数控铣床的坐标系
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2.2数控铣床的坐标系 2.2.1 数控铣床的机床
坐标系
为了便于在数控程序中统一描述机床运 动，简化程序的编制，并使程序具有互换 性，在数控机床中引入了坐标系的概念， 无论机床机构如何，在编制程序于说明进 给运动时，统一以该坐标系来规定进给运 动的方向和距离，这个坐标系就是标准坐 标系，也叫做机床坐标系，用字母X、Y、 Z和a、b、c表示。 表示。
2.X坐标的方向判定
– –
3.Y坐标的方向判定 根据Z坐标轴和X坐标轴的正方向，利用右手定 则可以确定Y坐标轴的正方向。
4.机床进给运动部件的运动方向 坐标轴方向是为了统一描述而人为规定的，规定的原则为刀具相 对于静止工件的运动，其与机床结构无关。而机床进给运动部件的方向 为机床实际运动方向，是与机床结构直接相关的。 在编程时，只要属于同一类的机床，无论刀具运动还是工作台运动，采 用的坐标系的方向都是一致的，即都是假定刀具运动，其与机床结构无 关。这样的编程人员在不考虑机床上工件与工具具体运动的情况下，就 可以依据零件样图，确定机床的加工过程。 而在操作与控制机床时，机床不同的运动结构就导致其进给运动部件 的运动方向是不同的。弄清这一点，对手动控制机床又很重要的意义。 因为大多数机床手动移动按钮正负指的是运动方向。同样为立式铣床， 动工作台式立式铣床Z轴坐标正方向为向上，而工作台运动正方向为向 下，由Z`表示。动主轴式立式铣床Z轴坐标正方向与工作台运动正方向 一致。 5.机床原点 机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标 M表示。在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z、坐
系的原点Βιβλιοθήκη Baidu它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控 机床进行加工运动的基准参考点。它是不能更改的。一般用字母
标的正方向极限位置上。 标的正方向极限位置上。
2.2.2编程坐标系
编程坐标系是编程人员根据零件样图及加工工艺等在工件 上建立的坐标系，是编程时的坐标依据，又称工件坐标系。 上建立的坐标系，是编程时的坐标依据， 数控程序中的所有坐标值都是假设刀具的运动轨迹点在工 件坐标系中的位置。确定编程坐标系时不必考虑共建毛皮 在机床上的实际庄装夹位置。编程坐标系个坐标轴方向与 机床坐标系一致。 编程原点是编程坐标系的原点，一般用字母W表示，又称 编程原点是编程坐标系的原点， 表示， 工件原点。其是由编程人员定义的，而与工件的装夹无关。 工件原点。其是由编程人员定义的， 不同的编程人员根据编程目的不同，可以对同一工件定义 不同的编程原点，而不同的编程原点也造成程序坐标值的 不同
是在机床各进给轴运动方向上寻找参考点，并在 是在机床各进给轴运动方向上寻找参考点， 参考点出完成机床位置检测系统的归零操作，同 参考点出完成机床位置检测系统的归零操作， 时建立起机床坐标系。 时建立起机床坐标系。
作业
1.举例说明数控及机床坐标系的判断方法 举例说明数控及机床坐标系的判断方法 及原则？ 及原则？ 2.机床会参考点的作用是什么 机床会参考点的作用是什么
程时的参考基准。机床坐标系建立在机床上，是固定的物理点；而工 程时的参考基准。机床坐标系建立在机床上，是固定的物理点； 件坐标系建立在工件上，是根据编程习惯位置可变的。在加工时通过 件坐标系建立在工件上，是根据编程习惯位置可变的。 对刀手段确定工件原点于机床原点的位置关系，将工件坐标系与机床 对刀手段确定工件原点于机床原点的位置关系， 坐标系建立固联关系。
表示。 表示。
右手笛卡尔坐标系
笛卡尔坐标系只表明六个坐标之间的关系， 而对于数控机床坐标方向的判断则有如下规 定 原则一：刀具相对于静止的工件坐标而运动 原则一： 由于进给运动方向规定为刀具相对于静 止的工件的方向，因此，在加工零件时，无 论刀具运动，还是工件运动，为了统一编程 规则，永远假定刀具相对于静止的坐标系而 运动。 原则二：坐标轴正方向的判断顺序为先Z后 原则二： X再Y。下面以铣床为例进行说明。
1.Z坐标的方向判定
–
方向原则：与主轴轴线平行的坐标轴为Z坐标轴。对 方向原则：
于铣床、钻床、镗床、其主
运动为刀具的旋转运动，主轴为刀具旋转 轴心，则与刀具旋转轴心平行的坐标轴为Z坐标 轴。
