工件在数控车床上的定位
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大家在学习数控车床技术的时候,都已经知道大部分数控车床或加工中心上都有主轴定位(或叫主轴定向)功能,现在为能更清楚地了解该功能,笔者在这里就就数控车床主轴定位的分类、原理、调整方法、及常见故障等方面展开讨论。
主轴定位:通常主轴只是进行速度控制,但在一些特殊的情况下也需要对主轴进行位置控制。
例如:在加工中心上进行自动换刀时、镗孔加工中因工艺要求而需要让刀时,以及车床在装卡工件等时都需要主轴准确的停在一个特定的位置上。
这就是我们通常所说的主轴定向功能。
主轴定向功能就是NC发出定向命令,通过主轴上的位置传感器上的一转信号使主轴停止在一个确定的位置上,并向伺服电机位置环一样提供一定的保持力矩。
定位与定向是两个概念主轴定向是一点定位,而定位是任何角度主轴定向是对主轴位置的简单控制,可以选来作为位置信号的元件有:外接接近开关与电机速度传感器;主轴位置编码器;电机或内装主轴的内置传感器。
而根据使用的位置信号的不同参数设置也有区别。
数控车床主轴定位有两种,一种是靠伺服主轴电机自身构成C轴,主轴电机和主轴靠同步带连接(1:1)构成全闭环,可以CS轮廓插补,定位,刚性功丝。
另一种可以在主轴上加一个伺服电机用齿轮传动组成C轴造成主轴定位故障的原因主要来自下面三个方面:1、主轴定位检测传感器位置安装不正确,无法检测到主轴状态,造成定位时主轴来回摆动;2、主轴速度控制单元参数设置有误,使主轴定位产生误差或抖动;3、主轴停止回路调整不当,会使主轴在定位点附近摆动。
对于前两种原因引起的故障,可通过调整定位传感器的安装位置或修改控制单元有关参数消除;对于第三类原因引起的故障,只需调整主轴回路定位电位器即可排除。
加工中心主轴一般只能定向,不能定位,目的是用于换刀,镗孔时定向。
靠仅主轴尾端有一副检测元件(如光电开关,霍尔元件等),检测到定向信号后,主轴伺服电机会电磁锁紧定位(这类伺服电机一般编码器线数不高,定位精度低,但转速高),如果主轴定位不准确,可能会损坏刀库和主轴头。
cnc数控车床坐标系机器对刀的工作原理数控车床作为一种由程序指令控制的自动化机床,能够有效地按照图纸要求加工零件,尤其是解决了一些复杂和精密零件的加工问题,是现代技术发展中的机电一体化产品。
数据车床作为加工精密零件的重要设备,其刀具的位置至关重要,对刀工作是保证数控车床正常运行的重要项目。
在实际操作中,深入了解对刀的原理和方法,有利于操理清思路,减少因机械原因造成的零件报废。
本文主要讨论对刀的原理,并对对刀的方法进行探究,旨在进一步完善数控车床的加工度。
就像我们小学就开始学的数学一样,一直在学习X、Y轴,没错,我们讲的就是Cnc数控车床的坐标系原理。
一、CnC数控车床的坐标系统C数控车床坐标系以机床原点为坐标原点建立起来的X、Y、Z轴直角坐标系,称为机床坐标系。
机床原点为机床上的一个固定点,也称机床零点。
机床零点是通过机床参考点间接确定的,机床参考点也是机床上的一个固定点,其与机床零点间有一确定的相对位置,一般设置在刀具运动的X、Y、Z正向ZUi大极限位置。
在机床每次通电之后,工作之前,必须进行回机床零点操作,使刀具运动到机床参考点,其位置由机械档块确定。
这样,通过机床回零操作,确定了机床零点,从而准确地建立机床坐标系,即相当于数控系统内部建立一个以机床零点为坐标原点的机床坐标系。
机床坐标系是机床固有的坐标系,一般情况下,机床坐标系在机床出厂前已经调整好,不允许用户随意变动°C数控车床工件坐标系工件图样给出以后,首先应找出图样上的设计基准点。
其他各项尺寸均是以此点为基准进行标注。
该基准点称为工件原点。
以工件原点为坐标原点建立的X、Y、Z轴直角坐标系,称为工件坐标系。
工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系,工件原点的位置是人为设定的,它是由编程人员在编制程序时根据工件的特点选定的,所以也称编程原点。
