项目十三 坐标系偏移旋转.docx
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项目十三坐标系偏移旋转
项目十三 坐标系、偏移、旋转
一、实训目得:
1.掌握数控机床坐标系得种类,及运动原则得确定。
2.掌握机床坐标系坐标轴方向得确定.
3.掌握如何确定工件坐标系及各个坐标轴得偏置。
4.了解数控机床附加坐标轴及运动方向。
5.掌握工件坐标系偏移用法及注意事项。
6.掌握工件坐标系旋转指令得应用及注意事项.
二、理论基础:
(一)坐标系
数控机床坐标系分为:
a)机床坐标系b)相对坐标系c)绝对坐标系
1.机床坐标系得确定
机床坐标系就是机床上固有得,用来确定工件坐标系,并建立在机床原点上。
机床原点就是数控机床得一个基准位置,也就是机床上得一个物理位置.
(1)机床相对运动得规定 在机床上,始终认为工件静止,而刀具就是运动得。
这样,编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动得情况下,就可以依据零件图样,确定机床得加工过程.
(2)机床坐标系得规定 在数控机床上,机床得动作就是由数控装置来控制得,为了确定数控机床上得成形运动与辅助运动,必须先确定机床上运动得位移与运动方向,这就需要通过坐标系来实现,这个坐标系被称为机床坐标系。
如图13-1所示。
图13—1
图13—2
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴得相互关系用右手笛卡尔儿直角坐标系决定,如图13-3所示(a)伸出右手得大拇指、食指与中指,并互为90,则大拇指代表X坐标,食指代表Y坐标,中指代表Z坐标。
(b)大拇指得指向为X坐标得正方向,食指得指向为Y坐标得正方向,中指得指向为Z坐标得正方向。
(c)围绕X、Y、Z坐标旋转得旋转坐标分别用A、B与C表示,根据右手螺旋定则,大拇指得指向为X、Y、Z坐标中任意轴得正向,则其余四指得旋转方向即为旋转坐标A、B与C得正向,如图13-3
图13-3
(3)运动方向得规定增大刀具与工件距离得方向即为各坐标轴得正方向,如图13-4所示为数控铣床上三个运动得正方向。
图13-4
(3)坐标轴方向得确定
(a)Z坐标 Z坐标得运动方向就是由传递切削动力得主轴所决定,即平行于主轴轴线得坐标轴即为Z坐标,Z坐标得正方向为刀具离开工件得方向。
图13—4所示为数控铣床得Z坐标.
(b)X坐标 X坐标平行于工件得装夹平面,一般在水平面内。
在铣床确定X轴得方向时,要考虑两种情况。
1卧式铣床:
Z坐标就是水平得,观察者沿刀具主轴向工件瞧时,+X运动方向指向右方.
2立式铣床:
Z坐标就是垂直得,观察者面对刀具主轴向立柱瞧时,+X运动指向右方。
如图13—1所示为数控铣床得X坐标。
(4)Y坐标在确定X、Z坐标得正方向后,可以用根据X与Z坐标得方向,按照右手笛卡尔直角坐标系来确定Y坐标得方向。
图13—4所示为数控铣床得Y坐标。
2.工件坐标系
工件坐标系就是编程人员在编程时,根据零件尺寸、形状,为便于编程而在零件图上设定得坐标系。
该坐标系一旦确定,工件在机床上得安装位置与方向也就确定。
建立工件坐标系包括确定坐标原点与坐标轴方向。
坐标原点通常就是建立在零件最重要得设计基准上。
例如基准面得中心点、基准面与基准线得交点等。
在确定原点位置时,主要考虑编程计算方便、机床调整方便、对刀方便及其毛坯上位置确定方便等。
一般情况下,工件坐标得坐标系得坐标轴方向与机床坐标轴得方向相一致,当加工需要时,也可以不一致.