– 正方向原则：为刀具远离工件的方向 方向原则：X坐标轴平行于工件的装夹平面 向原则： 正方向原则：对于刀具旋转的机床（如铣床、钻床、 镗床），X坐标轴的正方向为由刀具向立体柱看，右 侧为正
2.2.4机床参考点
机床参考点是机床位置测量系统的基准点，一般 用R表示，用于对机床运动进行检测和控制的固 定位置点。参考点的位置是由机床制造厂家在每 各进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已 输入数控系统中，通常在参考点的坐标为0.因此 参考点对机床原点的坐标是一个已知数。通常在 数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的。 回参考点是机床的一种工作方式。 回参考点是机床的一种工作方式。此操作目的就
编程原点的选择由以下两条原则
原则1：编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准
上。 原则2：尽量选择便于对刀的位置
2.2.3工件坐标系与机床坐标系的关系
在加工过程中，数控机床是按照工件装夹好后确定的加工原点位置和程序要 求进行加工的。编程人员在编制程序时，只要根据零件样图就可以选定编程 原点；建立编程坐标系，计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装夹的实际位 置。对于加工人员来说，则应在装夹工件和调试程序时，将编程原点转换为 加工原点，并确定加工原点的位置，在数控系统中给予设定（即给出原点设 定值），设定工件坐标系后就可根据刀具的当前位置，确定刀具起始点的坐 标值。在加工时，工件各尺寸的坐标值都是相对于加工原点而言的，这样数 控机床才能按照准确的加工坐标系位置开始加工，通常把这个确定工件坐标 系在机床坐标系位置的过程称为对刀。具体的对刀方法在后面的机床操作章 节中进行介绍。 总之，机床坐标系是机床运动控制的参考基准，而工件坐标系是编 机床坐标系是机床运动控制的参考基准，
数控机床上的坐标系采用右手直角笛 卡尔坐标系。该坐标系可以表示一个 刚体在空间的六个自由度，包括三个 移动坐标（X、Y、Z）和三个转动坐 标（a 、 b 、 c、）.这六个坐标之间 的关系如图8-1所示。特别指出：在运 动方向的表示中。刀具相对于工件的 表示， 运动方向用X、Y、Z表示，而工件相 对于刀具的运动方向用 X`、Y`、Z`
谢谢
坐标系
为了便于在数控程序中统一描述机床运 动，简化程序的编制，并使程序具有互换 性，在数控机床中引入了坐标系的概念， 无论机床机构如何，在编制程序于说明进 给运动时，统一以该坐标系来规定进给运 动的方向和距离，这个坐标系就是标准坐 标系，也叫做机床坐标系，用字母X、Y、 Z和a、b、c表示。 表示。
2.X坐标的方向判定
– –
3.Y坐标的方向判定 根据Z坐标轴和X坐标轴的正方向，利用右手定 则可以确定Y坐标轴的正方向。
4.机床进给运动部件的运动方向 坐标轴方向是为了统一描述而人为规定的，规定的原则为刀具相 对于静止工件的运动，其与机床结构无关。而机床进给运动部件的方向 为机床实际运动方向，是与机床结构直接相关的。 在编程时，只要属于同一类的机床，无论刀具运动还是工作台运动，采 用的坐标系的方向都是一致的，即都是假定刀具运动，其与机床结构无 关。这样的编程人员在不考虑机床上工件与工具具体运动的情况下，就 可以依据零件样图，确定机床的加工过程。 而在操作与控制机床时，机床不同的运动结构就导致其进给运动部件 的运动方向是不同的。弄清这一点，对手动控制机床又很重要的意义。 因为大多数机床手动移动按钮正负指的是运动方向。同样为立式铣床， 动工作台式立式铣床Z轴坐标正方向为向上，而工作台运动正方向为向 下，由Z`表示。动主轴式立式铣床Z轴坐标正方向与工作台运动正方向 一致。 5.机床原点 机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标 M表示。在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z、坐
系的原点Βιβλιοθήκη Baidu它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控 机床进行加工运动的基准参考点。它是不能更改的。一般用字母
标的正方向极限位置上。 标的正方向极限位置上。
2.2.2编程坐标系