cnc数控车床加工零件的工件原点一般选择在工件右端面、左端面或卡爪的前端面与Z轴的交点上。
数控车床中机床坐标系\机床参考点与工件坐标系的关系[摘要] 我们可以把数控车床分为三大模块,一是数控系统(软件),二是车床本体(硬件),三是被加工工件(浮动件),它们分别有三个坐标系,编程坐标系、机床坐标系和工件坐标系。
[关键词] 机床坐标系机床参考点工件坐标系之间的关系在多年的数控编程理论和实践教学中,笔者发现,许多学生只注重数控编程的学习,而对坐标系的设置只是机械的照搬,对各坐标系的原理和它们之间的关系却不求甚解,虽然经常强调,但在思想上还是引不起足够的重视,致使在实际使用的时候不知所措。
那么什么是机床坐标系?什么是机床原点?什么是机床参考点?它们与设置工件坐标系又有什么关系呢?机床原点为机床上的一个固定点,也称机床零点或机床零位。
是机床制造厂家设置在机床上的一个物理位置,在数控车床上,一般设在主轴旋转中心与卡盘后端面之交点处。
以机床原点为坐标系原点在水平面内沿直径方向和主轴中心线方向建立起来的X、Z轴直角坐标系,成为机床坐标系。
建立机床坐标系,其目的(功能)有三:一、机床坐标系是制造和调整机床的基础不论是普通车床还是数控车床,在车床硬件组装和调试时,都必须首先建立一个工艺点(或坐标系),以此为基准来调整和修调一些工艺尺寸诸如机床导轨与主轴轴线的平行度、导轨与主轴的高度、尾座顶尖与主轴是否等高、主轴的径向跳动量、轴向窜动量等等。
这是一个固定点,这个工艺点一旦确定,一般不允许随意变动。
二、建立机床与数控系统的位置关系我们可以把数控车床分为三大模块,一是数控系统(软件),二是车床本体(硬件),三是被加工工件(浮动件)它们分别有三个坐标系,即程序坐标系、机床坐标系和工件坐标系。
数控机床上电后,三个坐标系并没有直接的联系,因此每次开机后无论刀架停留在机床坐标系中的任何位置,系统都把当前位置认定为(0,0),这样会造成坐标系基准的不统一,数控车床一般采用手动或自动方式让机床回零点的办法来解决这一问题。
CNC机床坐标系的规定及工件坐标系1进给运动与坐标系数控加工必须准确描述进给运动。
加工过程中,刀具相对工件运动轨迹和位置决定了零件加工的尺寸、形状。
数控加工就是让数控机床按照数控程序所描述的刀具相对工件运动的轨迹进行切削运动,从而加工出零件的表面形状。
把刀具相对工件的进给运动轨迹简称刀轨,数控机床必须确切知道刀轨,编程人员必须准确描述表达刀轨。
刀轨一般由直线段或圆弧段组成,线段起点、终点、交点、切点的位置是表达刀轨的最主要信息。
数学中,点位可以在坐标系里定义为坐标值。
如果在数控机床上规定建立一个笛卡儿直角坐标系的数控机床坐标系,就可以方便地在机床或在工件的图样上描述刀轨。
CNC编程中,使用数字来“翻译”图纸,将图纸的尺寸变成刀轨。
国际数控标准I S0841规定数控机床标准坐标系采用右手笛卡儿坐标系,如图1所示,用右手笛卡儿坐标系来规定数控机床标准坐标系。
图1右手笛卡儿坐标系规定数控机床标准坐标系2机床标准坐标系规定1.机床坐标系基本规定⑴刀具相对工件运动的原则编程人员编程时可以假定机床加工时工件是静止的。
如果能假定刀具是相对于静止的工件进行进给运动,那么,编程人员可以不必考虑具体机床在加工时是刀具移向工件,还是工件移向刀具,可直接依据零件图样,确定机床加工过程及编程。
⑵机床进给运动的名称、方向规定机床进给运动的坐标轴向用X、Y、Z表示。
表示机床进给运动的坐标系中,X,Y,Z轴向的关系符合右手直角笛卡儿坐标系规则,用右手的拇指、食指和中指分别代表X,Y,Z三轴,三个手指互相垂直,所指方向分别为X,Y,Z轴的正方向。
如图1。
围绕平行X、Y、Z旋转坐标轴的圆周进给坐标轴分别用A,B,C表示。
1. 数控车床坐标系数控车床坐标系是数控车床上固有的坐标系是用来确定工件坐标系的基本坐标系,是确定刀具(刀架)位置的参考系,其建立在数控车床原点上。
