机床坐标系确定..
数控机床坐标轴方向的确定步骤及方法实例
台州亚古机床设备有限公司
数控机床坐标轴方向的确定步骤及方法实例
1.坐标轴方向的确定方法步骤:
（1）Z坐标
Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。
如果机床上有几个主轴，则选一个垂直于工件装夹平面的主轴方向为Z坐标方向；如果主轴能够摆动，则选垂直于工件装夹平面的方
向为Z坐标方向；如果机床无主轴，则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向。
（2）X坐标
X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。
确定X轴的方向时，要考虑两种情况：
1）如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。
2）如果刀具做旋转运动，则分为两种情况：Z坐标水平时，观察者沿刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方；Z坐标垂直时，
观察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方。
（3）Y坐标
在确定X、Z坐标的正方向后，可以用根据X和Z坐标的方向，按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。
图1所示为数控车床的Y坐标。
2.举例
（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。
机床坐标系的确定方法
机床坐标系的确定方法机床坐标系是机床加工中的一个重要概念，它是确定机床加工位置和方向的基础。
本文将介绍机床坐标系的确定方法，以及在实际操作中的应用。
一、机床坐标系的定义机床坐标系是机床加工过程中用于确定机床各个轴向的坐标系，它是一个三维坐标系，通常以X、Y、Z轴为基准。
1. 原点的确定机床坐标系的原点通常是机床工作台上的一个固定点，可以是工作台表面的某个点，也可以是工作台上的一个孔洞的中心点。
在确定原点时，需要考虑到工件的加工需求和机床的结构特点。
2. 坐标轴的确定机床坐标系的坐标轴通常与机床的工作台有关。
在确定坐标轴时，通常以工作台上的某个直线或者工作台的边缘作为基准，确定X轴和Y轴的方向，Z轴的方向可以根据加工需求进行确定。
在确定坐标轴的方向时，需要考虑到工件的加工方向和机床的结构特点。
3. 正负方向的确定在确定机床坐标系时，需要确定各个坐标轴的正负方向。
一般情况下，X轴的正方向为工作台的运动方向，Y轴的正方向为工作台的运动方向，Z轴的正方向可以根据加工需求进行确定。
在确定正负方向时，需要考虑到工件的加工方向和机床的结构特点。
三、机床坐标系的应用机床坐标系在机床加工中有着广泛的应用。
在加工过程中，通过机床坐标系可以确定机床的加工位置和方向，从而实现对工件的精确加工。
1. 加工定位在机床加工过程中，需要根据工件的要求确定加工位置。
通过机床坐标系，可以确定工件在机床上的准确位置，从而实现对工件的定位加工。
2. 加工路径规划在机床加工过程中，需要确定加工路径。
通过机床坐标系，可以确定工件的加工路径，从而实现对工件的精确加工。
3. 加工尺寸控制在机床加工过程中，需要控制工件的尺寸精度。
通过机床坐标系，可以确定工件的加工尺寸，从而实现对工件的精确加工。
4. 加工方向控制在机床加工过程中，需要控制工件的加工方向。
通过机床坐标系，可以确定工件的加工方向，从而实现对工件的精确加工。
四、总结通过以上的介绍，我们可以了解到机床坐标系的确定方法及其在实际操作中的应用。
数控坐标系方向确定的方法
数控坐标系方向确定的方法
数控加工是一种高精度、高效率的加工方式，其中坐标系的方向确定是至关重要的。
下面列举几种数控坐标系方向确定的方法，以供参考：
1. 机床坐标系方向确定方法
机床坐标系是数控加工中最基本的坐标系，其方向的确定是关键。
机床坐标系的方向通常是由机床厂家确定的，但在使用过程中也可以根据实际需要进行调整。
确定机床坐标系方向的方法有两种：一是根据机床的结构确定，二是根据工件的加工要求确定。
2. 工件坐标系方向确定方法
工件坐标系是数控加工中与机床坐标系相对应的坐标系，其方向的确定同样是非常重要的。
确定工件坐标系方向的方法有两种：一是根据工件的几何形状确定，二是根据工件的加工要求确定。
3. 刀具坐标系方向确定方法
刀具坐标系是数控加工中用于描述刀具位置和方向的坐标系，其方向的确定也非常重要。
确定刀具坐标系方向的方法有两种：一是根据刀具的几何形状确定，二是根据加工路径的要求确定。
4. 加工路径方向确定方法
