浅议数控车床坐标系

浅议数控车床坐标系
摘要：本文主要是在理解数控车床坐标系与工件坐标系的建立的基础上，探究
两者之间的相互关系，以便让学生更好的理解数控车床加工过程，激发学生学习《数控车床编程与实训》这门课程的兴趣。

关键词：数控车床坐标系工件坐标系编程坐标系数控车床加工过程学生在进行数控车床实训时，指导老师先给学生一张零件图，让学生分析零
件图的结构形状、尺寸及技术要求，确定加工该零件所需要的毛坯、刀具及数控
加工工艺过程；再对零件图形进行数值计算，确定关键点的坐标，并编写加工程序；然后将程序输入到数控装置中，并校验程序；最后将工件与刀具装到数控车
床上，对刀，数控装置通过控制主轴转速和转向、刀具X轴与Z轴方向的动作顺序、移动量和进给速度等，从而实现刀具与工件的相对运动，完成零件的加工。

这也是数控车床的加工过程。

因此，数控车床加工过程需要工件坐标系（即编程
坐标系）与数控车床坐标系。

那么这两种坐标系是如何建立的？它们两者之间又
有什么关系呢？
一、数控车床坐标系
数控车床坐标系是以工件静止，刀具相对于工件运动的原则来确定的，是通
过右手笛卡尔直角坐标系来确定的，即伸出右手的拇指、食指和中指，并互为90°，拇指代表X坐标轴，食指代表Y坐标轴，中指代表Z坐标轴。

数控车床使用X坐标轴、Z坐标轴组成的直角坐标系进行定位和插补运动：Z
坐标轴规定为主轴轴线方向，且以刀具远离工件的方向为正方向；X坐标轴在刀
具或工件的定位平面内，，一般在水平面内，并与Z轴垂直，且以刀具远离工件
的方向为正方向；在确定Z和X坐标轴后，再按照右手笛卡尔直角坐标系确定Y
坐标轴及其正方向。

卧式数控车床的坐标系如图1所示。

图1
卧式数控车床的坐标系是以机床原点为坐标原点建立起来的X、Z轴直角坐
标系。

机床原点是机床上的固有点，机床一经设计和制造出来，机床原点就已经
被确定下来。

如图2所示，数控车床的机床原点为主轴回转中心与卡盘后端面的
交点。

数控车床坐标系统是机床固有的坐标系统，它是通过操作刀具返回机床零点
的方法建立的。

机床启动时，通常要进行机动或手动回零，就是回到机床参考点。

机床参考点也是机床上的一个固有点，该点是刀具退离到一个固定不变的极限点。

当刀具返回参考点的工作完成后，操作面板上的显示器即显示出机床参考点在机
床坐标系中的坐标值，此表明机床坐标系已经建立。

二、工件坐标系
工件坐标系是编程时使用的坐标系，所以又称为编程坐标系。

工件坐标系是
人为设定的，既要符合尺寸标注的习惯，又要便于坐标计算和编程。

编程原点尽
量与零件的设计基准或工艺基准重合，一般选择工件右端面与轴线的交点处为编
程原点，如图2所示。

图2
二、数控车床坐标系与工件坐标系的关系
一般来说，零件的数控加工编程和在数控车床上加工是分开进行的。

学生是
通过对刀将数控车床坐标系与工件坐标系联系起来的。

为了使零件加工程序不受刀具安装位置的影响，必须在加工程序执行前，调整每一把刀的刀尖位置，使刀架转位后，每把刀的刀尖位置都重合在同一点，且都以编程原点为零点，这一过程称为数控车床的对刀。

对刀与编程是学生能否顺利完成数控车床实训的关键。

学生掌握了数控车床坐标系与工件坐标系之间的相互关系，可以更好的理解数控车床加工过程，激发学习《数控车床编程与实训》这门课程的兴趣。

参考资料：
《数控车床编程与实训》中南大学出版社。