数控车床坐标系各坐标和运动正方向按前述标准坐标系规定设定。
2. 数控车床原点数控车床都有有一个基准位置,称为机床原点,是数控车床制造商设定在数控车床上的一个物理位置,其作用是使数控车床与控制系统同步,建立测量数控车床运动坐标的起始点。
数控车床上有一些固定的基准线,如主轴中心线;还有固定的基准面。
数控车床原点一般设在主轴位于正极限位置时的基准点上,当数控车床的坐标轴手动返回各自的零点以后,用各坐标轴部件上基准线和基准面之间的给定距离来决定数控车床原点位置。
3. 数控车床参考点与数控车床原点相对应的还有一个机床参考点,它也是数控车床上的一个固定点,通常不同于数控车床原点,为了在数控车床工作时建立机床坐标系,要通过参数精确测量来确定。
一般,数控车床工作前,必须先进行回参考点动作,各坐标轴回零,才可以建立数控车床作坐标系。
参考点的位置可以通过调整机械挡块的位置来改变,改变后必须重新精确测量并修改车床参数。
4. 工件坐标系编程人员在编程时设定的坐标系,也称为编程坐标系,在进行数控编程时,首先要根据被加工零件的形状特点和尺寸,在零件图样上建立工件坐标系,使零件上的所有几何元素都有确定的位置,同时也决定了在数控加工时,零件在数控车床上的安放方向。
工件坐标系的建立,包括坐标原点的选择和坐标轴的确定。
5. 工件坐标系原点工件坐标系原点也称为工件原点或编程原点,一般用G92或G54~G59指令指定。
编程原点是由编程人员根据编程计算方便性、数控车床调整方便性、对刀方便性、在毛柸上位置确定的方便性等具体情况定义在工件上的几何基准点,一般为零件图上最重要的设计基准点。
不按成人员以零件图上的某一固定点为原点建立工件坐标系,编程尺寸均按工件坐标系中的尺寸给定,编程按工件坐标系进行。
FANUC数控系统加工中心工件坐标系建立与操作技巧摘要由FANUC Series0i-MB控制的加工中心加工稳定、加工精度高、操作灵活。
阐述该加工中心工件坐标系、机床坐标系及其关系。
在数控程序中通过相应指令建立坐标,通过加工中心的具体操作实现工件坐标系设定,完成零件的数控加工。
关键词FANUC数控系统;加工中心;坐标系;操作综合运用计算机技术、自动控制技术、微电子技术、自动检测技术及精密制造等的计算机数字控制机床在企业中得到了广泛应用。
在利用数控设备加工零件的过程中,无论是加工程序的编制,还是机床的操作都涉及到坐标系的建立和设置问题,它是保证零件的精度和优化加工工艺的条件。
本文以使用的发那科数控系统FANUC Series0i-MB 进行分析,该系统加工稳定、加工精度高、操作灵活。
1坐标系的建立编写工件加工的数控程序,涉及工件坐标系的正确建立;当零件安装并加工时涉及到工件在加工中心上的定位,工件相对于刀具的位置,就要在机床上确定工件的坐标系FANUC系统的机床坐标系是当工作台在最左端,床鞍在最前端,主轴箱在最上端是的位置时,X轴、Y轴和Z轴完成手动返回参考点,主轴轴线与主轴前端面的交点就是加工中心机床的机床坐标原点,各轴方向按规定确定。
工件坐标系则是编程人员在编写加工程序时在工件上建立的坐标系,这种坐标的建立往往只考虑编程的方便性,一般不考虑工件在机床中的位置。
工件坐标系的各轴方向应保证与机床坐标系的对应轴方向一致,同时工件坐标系的原点即程序原点在机床坐标系中的位置也必须明确。
通常当机床回零后,测量程序原点相对于机床原点的偏置量确定两坐标关系。
图示1为程序原点相对于机床原点分别在三个坐标方向的偏置量。
图12坐标系的设置操作关于工件坐标系的设置方法有三种。
用G92建立工件坐标系的程序段是: G92XαYβZγ程序中字母α、β和γ是刀具刀位点在工件坐标系的坐标值,其实质就是刀具相对于工件坐标系的原点的偏置值。
浅析车床工件的装夹与定位摘要:车床用于加工回转体零件,零件表面都是围绕机床主轴的旋转轴线而成形的,了解工件的夹紧与定位的概念,定位原理及方式对车削加工中减少定位误差具有一定意义。