加工路径是数控加工中用于描述加工轨迹的路径，其方向的确定同样是非常重要的。
确定加工路径方向的方法有两种：一是根据工件的几何形状确定，二是根据加工要求确定。
5. 坐标系方向的调整方法
在实际数控加工中，有时需要对坐标系的方向进行调整，以满足加工的要求。
调整坐标系方向的方法有两种：一是通过调整机床的坐标系确定，二是通过调整加工程序中的坐标系确定。
总之，数控坐标系方向的确定是数控加工中非常重要的一环，需要根据实际情况进行灵活调整。
通过以上列举的几种方法，可以更好地理解数控坐标系方向的确定原理。
数控机床的坐标轴及各轴确立
+Z
笛卡尔直角坐标系统
右手直角坐标系（笛卡尔坐标系） 围绕X、Y、Z轴旋转的旋转进给坐标轴A、B、C则按 右手螺旋定则判定。
大拇指指向+ X、+Y、+Z坐 标轴的方向，则其余四指的 旋转方向即为+A、+B、+C
的方向。
+Y
+B +Y
+C +Z
+X
+X
+X、+Y或+Z
+A +A、+B 或 +C
+Z
② Z轴为铅垂方向 （ 立式主轴）
a．对于单立柱机床 ，从刀具向立柱看时 X 轴的正方向指向右 边。
+X
立式数控机床+x
X坐标轴
对于刀具旋转的机床
（如铣、钻、镗床）
② Z轴为铅垂方向 （ 立式主轴）
a．对于单立柱机床 ，从刀具向立柱看时 X 轴的正方向指向右 边。
+Z +X/
立式数控机床+x
X坐标轴
+Z +W
+A +C/
+X/
+Y
立式5轴数控铣床的坐标系
多轴数控机床坐标系示例
（a）卧式镗铣床
（b）六轴加工中心
卧式数控车床
X坐标轴
对于刀具旋转的机床 （如铣、钻、镗床） ① 当Z轴水平时，沿刀具 主轴向工件看，X轴的正方 向指向右边。
卧式镗床
X坐标轴
对于刀具旋转的机床
（如铣、钻、镗床） ① 当Z轴水平时，沿刀具 主轴向工件看，X轴的正方 向指向右边。
+Z +X/
CNC机床坐标系的确定及工件坐标系
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。
数控机床的坐标系统
3、编程坐标系(工件坐标系）
又称工件坐标系，是编程时用来定义工 件形状和刀具相对工件运动的坐标系。 工件装夹到机床上时，应使工件坐标系 与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。
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3、工件原点
工件原点（编程原点）：由编程人员在工件上根据编程 方便性自行设定的编制加工程序的原点。
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设置工件原点的一般原则
工件原点与设计基准或装配基准重合，以利于编程。
工件原点尽量选在尺寸精度高、表面粗糙度小的表 面上。
工件原点最好选在工件的对称中心上。
要便于测量和检验。
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坐标轴方向的确定
（1）Z坐标
Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所 决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z 坐标的正向为刀具离开工件的方向。
注意：1、当机床有几个 主轴时，选一个与工件装 夹面垂直的主轴为Z坐标。 2、当机床无主轴时，选 与工件装夹面垂直的方向 为Z坐标。（牛头刨床）
思考：立式铣床中钻头钻孔 时为Z轴的哪个方向？卧式 车床Z轴正方向如何确定？
③ 对于没有回转轴或没有回转工件的机床，X轴平行于主要切削方 向，且以该方向为正方向。（牛头刨床）
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坐标轴方向的确定
（3）Y坐标
在确定X、Z坐标的正方向后，可以用根据X和Z坐标的方向，按照右 手直角坐标系来确定Y坐标的方向。
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数控机床的两种坐标系
机床坐标系 机床原点
机床零点
编程坐标系 编程原点
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1、机床原点
机床原点（机械原点)：是指机床坐标系的原点,是机床 上的一个固定点.它不仅是在机床上建立工件坐标系的基准 点,而且还是机床调试和加工时的基准点.随着数控机床种类 型号的不同其机床原点也不同,通常车床的机床原点设在卡 盘端面与主轴中心线交点处,而铣床的机床原点则设在机床X、 Y、Z三根轴正方向的运动极限位置.
