺寸计算，又有利于保证加工精度 （1）工件坐标系 在编程中，一般是选择工件或夹具上的某一点作为编程零点，并以这一点作为零点，建立一个坐标系，这个坐标系是通常所讲的工件坐标系 （2）工件原点 在工件坐标系上，确定工件轮廓的编程和计算原点，称为工件坐标系原点，简称工件原点，亦称编程零点3）选择编程零点的位置时应注意的事项 1）应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，减少错误； 2）尽量选在精度较高的加工表面，以提高被加工零件的加工精度； 3）对于对称的零件，应设在对称中心上； 4）对于一般零点，通常设在工件轮廓的某一角上； 5）Z轴方向上的零点，一般设在工件表面4.工件坐标系的设定 当加工某个零件时，只要选择相应的工件坐标系编制加工程序因此，在每个程序的开头都要设定工件坐标系G92指令与G54～G59指令都是用于设定工件加工坐标系的，但它们在使用中是有区别的 （1）设定工件坐标系 1）设定指令 2）设定方式 3）设定前的注意事项 4）编程格式,,图2-3-4 工件坐标系的建立,（2）选择工件加工坐标系 1）设定指令G54~G59 机床上具有机械原点，它是不可改变的，但在机床工作台上还可任意设定6个工件坐标系（G54～G59），如图2-3-5所示。

图2-3-5 G54～G59工件坐标系,2）设定方式 这些坐标系的坐标原点与机床原点的偏移值，需预存到数控系统中可采用MDI（手动数据输入）方式输入每个坐标系距机械原点的X、Y、Z轴的距离（x，y，z）来实现存储在机床存储器内，在机床重开机时仍然存在，在程序中可以分别选取其中之一使用 使用G54～G59建立工件坐标系时，该指令可单独指定，也可与其他程序同段指定，如果该段程序中有位置指令就会产生运动使用该指令前，先用MDI方式输入该坐标系的坐标原点，在程序中使用对应的G54～G59之一，就可建立该坐标系，并可使用定位指令自动定位到加工起始点二、发那科系统数控铣床刀具参数的设置,1.发那科系统数控铣床显示刀具补偿量的设定画面,图2-3-8 FANUC 0i－MD系统显示设定刀具的补偿量（1～8补偿号）,2.发那科系统数控铣床设定刀具补偿量的操作步骤,表2-3-1 FANUC 0i－MD系统数控铣床设定刀具补偿量的操作步骤,三、发那科系统数控铣床的对刀方法,1.对刀的概念、作用和原理 （1）对刀的概念 数控机床在编好程序，将工件或夹具及刀具装夹到机床后，一般尚有两件重要工作必须完成，才能启动机床进行加工。

其一是要设定工件原点，即确定工件原点在机床坐标系中的位置；其二是要确定并输入刀具参数，一般有刀具长度和半径 对于在立式数控铣床上加工的具体工件来说，必须通过一定的方法把工件坐标系原点（实际上是工件坐标系原点所在的机床坐标值）体现出来，这个过程称为“对刀”2）对刀作用 为了计算和编程方便，我们通常将编程零点设定在工件中心上，尽量使编程基准与设计、装配基准重合机床坐标系是铣床唯一的基准，所以必须要弄清楚程序原点在机械坐标系中的位置这通常在接下来的对刀过程中完成 （3）对刀原理 编程员按工件坐标系中的坐标数据编制刀具中心的运行轨迹由于程序原点与机床原点存在X、Y、Z向偏移距离，如图2-3-9所示因此，需将该距离测量出来并设置进数控系统，使系统据此调整刀尖的运动轨迹所谓对刀，其实质就是测量程序原点与机床原点之间的偏移距离，并设置程序原点在以刀尖为参照的机床坐标系里的坐标图2-3-9 工件坐标系（程序原点）与机床坐标系（机床原点）,（4）确定对刀点 对刀点是工件在机床上找正、装夹后，用于确定工件坐标系在机床坐标系中位置的基准点对刀点通常为程序原点，或与程序原点有稳定精确关系的点对刀点可以设在被加工零件上，也可以设在与零件定位基准有固定尺寸联系的夹具上的某一位置。

选择对刀点时，要考虑到找正容易、编程方便、对刀误差小、加工时检查方便可靠5）刀位点 在对刀时，应使刀位点与对刀点一致所谓刀位点，对立铣刀来说，即刀具轴线与刀具底面的交点；对球头铣刀来说，即球头刀的球心 （6）对刀方法的种类 对刀方法有试切法“对刀”和工具“对刀”两种 1）采用试切法进行X、Y、Z向对刀，着重学习 试切法“对刀”是利用铣刀与工件相接触产生切屑或摩擦声来找到工件坐标系原点的机床坐标值由于每个操作者对微量切削的感觉程度不同，所以试切法对刀精度不高，这种方法主要应用在要求不高的场合 2）采用工具进行X、Y、Z向对刀2.在发那科系统数控铣床上用试切法对刀,表2-3-2 FANUC 0i－MD系统数控铣床试切法对刀的操作步骤,续表2-3-2 FANUC 0i－MD系统数控铣床试切法对刀的操作步骤,续表2-3-2 FANUC 0i－MD系统数控铣床试切法对刀的操作步骤,续表2-3-2 FANUC 0i－MD系统数控铣床试切法对刀的操作步骤,续表2-3-2 FANUC 0i－MD系统数控铣床试切法对刀的操作步骤,续表2-3-2 FANUC 0i－MD系统数控铣床试切法对刀的操作步骤,续表2-3-2 FANUC 0i－MD系统数控铣床试切法对刀的操作步骤,续表2-3-2 FANUC 0i－MD系统数控铣床试切法对刀的操作步骤,续表2-3-2 FANUC 0i－MD系统数控铣床试切法对刀的操作步骤,3.在发那科系统数控铣床上检查对刀的操作步骤,表2-3-3 FANUC 0i－MD系统数控铣床检查对刀的操作步骤,续表2-3-3 FANUC 0i－MD系统数控铣床检查对刀的操作步骤,课后练习 1．数控铣床坐标系确定的原则是什么？ 2．怎样确定数控铣床的坐标轴？怎样判定刀具的运动方向？ 3．为什么要对刀？对刀的目的是什么？ 4．数控铣床对刀点是不是就是工件坐标系的原点？ 5．对刀的方法有哪些？我们一般采用哪一种方法对刀？ 6．下图2-3-12所示，以A点为编程原点建立编程坐标系，计算各点的坐标及相对位移量。

图2-3-12 课后练习图,。