1.坐标轴的命名及方向
为方便数控加工程序的编制以及使程序具有通用性,目前国际上数控机床的坐标轴和运动方向均已标准化。我国也于1982年颁布了JB3051-82《数控机床的坐标和运动方向的命名》标准。标准规定,在加工过程中无论是刀具移动,工件静止,还是工件移动,刀具静止,一般都假定工件相对静止不动,而刀具在移动,并同时规定刀具远离工件的方向作为坐标轴的正方向。
直线运动的坐标轴采用右手直角笛卡尔坐标系统,如图3-1所示。大拇指指向为X轴的正方向,食指指向为Y轴的正方向,中指指向为Z轴的正方向。三个坐标轴互相垂直。此外,当数控机床直线运动多于三个坐标轴时,则用U、V、W轴分别表示平行于X、Y、Z轴的第二组直线运动坐标轴,用P、Q、R分别表示平行于X、Y、Z轴的第三组直线运动坐标轴。旋转运动的坐标轴用右手螺旋定则确定,用A、B、C分别表示绕X、Y、Z轴的旋转运动,转动的正方向为四指的方向,A、B、C以外的转动轴用D、E表示。
2.数控机床坐标轴的确定方法
(1)Z轴的确定 在确定数控机床坐标轴时,一般先确定Z轴,后确定其它轴。通常将传递切削力的主轴轴线方向定为Z坐标轴。当机床有几个主轴时,则选一个垂直于工件装夹面的主轴为Z轴;如果机床没有主轴,则Z轴垂直于工件装夹面。同时规定刀具远离工件的方向作为Z轴正方向。
(2)X轴的确定 X轴平行于工件装夹面且与Z轴垂直,通常呈水平方向。对于工件旋转类的机床(如数控车床、外圆磨床等),X轴方向是在工件的径向上,且平行于横滑座。X轴的正方向取刀具远离工件的方向。对于刀具旋转类机床,如果Z轴是垂直的,则面对刀具主轴向立柱方向看,X轴的正方向为向右方向。如果Z轴是水平的,则从刀具主轴后端向工件方向看,X轴的正方向为向右方向。
(3)Y轴的确定 X、Z轴的正方向确定后,Y轴可按图1所示的右手直角笛卡尔直角坐标系来判定。
图1 右手直角笛卡尔坐标系
(4)旋转或摆动轴确定旋转或摆动运动中A、B、C的正方向分别沿X、Y、Z轴的右螺旋前进的方向。图2所示为各种数控机床的坐标系示例。
五坐标铣床