确定机床坐标系的注意事项
确定机床坐标系的注意事项机床坐标系是机床加工过程中所使用的坐标系统。
正确确定机床坐标系是确保机床工作正常的关键，以下是确定机床坐标系的注意事项：1. 确定零点位置：确定机床坐标系前，首先需要确定一个零点位置。
这个零点位置被称为机床坐标系的原点，通常选取工件的一个基准面或基准点作为原点。
确定零点位置可以通过划线、测量和检验等方法进行，确保其准确、稳定和易于检测。
2. 确定坐标轴方向：确定机床坐标系后，需要确定每个坐标轴的正方向。
通常情况下，X轴指向机床的左右方向，Y轴指向机床的前后方向，Z轴指向机床的上下方向。
坐标轴的方向和尺寸可以根据机床的结构和使用习惯确定，确保坐标轴的方向与实际工作方向一致。
3. 确定坐标系类型：机床坐标系可以是绝对坐标系或相对坐标系。
在绝对坐标系中，原点是一个固定不变的参考点，后续坐标值以该点为基准进行计算。
在相对坐标系中，原点是一个参考位置，后续坐标值是相对于原点的增量值。
选择坐标系类型需要根据具体的加工要求和机床的功能来确定。
4. 确定坐标系的位置和方向：确定机床坐标系后，需要确定其在机床上的位置和方向。
通常情况下，机床坐标系的原点位于机床工作台的中心区域，并且与机床的结构和运动方向相符。
坐标系的位置和方向可以通过手动操作、测量和检验等方法进行确定，确保其与实际工作状态一致。
5. 确定坐标系的数值精度：确定机床坐标系后，需要对其进行数值精度的确定。
数值精度是指机床坐标系的数值表示与实际位置之间的差异程度。
数值精度可以通过测量、检验和校正等方法进行确定，确保机床坐标系的数值准确、一致和稳定。
6. 确定坐标系的工作范围：确定机床坐标系后，还需要确定其在工作过程中的有效范围。
工作范围是指机床坐标系能够容纳的工件尺寸和加工范围。
确定工作范围需要考虑机床的结构、行程限制和加工要求等因素，确保机床坐标系可以满足实际加工需求。
7. 确定坐标系的校正方法：确定机床坐标系后，还需要确定其校正方法和周期。
机床坐标系的确定方法
机床坐标系的确定方法机床坐标系是用来描述机床运动和加工过程中各点位置的一种坐标系。
它的确定对于机床的编程和操作非常重要。
下面将介绍几种常用的确定机床坐标系的方法。
1. 基于机床结构的确定方法机床坐标系的确定可以基于机床的结构特点来进行。
通常情况下，机床结构有多个固定的基准面，如机床床身、工作台等。
可以选取其中一个基准面作为坐标系的参考平面，然后确定坐标系的原点和坐标轴方向。
原点可以选取为基准面上的一个固定点，例如机床床身角点。
坐标轴方向一般选择与基准面平行的方向，例如选择机床床身的长、宽、高方向作为X、Y、Z轴。
2. 基于工件的确定方法机床坐标系的确定也可以基于加工工件的特点来进行。
通常情况下，工件有一个基准面，如平面、圆柱面等。
可以选取工件的基准面作为坐标系的参考平面，然后确定坐标系的原点和坐标轴方向。
原点可以选取为基准面上的一个固定点，例如工件上的一个孔中心点。
坐标轴方向一般选择与基准面平行的方向，例如选择工件上的两条边或者两个孔中心线作为X、Y轴，然后确定Z轴与X、Y轴垂直。
3. 基于加工工艺的确定方法机床坐标系的确定还可以基于加工工艺的特点来进行。