加工时,先测量工件原点与机床原点之间得距离,即图13-2所示X、Y、Z得偏置值,将该偏置预存到数控系统中,在加工时工件原点偏置值便自动加到工件坐标系上,使数控系统可按机床坐标系确定得加工坐标值进行加工,而编程人员则按照工件坐标系进行编程,这样使用起来非常方便。
3.机床坐标系设置指令
(1)机床坐标系设定指令G53
机床坐标系也称也称为机床参考点坐标系。
在FANUC/SIMENS系统中,用G53指令来指令目标点在机床坐标系中得位置。
G53指令用于移动刀具或工作台,类似于快速移动指令.该指令格式:
G90 G53X_Y_Z_
式中,X、Y、Z——机床坐标系下得绝对坐标值。
(2)工件坐标系设定指令G54~G59
使用G54~G59指令设置机床坐标系。
在用试切法进行对刀时,预先用面板G54~G59等指令,利用系统中得刀具位置测量功能,自动计算工件坐标系零点在机床坐标系中得位置,这样可设定6个对应得工件系。
编程格式:
G54~G59(G90)GOOX_Y_Z_
式中,X、Y、Z——任意一个合适点得坐标值。
(注:
类似起刀点位置)
注意事项
①如果使用G53指令,必须就是在G90方式使用
②如果使用G54~G59指令对刀来设定工件坐标系,在执行加工程序之前,刀具可以在任何位置(但要考虑安全因素),也就就是说刀具可以在任何位置上启动加工程序。
③用G54~G59指令建立坐标系,必须在接通电源后做一次手动返回参考点得操作,才能正确建立工件坐标系。
(二)坐标系偏移(局部坐标系)
坐标系偏移就是为了方便编程,在工件坐标系中设定得子坐标系,实际上就就是通常所说得坐标系变换功能。
在工件坐标系中,可以设置局部坐标系。
局部坐标得原点可以设定在工件坐标系中得任意指定位置。
当局部坐标系设定时,后面得以绝对方式(G90)指令得移动就是局部坐标系中得坐标值。
为了取消局部坐标系并在工件坐标系中指定坐标值,应使局部坐标系零点与工件坐标系零点一致.指令格式:
FANUC
G52 X_ Y_Z__(在单独得程序段编程)
G52 X0 Y0 Z0(取消局部坐标系)
式中 X、Y——局部坐标系原点在原工件坐标系中得坐标值。
局部坐标系
SIMENS
TRANSX_ Y_Z__(在单独得程序段编程)
ATRANSX_ Y_Z__(在单独得程序段编程)
TRANS(取消局部坐标系)
指令参数意义:
1TRANS:
坐标系转换(局部坐标系)
2ATRANS:
就是附加得坐标系转换,相对于已经存在得局部坐标系。
图13-5TRANS/ATRANS得关系
注意事项
1局部坐标系设定不改变工件坐标系与机床坐标系.
2局部坐标系使用完之后必须要取消局部坐标系指令。
3局部坐标系暂时清除刀具半径补偿中得偏置。
4绝对值方式中,在局部坐标系指令之后立即指定运动指令。
(三)坐标系旋转
编程形状能够旋转。
用该功能(旋转指令)可将工件旋转某一指定角度.另外,如果工件得形状由许多相同得图形组成,则可将图形单元编成子程序,然后用主程序得旋转指令调用。
这样可简化编程.指令格式:
FANUC
G17
G18G68α_β_R_;坐标系开始旋转
G19
G69:
坐标系旋转取消
G17(G18或G19):
平面选择,在其上包含旋转得形状。
α_β_与指令得坐标平面(G17、G18、G19)相应得X_Y_Z_中得两个轴得绝对指令,在G68后面指定旋转中心。
R_角度位移,正值表示逆时针旋转。
负值表示顺时针旋转。
图13-6
SIMENS:
1、编程格式:
1
ROTX_Y_Z_ROTRPL=_
开始坐标系旋转
2AROTX_Y_Z_AROTRPL=_
3ROT 取消坐标系旋转
每一个指令必须在单独得一个NC程序段内编程。
2、指令与参数意义:
①ROT:
工件坐标系得零点得绝对旋转.
②AROT:
可编程得零点得相对旋转。
4X_Y_Z_:
在空间得旋转,旋转所绕得几何轴.
5RPL:
在平面内得旋转,坐标系旋转转过得角度。
3。
功能
ROT/AROT可以围绕几何轴(X,Y,Z)中得一个旋转坐标系,也可以在给定得平面内(G17~G19)(或围绕垂直于她们得进给轴)旋转一定得角度得到旋转后得坐标系。
这使得倾斜得表面或几个工件边在一次设置中被加工出来。
4.在空间得旋转
替代指令ROTX_Y_Z_就是通过围绕特定轴旋转一个编程得角度来实现坐标系绝对旋转,旋转基点就是上一次通过G54~G59设置得一个工件坐标系原点。
相对指令AROTX_Y_Z_也就是通过围绕特定轴旋转一个编程得角度来实现坐标系相对旋转。
不过它就是以当前得或上一次得编程零点位置作为旋转参考点。
如图13-7
图13—7
5.平面内得旋转
坐标系在G17~G19所确定得平面内得旋转。
替代指令ROTRPL=__:
相对指令AROTRPL=__。
坐标系在目前得平面内旋转通过编程角度RPL=__确定。
注意事项:
FANUC
1坐标系旋转指令用完之后要立即取消.
