數(shù)控車床學(xué)習(xí)應(yīng)把握好的六個(gè)點(diǎn)論文
摘要：針對(duì)職業(yè)學(xué)校學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控車床中存在的困難，從數(shù)控車床的六個(gè)“點(diǎn)”入手，詳盡地解釋了這些點(diǎn)，闡述了它們的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)了它們?cè)跀?shù)控車床學(xué)習(xí)中的重要性。
關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；機(jī)床原點(diǎn)；參考點(diǎn)；程序原點(diǎn)；快速定位點(diǎn)；刀位點(diǎn)；換刀點(diǎn)
數(shù)控車床又稱為CNC車床，即計(jì)算機(jī)數(shù)字控制車床，它用數(shù)字化的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，是目前國(guó)內(nèi)使用量最大、覆蓋面最廣的一種數(shù)控機(jī)床，約占數(shù)控機(jī)床總數(shù)的25%。社會(huì)上學(xué)習(xí)數(shù)控車床的人越來(lái)越多，絕大多數(shù)中等職業(yè)學(xué)校相繼開(kāi)設(shè)了數(shù)控專業(yè)。許多中職學(xué)生理解能力較差，剛開(kāi)始學(xué)時(shí)往往感到無(wú)從下手，尤其在編制加工程序時(shí)，更是糊里糊涂。對(duì)此，筆者認(rèn)為關(guān)鍵是學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)對(duì)六個(gè)很重要的車床點(diǎn)分不清楚。這六個(gè)點(diǎn)是機(jī)床原點(diǎn)、參考點(diǎn)、程序原點(diǎn)、快速定位點(diǎn)、刀位點(diǎn)、換刀點(diǎn)。
機(jī)床原點(diǎn)
機(jī)床原點(diǎn)是生產(chǎn)廠家在制造機(jī)床時(shí)設(shè)置的固定的點(diǎn)，也稱機(jī)床零點(diǎn)。它是在裝配、調(diào)試機(jī)床時(shí)就確定下來(lái)的。數(shù)控車床的原點(diǎn)一般位于車床卡盤端面與主軸中心線的交點(diǎn)處。通常不允許用戶改變。以機(jī)床的原點(diǎn)為坐標(biāo)系稱機(jī)床坐標(biāo)系，如圖1所示。
參考點(diǎn)
參考點(diǎn)是機(jī)床廠家在機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)物理位置。與機(jī)床原點(diǎn)的相對(duì)位置是固定的。如圖1中的O點(diǎn)。車床出廠前由機(jī)床制造商精密測(cè)量確定。也有些機(jī)床的參考點(diǎn)在X軸、Z軸的正向極限位置附近，與零點(diǎn)重合（如圖2所示），所以回參考點(diǎn)也稱回零。
回參考點(diǎn)的必要性是：數(shù)控機(jī)床位置檢測(cè)裝置如果采用絕對(duì)編碼器，由于系統(tǒng)斷電后位置檢測(cè)裝置靠電池來(lái)維持坐標(biāo)值實(shí)際位置的記憶，所以機(jī)床開(kāi)機(jī)時(shí)，不需要返回參考點(diǎn)。目前，大多數(shù)數(shù)控車床采用增量編碼器作為位置檢測(cè)裝置，系統(tǒng)斷電后，工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)值就失去記憶，車床盡管靠電池維持機(jī)械坐標(biāo)值的記憶，但只是記憶機(jī)床斷電前的坐標(biāo)值而不是機(jī)床的實(shí)際位置，所以車床首次開(kāi)機(jī)后要進(jìn)行返回參考點(diǎn)操作。
返回參考點(diǎn)還有以下好處：（1）系統(tǒng)通過(guò)參考點(diǎn)來(lái)確定機(jī)床的原點(diǎn)位置，以正確建立機(jī)床坐標(biāo)系。（2）可以消除絲杠間隙的累計(jì)誤差及絲杠螺距誤差補(bǔ)償對(duì)加工的影響。
程序原點(diǎn)