在某些情况下，为了方便加工，需要将机床坐标系与工件的特定特征对齐。
例如，当加工一个倾斜的孔时，可以选择将机床坐标系的Z轴与工件倾斜孔的轴线对齐，这样可以简化加工程序的编写和操作。
确定机床坐标系的方法有很多种，可以根据具体的情况选择合适的方法。
在确定机床坐标系之后，需要将其与编程软件或操作界面进行对应，以确保机床的运动和加工能够按照预期进行。
同时，还需要注意在使用过程中对机床坐标系进行校准和调整，以保证加工精度和质量的要求。
以上是关于机床坐标系的确定方法的介绍。
通过选择合适的确定方法，可以准确描述机床的运动和加工过程，从而提高加工效率和产品质量。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢阅读。
数控机床坐标系
Z Y
ZP 0 YP
Y1
X Z1 XP
X1
O
OP Z(ZP) OP
Z X
1
XP
2.机床参考点 2.机床参考点
机床参考点是采用增量式测量的数控机床所 机床参考点是采用增量式测量的数控机床所 增量式测量 特有的，机床原点是由机床参考点体现出来 特有的，机床原点是由机床参考点体现出来 的，它是一个硬件点。机床参考点对机床原 它是一个硬件点。 点的坐标是已知值。 点的坐标是已知值。 通常，机床参考点设置在机床各轴 靠近正向极限的位置（如图示）。
+X
⑶Y坐标:由右手直角笛卡尔坐标系确定。 坐标:由右手直角笛卡尔坐标系确定。 3.旋转坐标A 3.旋转坐标A、B、C 旋转坐标 分别是围绕X A、B、C分别是围绕X、Y、Z轴的旋转坐标
4.附加坐标系 4.附加坐标系 X、Y、Z坐标系称为主坐标系或第一坐标 其它坐标系称为附加坐标系。 系，其它坐标系称为附加坐标系。 :U、 P、 直线运动 :U、V、W ; P、Q、R :D、 旋转运动 :D、E、F
10.确定车床坐标系 10.确定车床坐标系
前置刀架
后置刀架
11.确定加工中心坐标系 11.确定加工中心坐标系
卧式加工中心 立式加工中心
• 8.数控机床上有一个机械原点，该点 8.数控机床上有一个机械原点 数控机床上有一个机械原点， 到机床坐标零点在进给坐标轴方向上 的距离可以在机床出厂时设定， 的距离可以在机床出厂时设定，该点 称（）。 • A．工件零点 B．机床零点 C．机 床参考点 D．机械原点 • 9.数控机床上工件坐标系的零点可以 9.数控机床上工件坐标系的零点可以 随意设定
不是一个硬件点， 而是一个定义点 在数控车床上，机床原点一般取在卡盘前端 数控车床上 机床原点一般取在卡盘前端 面或后端面与主轴中心线的交点处。 面或后端面与主轴中心线的交点处。如图 所示，图中O即为机床原点。 所示，图中O即为机床原点。 在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z 数控铣床上 机床原点一般取在X 三个坐标轴正方向的极限位置上。 三个坐标轴正方向的极限位置上。如图所 图中O即为机床原点。 示，图中O即为机床原点。
机床坐标系的判定原则
机床坐标系的判定原则1. 机床坐标系的定义机床坐标系是用来描述机床上各个点的位置和姿态的基准系统。
它是机床工作者进行加工操作的基础。
