浅谈数控车削编程和加工中

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1、浅谈数控车削编程和加工中的“点”□时间：2008-4-1720:08:30访问量：162　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　机械工程系姚立勇(副教授)　　在数控车削编程和加工中，有几个非常重要的点：原点、参考点、刀位点、起刀点、对刀点、基点和节点。为了便于理解和使用它们，有必要弄清它们的含义、作用和相互之间的关系。现将数控车床中上述各点之间的位置关系用图示表达如下：　　图1机床坐标系和工件坐标系　　图中Ojy、Ogy—分别为机床坐标系和工件坐标系的原点；　　Ojc、Odc—分别为机床参考点和刀具参考点；　　A、B

2、—分别为对刀点和起刀点。　　　　一、原点　　数控机床的原点有两个：一个是机床原点，另一个是工件原点，也称为编程原点。　　1、机床原点　　机床原点是机床上设置的一个固定基准点。以机床原点为坐标原点建立的直角坐标系称为机床坐标系。它是机床固有的，是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础。其坐标轴及方向按标准规定，其坐标原点的位置由各机床生产厂设定，一般情况下，不允许用户随意调整变动。例如，数控车床属于两轴联动机床，其机床坐标系是由一个Zj轴和一个Xj轴组成的直角坐标系，它的原点Ojy一般为主轴旋转中心线与卡盘定位面的交

3、点，以主轴轴线作为Zj轴，刀具远离工件的方向为Zj轴的正方向；Xj轴位于水平面内且垂直于主轴轴线，刀具远离主轴轴线的方向为Xj轴的正方向（见图1所示）。机床坐标系的建立是在机床上电以后，通过手动回零操作来实现的。机床只有回零以后才能运行程序。所以，用户一定要养成机床一上电就回零的习惯。　　2、工件原点　　通常以工件图样上的设计基准点作为工件原点。以工件原点为坐标原点建立的直角坐标系，称为工件坐标系。工件原点Ogy是人为设定的。设定的依据是：既要符合图样尺寸的标注习惯，又要便于编程。例如，数控车削加工时，通常将工件原点选择在

4、工件的右端面或左端面，也可以设在主轴轴线上任意一点处。工件坐标系的Zg轴一般与工件轴线重合，Xg轴随工件原点位置不同而异，但各轴的正方向与机床坐标系相同。FANUC系统数控车床中，可以利用G50XαZβ指令来建立工件坐标系，(α,β)值是起刀点B在工件坐标系中的坐标值，或利用零点偏置指令G54~G59设置工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值。　　　　二、参考点　　数控机床有机床参考点与刀具参考点。　　1、机床参考点　　机床参考点是设置机床坐标系的一个基准点。在许多情况下，刀具是无法接近机床零点的，例如数控车床的机床零点一般

5、设定在主轴旋转中心线与卡盘定位面的交点上，车刀就无法靠近它。因此，只有附设一个机床参考点来设定机床坐标系。机床参考点是机床上某一固定点，该点为刀具退到一个固定不变、接近正向极限位置的点，其固定位置可由机床各轴方向的机械挡块来确定，用户不能随意调整。　　2、刀具参考点　　刀具参考点为刀架上一个固定基准点，是机床参考点在刀架上的一个具体定标点。例如，数控车床通常将刀架中心Odck作为刀具参考点，数控系统就是通过控制刀具参考点的轨迹，来间接保证刀具刀位点的运动位置。当进行返回参考点的操作时，装在纵向和横向滑板上的行程开关碰到相应

6、的挡块后，，向数控系统发出信号，由系统控制滑板停止运动，完成返回参考点的操作，此时刀具参考点和机床参考点重合，从而建立起机床坐标系，这一操作称为回零。在回零方式下，X轴、Z轴只能朝正方向即+X、+Z方向回零。如果未回零，机床就不能进行自动运行方式操作，且CRT上出现提示信息“X(Z)AXISNO-REF”。在自动运行方式下，在程序中通过G28指令返回参考点。　　　　三、刀位点　　所谓刀位点，是指编制数控加工程序时用以确定刀具位置的基准点。对刀时要直接或间接地使对刀点与刀位点重合。数控机床的加工程序是针对刀具上的刀位点进行编

7、制的。不同刀具的刀位点是不同的（图2中黑点即是刀位点）。平底立铣刀的刀位点是其轴线与底端面的交点，立式球头铣刀的刀位点是其球头的球心，而车刀、镗刀的刀位点是其刀尖，钻头的刀位点是其钻尖。平底立铣刀　　　　　　　　　　钻头　　　　　　　　　　　球头铣刀　　　　　　　　车刀镗刀　　四、起刀点　　起刀点是程序开始运行时刀位点所处的位置。确定好工件原点以后，还必须确定程序中刀具的起始点位置，即刀位点的起始位置。FANUC系统数控车床中，用G50XαZβ指令来设定工件坐标系。如图1所示，(α,β)值是起刀点B在工件坐标系中的坐标值。

8、程序开始时，通过手动移动刀具，使刀位点位于起刀点位置，这一过程称为对刀。在开始运行加工程序时，刀具的起始位置通常在起刀点位置上。在一般情况下，起刀点既是加工程序开始的起点，也是加工程序结束的终点。　　　　五、对刀点　　在数控加工过程中，刀位点的运动轨迹自始至终是要控制的。首先应确定工件原点，以建立准确的