关键词:工件装夹定位原则定位误差1、车床工件的装夹与定位1.1 工件的安装在机械加工过程中为确保加工精度,首先要将工件装在机床上,并占据一个正确的位置,这就是工件的定位。
工件定位后,为了使其在加工过程中始终保持这一位置,必须把它压紧夹牢,这称为工件的夹紧,从定位到夹紧的整个过程称为对工件的安装。
常用的车床工件安装方法有以下几种:用顶尖安装工件;用三爪卡盘装夹工件;用其它附件安装工件;心轴安装工件等。
安装工件的主要要求是位置准确、装夹牢固。
1.1.1 工件安装的基本原则在车床上安装工件的原则是要合理地选择定位基准和夹紧方案。
为了提高车削的加工效率,应注意以下几点:一是力求基准统一,以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量;二是尽量减少装夹次数,提高加工表面之间的相互位置精度;三是当零件批量不大时,应尽量采用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具,以缩短生产准备时间;四是装夹零件要方便可靠,避免采用占机人工调整的装夹方式,以提高生产效率。
1.2.2 工件的安装方式工件的安装有一次安装法和多次安装法。
一次安装法是用专用夹具装夹实现的。
多次安装法是在工件的加工中,经常采用的方法。
[1]1.2 工件的夹紧车削中为保证工件定位时确定的正确位置,防止工件在切削力、离心力、惯性力或重力等作用下产生位移和振动,必须将工件夹紧。
1.2.1 对工件夹紧的基本要求夹紧要求有四点:一是工件在夹紧过程中,不能改变工件定位后所占据的正确位置;二是夹紧力的大小适当,即防止产生大的夹紧变形,也要使得加工振动现象尽可能小;三是操作方便、安全、省力;四是夹紧装置的自动化程度及复杂程度,应与工件的批量大小相适应。
1.2.2 夹具的选择一般机床夹具都有一个夹紧装置,为保证工件定位时所确定的正确加工位置。
用g50设置工件坐标系的方法一、什么是g50。
1.1 g50是数控编程里一个非常重要的指令。
在数控车床的世界里呀,它就像是一个指挥官,专门负责设定工件坐标系呢。
这个工件坐标系啊,就好比是工件在数控车床这个大舞台上的“住址”,要是没有准确地设定这个“住址”,车床加工起来可就会像没头的苍蝇一样,乱了套啦。
1.2 简单来说,g50可以让我们告诉车床,工件的原点在哪里。
这原点就如同我们盖房子的地基,是整个加工的基准点。
比如说,我们要加工一个小零件,这个小零件在车床上的哪个位置开始加工,是由g50来确定这个起始点的,这可是相当关键的一步。
二、g50设置工件坐标系的步骤。
2.1 首先呢,我们得知道相关的坐标参数。
这就好比我们出门要知道目的地的地址一样。
在数控车床中,我们要清楚工件的尺寸、形状等信息,这样才能确定合适的坐标值。
比如说,一个圆柱形的工件,我们要知道它的直径、长度等数据,然后根据这些数据来计算坐标值。
这一步可不能马虎,要是坐标值算错了,那加工出来的工件可能就成了“四不像”,白白浪费了材料,这可就“竹篮打水一场空”啦。
2.2 接着,在编程的时候,我们要把g50指令写在合适的位置。
这就像我们安排工人在合适的时间做合适的工作一样。
一般来说,在程序的开头部分就要设置好g50指令。
例如,我们可以写成“g50 X100 Z100”,这里的X100和Z100就是我们设定的坐标值,这个值是根据工件的实际情况和加工要求来确定的。
如果写错了位置,车床可能就会误解我们的意图,加工出来的东西肯定不符合要求,那可就“前功尽弃”喽。
2.3 最后呀,我们要进行校验。
这就如同我们做完一件事要检查一遍一样。
我们可以通过模拟加工或者在车床上进行试切等方法,来看看我们设置的工件坐标系是否正确。
如果发现有问题,要及时调整。
可不能抱着“得过且过”的心态,不然到最后加工出一堆废品,那可就亏大了。
三、g50设置工件坐标系的注意事项。
3.1 坐标值的准确性是重中之重。