编程坐标系是编程人员根据零件样图及加工工艺等在工件 上建立的坐标系，是编程时的坐标依据，又称工件坐标系。 上建立的坐标系，是编程时的坐标依据， 数控程序中的所有坐标值都是假设刀具的运动轨迹点在工 件坐标系中的位置。确定编程坐标系时不必考虑共建毛皮 在机床上的实际庄装夹位置。编程坐标系个坐标轴方向与 机床坐标系一致。 编程原点是编程坐标系的原点，一般用字母W表示，又称 编程原点是编程坐标系的原点， 表示， 工件原点。其是由编程人员定义的，而与工件的装夹无关。 工件原点。其是由编程人员定义的， 不同的编程人员根据编程目的不同，可以对同一工件定义 不同的编程原点，而不同的编程原点也造成程序坐标值的 不同
是在机床各进给轴运动方向上寻找参考点，并在 是在机床各进给轴运动方向上寻找参考点， 参考点出完成机床位置检测系统的归零操作，同 参考点出完成机床位置检测系统的归零操作， 时建立起机床坐标系。 时建立起机床坐标系。
作业
1.举例说明数控及机床坐标系的判断方法 举例说明数控及机床坐标系的判断方法 及原则？ 及原则？ 2.机床会参考点的作用是什么 机床会参考点的作用是什么
程时的参考基准。机床坐标系建立在机床上，是固定的物理点；而工 程时的参考基准。机床坐标系建立在机床上，是固定的物理点； 件坐标系建立在工件上，是根据编程习惯位置可变的。在加工时通过 件坐标系建立在工件上，是根据编程习惯位置可变的。 对刀手段确定工件原点于机床原点的位置关系，将工件坐标系与机床 对刀手段确定工件原点于机床原点的位置关系， 坐标系建立固联关系。
表示。 表示。
右手笛卡尔坐标系
笛卡尔坐标系只表明六个坐标之间的关系， 而对于数控机床坐标方向的判断则有如下规 定 原则一：刀具相对于静止的工件坐标而运动 原则一： 由于进给运动方向规定为刀具相对于静 止的工件的方向，因此，在加工零件时，无 论刀具运动，还是工件运动，为了统一编程 规则，永远假定刀具相对于静止的坐标系而 运动。 原则二：坐标轴正方向的判断顺序为先Z后 原则二： X再Y。下面以铣床为例进行说明。
1.Z坐标的方向判定
–
方向原则：与主轴轴线平行的坐标轴为Z坐标轴。对 方向原则：
于铣床、钻床、镗床、其主
运动为刀具的旋转运动，主轴为刀具旋转 轴心，则与刀具旋转轴心平行的坐标轴为Z坐标 轴。
– 正方向原则：为刀具远离工件的方向 方向原则：X坐标轴平行于工件的装夹平面 向原则： 正方向原则：对于刀具旋转的机床（如铣床、钻床、 镗床），X坐标轴的正方向为由刀具向立体柱看，右 侧为正
2.2.4机床参考点
机床参考点是机床位置测量系统的基准点，一般 用R表示，用于对机床运动进行检测和控制的固 定位置点。参考点的位置是由机床制造厂家在每 各进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已 输入数控系统中，通常在参考点的坐标为0.因此 参考点对机床原点的坐标是一个已知数。通常在 数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的。 回参考点是机床的一种工作方式。 回参考点是机床的一种工作方式。此操作目的就
编程原点的选择由以下两条原则
原则1：编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准
上。 原则2：尽量选择便于对刀的位置
2.2.3工件坐标系与机床坐标系的关系
在加工过程中，数控机床是按照工件装夹好后确定的加工原点位置和程序要 求进行加工的。编程人员在编制程序时，只要根据零件样图就可以选定编程 原点；建立编程坐标系，计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装夹的实际位 置。对于加工人员来说，则应在装夹工件和调试程序时，将编程原点转换为 加工原点，并确定加工原点的位置，在数控系统中给予设定（即给出原点设 定值），设定工件坐标系后就可根据刀具的当前位置，确定刀具起始点的坐 标值。在加工时，工件各尺寸的坐标值都是相对于加工原点而言的，这样数 控机床才能按照准确的加工坐标系位置开始加工，通常把这个确定工件坐标 系在机床坐标系位置的过程称为对刀。具体的对刀方法在后面的机床操作章 节中进行介绍。 总之，机床坐标系是机床运动控制的参考基准，而工件坐标系是编 机床坐标系是机床运动控制的参考基准，
数控机床上的坐标系采用右手直角笛 卡尔坐标系。该坐标系可以表示一个 刚体在空间的六个自由度，包括三个 移动坐标（X、Y、Z）和三个转动坐 标（a 、 b 、 c、）.这六个坐标之间 的关系如图8-1所示。特别指出：在运 动方向的表示中。刀具相对于工件的 表示， 运动方向用X、Y、Z表示，而工件相 对于刀具的运动方向用 X`、Y`、Z`
谢谢