也叫編程原點(diǎn)，是編程人員在編程中定義在工件上的幾何基準(zhǔn)點(diǎn)，也稱編程零點(diǎn)、工件原點(diǎn)。編程原點(diǎn)是在數(shù)控加工時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以也稱對(duì)刀點(diǎn)。
編程原點(diǎn)視工件的具體情況而設(shè)定，一旦確定，在編程時(shí)，就要以此點(diǎn)來(lái)計(jì)算坐標(biāo)值。從理論上講，編程原點(diǎn)可以選擇工件上的任何一點(diǎn)，但實(shí)際上為了換算尺寸簡(jiǎn)便，減少計(jì)算誤差，應(yīng)選擇一個(gè)合理的編程原點(diǎn)。數(shù)控車床的編程原點(diǎn)一般選在工件右端面與主軸軸線的交點(diǎn)上，通過(guò)對(duì)刀確定。
編程人員在確定編程原點(diǎn)時(shí)，一般要遵循如下原則：（1）所選的原點(diǎn)應(yīng)便于計(jì)算，以利于編程。（2）應(yīng)選在工件的對(duì)稱中心上，以簡(jiǎn)化編程。（3）應(yīng)選在容易找正、在加工過(guò)程中便于檢查的位置上。（4）應(yīng)盡可能選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，以使加工引起的誤差最小。
快速定位點(diǎn)
快速定位點(diǎn)是編程人員在編制程序時(shí)，設(shè)定在工件端面附近的一個(gè)點(diǎn)。當(dāng)?shù)毒呖焖俣ㄎ坏酱它c(diǎn)后，從這一點(diǎn)開(kāi)始插補(bǔ)進(jìn)給，當(dāng)直線插補(bǔ)時(shí)，一般設(shè)定X值比工件外圓大2~3毫米，Z值離開(kāi)工件端面2毫米左右。此點(diǎn)設(shè)定太近，有可能與工件毛坯相撞，太遠(yuǎn)則空走刀時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)降低加工效率。因此，有些學(xué)生在編程時(shí)把快速定位點(diǎn)設(shè)在Z0的位置，表示刀尖已經(jīng)接觸工件，是不合理的。
刀位點(diǎn)
車刀上可以作為編程和加工基準(zhǔn)的點(diǎn)稱為刀位點(diǎn)，也是指能表示刀具特征的點(diǎn)。常用數(shù)控車削的車刀主要是尖形車刀，在不考慮刀尖微小圓弧的情況下，可認(rèn)為刀尖即為刀位點(diǎn)。數(shù)控編程的實(shí)質(zhì)就是描述刀具的刀位點(diǎn)在編程坐標(biāo)系中運(yùn)動(dòng)的軌跡。常用車刀的刀位點(diǎn)如圖3所示。切槽刀有左右兩個(gè)刀位點(diǎn)，在編程時(shí)要根據(jù)圖紙上的尺寸來(lái)選擇，目的是有利于編程。
換刀點(diǎn)
較復(fù)雜的工件，就要用多把刀加工。換刀點(diǎn)就是指在編制數(shù)控車床加工程序時(shí)，相對(duì)于編程原點(diǎn)而設(shè)定的一個(gè)換刀位置。在此點(diǎn)旋轉(zhuǎn)刀架，安裝在刀架上的任何一把刀具都不能與工件、尾座、夾具等發(fā)生碰撞，否則將發(fā)生安全事故。一般換刀點(diǎn)都設(shè)置在工件的外面，并留有一定的安全區(qū)，其設(shè)定值可用實(shí)際測(cè)量法或計(jì)算確定。
以上對(duì)這六個(gè)點(diǎn)做了詳盡的描述，學(xué)生在學(xué)習(xí)中，必須明白這幾個(gè)點(diǎn)的相互關(guān)系。機(jī)床原點(diǎn)和參考點(diǎn)存在著確定的位置關(guān)系，不能輕易改變。換刀點(diǎn)、快速定位點(diǎn)和編程原點(diǎn)之間存在一定關(guān)系，編程人員可以改變。在這幾個(gè)點(diǎn)中，機(jī)床原點(diǎn)、刀位點(diǎn)、參考點(diǎn)可以作為了解的內(nèi)容，不必花太多的精力。編程原點(diǎn)一定要選好，否則就會(huì)給編程或計(jì)算帶來(lái)麻煩。
通過(guò)對(duì)數(shù)控車床涉及的六個(gè)點(diǎn)的分析，明白了這些點(diǎn)各自的作用和相互關(guān)系，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)就不會(huì)再將這些點(diǎn)混淆在一起，就能更快地學(xué)好數(shù)控車床操作技術(shù)。
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