2在坐标系旋转G代码得程序段之前指定平面选择代码(G17~G19)。
平面选择代码不能在坐标系旋转方式中指定.
3αβ不编程时,则G68程序段得刀具当前位置认为就是旋转中心。
4R角度位移,从第三轴正方向瞧,顺时针方向为负,反之为正。
5在坐标系旋转之后,执行刀具半径补偿、刀具长度补偿、刀具偏置与其它补偿操作。
6当G68被编程时,在G68之后,绝对值指令之前,增量值指令得旋转中心就是刀具位置。
7取消坐标系旋转方式得G代码(G69)可以指定在其它指令得程序段中。
也可以单独一段.
SIMENS
1坐标系旋转指令用完之后要立即取消。
2空间绕坐标轴旋转 XYZ后跟角度值。
3平面坐标系旋转指令ROTRPL在ROT 与RPL之间要输入空格。
4平面旋转坐标系,系统默认刀具当前位置为旋转中心。
5ROTRPL 后跟角度值,从第三轴得正方向瞧顺时针为负,反之为正。
实训步骤:
课后题1(必做)深度1mm
课后题2(选作)
课后题3(选作)
1、所需材料:
100X100X20铝块
2、所需工具:
Φ10三刃立铣刀平口钳 游标卡尺 寻边器Z轴设定器垫块
3、切削参数:
S800 F200 D=5H=0
4、评分标准:
①53每超差0.01mm扣一分,扣完为止 总分5分
② 30 每超差0.01mm扣一分。
总分5分
③深度1每超差0.01mm扣一分总分5分
5偏移旋转定位尺寸 2030每超差0.01mm扣一分。
总分10分
注意事项:
图一:
①用偏移与旋转时要考虑之间得前后关系。
②偏移指令用完之后在程序最后要取消偏移指令
③旋转指令得角度如何来判断。
解决方案:
①先用偏移指令后用旋转指令。
②从Z轴正方向瞧顺时针为负,逆时针为正.
FANUC
SIMENS
O1111
AB1111
G90G54G17G00Z100;
G90G54G17G00Z100;
M03S800F200
M03S800F200
X-10Y-10
X—10Y-10
Z5
Z5
G01Z-2
G01Z—2
G41D1X0Y0
G41D1X0Y0
Y30
Y30
X10
X10
X[TAN[30]*20+10]Y10,R6
X=TAN(30)*20+10Y10RND=6
X38
X38
G03Y22R6
G03Y22CR=6
Y30
Y30
X52
X52
X60Y22
X60Y22
Y7
Y7
G03X53Y0R7
G03X53Y0CR=6
X0
X0
G40X—10Y-10
G40X-10Y-10
G00Z100
G00Z100
M30
M30
O2222
AB2222
G90 G54G17G00Z100;
G90G54G17G00Z100;
G52X20Y40
TRANSX20Y40
G68X0Y0R45
ROTRPL=45
M03S800F200
M03S800F200
X-10Y—10
X-10Y-10
Z5
Z5
G01Z-2
G01Z-2
G41D1X0Y0
G41D1X0Y0
Y30
Y30
X10
X10
X[TAN[30]*20+10]Y10,R6
X=TAN(30)*20+10Y10RND=6
X38
X38
G03Y22R6
G03Y22CR=6
Y30
Y30
X52
X52
X60Y22
X60Y22
Y7
Y7
G03X53Y0R7
G03X53Y0CR=6
G52X0Y0
X0
X0
G40X-10 Y-10
G40X-10Y—10
ROT
G69
TRANS
G00Z100
G00Z100
M30
M30
思考题
思考题1
下次课预习内容
1比例缩放、镜像、极坐标理论知识。
2FANUC与SIMENS比例缩放、镜像、极坐标之间区别。
3预习所附例题.
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- 项目十三 坐标系偏移旋转 项目 十三 坐标系 偏移 旋转