5.数控机床的坐标系

5.数控机床的坐标系
１.坐标轴及运动方向的规定
为了确定机床个运动部件的运动方向和移动距离，需要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫做机床坐标系。

１.１ 机床坐标轴及其方向
数控机床的运动轴分为平动轴和转动轴。

数控机床各轴的运动，有的是使刀具产生运动，有的则是使工件产生运动。

n鉴于以上两方面情况，标准规定，不论机床的具体运动结果如何，机床的运动统一按工件静止而刀具相对于工件运动来描述。

n以右手笛卡尔坐标系表达，其坐标轴用X，Y，Z表示，用来描述机床的主要平动轴，称为基本坐标轴。

n若机床有转动轴，标准规定绕X，Y和Z轴转动的轴分别用A、B、C表示，其正向按右手螺旋定则确定。

n标准统一规定，以增大工件与刀具之间距离的方向(即增大工件尺寸的方向)为坐标抽的正方向。

机床坐标轴的确定方法
卧式车床坐标系
卧式升降台铣床坐标系
立式升降台铣床坐标系
1.Z坐标轴
n将机床主轴沿其轴线方向运动的平动轴定义为Z轴。

n所谓主轴是指产生切削动力的轴，例如铣床、钻床、镗床上的刀具旋转轴和车床上的工件旋转轴。

n如果主轴能够摆动，即主轴轴线方向是变化的，则以主轴轴线垂直于机床工作台装卡面时的状态来定义Z轴。

n对于Z轴的方向，标准规定以增大刀具与工件间距离的方向为Z轴的正方向。

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2.X坐标轴
n将在垂直于Z轴的平面内的一个主要平动轴指定为X
轴，它一般位于与工件安装面相平行的水平面内。

n对于不同类型的机床，X轴及其方向有具体的规定。

n例如对于铣床、钻床等刀具旋转的机床，若Z轴
是水平的，则X轴规定为从刀具向工件方向看时
沿左右运动的轴，且向右为正。

n若Z轴是垂直的，则X轴规定为从刀具向立柱 (若
有两个立柱则选左侧立柱)方向看时沿左右运动
的轴，且向右为正。

3.Y坐标轴
Y轴及其方向则是根据X和Z轴按右手法则确定。

4.A、B、C坐标轴
A、B、C坐标分别为绕X、Y、Z坐标的回转进给
运动坐标，在确定了X、Y、Z坐标的正万向后，可按右手螺旋定则来确定A、B、C坐标的正方向。

例：根据图所示的数
控立式铣床结构图，
试确定X、Y、Z直线
坐标。

（1）Z坐标：平行于
主轴，刀具离开工件
的方向为正。

（2）X坐标：Z坐标
垂直，且刀具旋转，
所以面对刀具主轴向
立柱方向看，向右为
正。

（3）Y坐标：在Z、X
坐标确定后，用右手
直角坐标系来确定。

数控立式铣床的坐标系
5.附加运动坐标
n X、Y、Z为机床的主坐标系或称第一坐标系。

n如除了第一坐标系以外还有平行于主坐标
系的其它坐标系则称为附加坐标系。

n附加的第二坐标系命名为Ｕ、Ｖ、Ｗ。

n附加的第三坐标系命名为P、Q 、Ｒ。

机床原点
n机床原点：机床坐标系的原点。

n对某一具体的机床来说，机床原点是固定的，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置。

机床参考点:
n是用于对机床工作台、滑板以及刀具相对运动的测量系统进行定标和控制的点，也称为机床零点。

n参考点相对于机床原点来讲是一个固定值。

n它是在加工之前和加工之后，用控制面板上的回零按钮使移动部件移动到机床坐标系中的一个固定不变的极限点。

n数控机床在工作时，移动部件必须首先返回参考点，测量系统置零，之后测量系统即可以以参考点作为基准，随时测量运动部件的位置。

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工件坐标系和工件零点
工件坐标系是编程人员在编程时使用的，由编程人员以工件图纸上的某一固定点位原点（也称工件原点）所建立的坐标系，编程尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定。

工件坐标系的各坐标轴与机床坐标系相应的坐标轴平行。

也称之为编程坐标系和编程原点。

工件原点选择的原则：
n工件原点选在工件图样的尺寸基础上。

n能使工件方便地装夹、测量和检验。

n工件原点尽量选在尺寸精度高、粗糙度较细的工件表面上。

n对于有对称形状的几何零件，工件原点最好选在对称中心上。

机床原点
工件
原点
机床参
考点编程
原点
数控车床坐标系及相关点的关系
机床坐标系与工件坐标系的关系
绝对坐标系与增量（相对）坐标系
(1)绝对坐标系
在坐标系中，所有的坐标
点均以固定的坐标原点为起
点确定坐标值的，这种坐标
系称为绝对坐标系。

如右图所示，A、B两点的
坐标值均以固定的坐标原点
计算的，其坐标值为XA＝10，
YA＝20，XB＝30，YB＝50。

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(2)增量(相对)坐标系
在坐标系中，运动轨迹(直线或圆弧)的终点坐标值是以起点开始计算的，这种坐标系称为增量(相对)坐标系。

增量坐标系的坐标原点是移动的，坐标值与运动方向有关。