数控铣床的绝对坐标和机械坐标

数控铣床作为一种用途广泛的机床,可以加工平面(水平面、垂直面)、沟槽(键槽、T形槽、燕尾槽等)、分齿零件(齿轮、花键轴、螺旋形表面)及各种曲面。此外,数控铣床还可以进行对回转体表面、内孔的加工,并能作切断加工。

1.数控铣床的分类

数控铣床按照主轴部件的角度,可分为数控立式铣床、数控卧式铣床和数控立卧转换铣床;按照数控系统控制的坐标轴数量,可分为两轴半联动铣床、三轴联动铣床、四轴联动及五轴联动铣床等;按照伺服控制的方式,可分为开环控制、半闭环控制和闭环控制。

2.数控铣床的组成

(1)机床本体:零件的加工装置,即数控铣床的机械部分,主要包括床身、纵向工作台横向工作台、升降台、底座、主轴等。

(2)伺服系统:数控铣床的工作动力部分,接受来自数控装置的指令信息,严格按照指令信息的要求带动机床的移动部件,加工出符合图纸要求的零件。

(3)数控装置:数控机床的中心环节,通常由输入装置、CPU、输出装置三大部分组成。

XK5040A型数控铣床如图10-27所示。

XK5040A型数控铣床配置的FAMUC-3MA数控系统,属于半闭环控制。检测器为脉冲编码器,各轴的最小设定单位为0.001mm。

3.数控铣床坐标系

数控加工需要精确控制机床主轴上刀具运动的位置。因此,各运动部件的运动方向必须在一个坐标系内进行规定。为了简化编制程序的方法和保证程序的通用性,对数控机床的坐标和方向的命名制定了统一的标准。

(1)机床坐标轴

图10-27 XK5040A型数控铣床

1-底座;2-强电柜;3-变压器箱;4-垂直升降进给伺服电动机;5-主轴变速手柄和按钮板;6-床身;7-数控柜;8-保护开关;9-挡铁;10-操纵台;11-保护开关;12-横向溜板;13-纵向进给伺服电动机;14-横向进给伺服电动机;15-升降台;16-纵向工作台

数控机床上的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系。大拇指的指向为X轴的正方向,食指的指向为Y轴的正方向,中指的指向为Z轴的正方向,如图10-4所示。

对于立式铣床:

X轴:工作台左右方向的运动

Y轴:铣头或工作台的前后运动

Z轴:铣头或工作台的上下运动

(2)机床坐标系(Machine Coordinate System,简写MCS)

机床坐标系是用来确定工件坐标系的基本坐标系。机床坐标系的原点也称作机床原点或机床零点。这个原点的位置在机床出厂前已经由机床制造厂家进行了设定,它是一个固定点。

为了能够正确地建立机床坐标系,通常在每个坐标轴的运动范围内设置一个机床参考点。机床参考点与机床原点的相对位置由机床参数设定。因此,机床开机时必须先进行回机床参考点的操作,这样才能确定机床原点的位置,从而建立起机床坐标系。

(3)工件坐标系(Workier Coordinate System,简写WCS)

工件坐标系实际是机床坐标系中的一个局部坐标系,在编制零件程序时,用于描述刀具运动的位置。工件坐标系的原点称为工件原点,它的位置可以由编程人员任意选取。