机床坐标系的判定原则是为了确保机床在进行加工操作时能够准确的定位和运动。
2. 机床坐标系的三个基本要素为了判定机床坐标系，需要确定三个基本要素：原点、坐标轴和方向。
2.1 原点机床坐标系的原点是机床加工平面上的一个固定点，通常为机床上的一点或者一处构件，用作参照点。
选择原点要注重其固定性和易于操作。
2.2 坐标轴机床坐标系的坐标轴是通过原点引出的直线，用以规定机床上不同方向的位置。
通常机床上有三个坐标轴：X轴、Y轴和Z轴。
X轴为机床的长轴，与工件的加工方向平行；Y轴为机床的纵轴，与工件的加工方向垂直；Z轴为机床的高轴，用于规定机床上下方向。
2.3 方向机床坐标系的方向用于规定坐标轴的正方向。
通常情况下，机床坐标系的方向有右手系和左手系两种。
右手系是指当右手拇指指向坐标轴的正向时，四指弯曲的方向为坐标轴的正向。
左手系则相反。
3. 机床坐标系判定的准则机床坐标系的判定准则是确定原点、坐标轴和方向的具体过程。
根据不同的机床类型和工作要求，判定准则会有所差异。
3.1 机床加工中心的判定对于机床加工中心，判定准则如下：1.确定原点：通常选择工件表面、夹具上的固定点或者机床上的固定点作为原点。
2.确定X轴：根据工件加工方向选择机床轴线上的点，并确定其正方向。
3.确定Y轴：在工件加工方向的垂直方向上选择点，并确定其正方向。
4.确定Z轴：确定机床上下方向，并确定其正方向。
3.2 数控机床的判定对于数控机床，判定准则如下：1.确定原点：一般选择安置数控系统的控制柜为原点。
2.确定X轴：选择机床上一个轴线上的参照点，并确定其正方向。
3.确定Y轴：选择与X轴垂直的轴线上的参照点，并确定其正方向。
4.确定Z轴：选择机床上下方向上的参照点，并确定其正方向。
3.3 机床坐标系的判定注意事项在机床坐标系判定的过程中，需要注意以下几点：1.确定原点时应保证其位置稳定并易于操作。
数控机床的坐标系
（2） 相对坐标编程
编程时，工件上各点相对于前一点坐标的坐标值 称为相对坐标值，如图1-9所示，利用相对坐标值进行 编程称为相对坐标编程。
图1-9
动 （3）运动方向的原则 数控机床某一部件运动的正方向， 是增大工件与刀具距离的方向。
3. 坐标轴的确定
（1）Z轴 标准Байду номын сангаас定，机床以传递切削力的主轴所 决定，与主轴轴线平行或重合的标准坐标轴即为Z坐标轴 （如：铣床、钻床、车床、磨床等）；如果机床有几个主 轴，则选一垂直于装夹平面的主轴作为主要主轴；如机床 没有主轴（龙门刨床），则规定垂直于工件装夹平面为Z 轴。
（1）应使工件的零点与工件的尺寸基准重合；
（2）当工件图中的尺寸容易换算成坐标值时，尽量直接使用图纸尺寸作 为坐标值；
（3）工件零点应该选在容易找正，在加工过程中容易测量的位置。
工件坐标系
1.5. 绝对坐标与相对坐标编程
（1）绝对坐标编程 （2）相对坐标编程
（1） 绝对坐标编程
编程时，将工件放置在直角坐标系中，或者在工件上 建立直角坐标系，即工件坐标系。工件上各点相对于坐标 原点的坐标值称为绝对坐标值，如图1-8所示，利用绝对 坐标值进行编程称为绝对坐标编程。 。
（a）
（b）
（c）
图1-2 数控机床坐标系
2.坐标轴的确定原则
（1）刀具相对于工件运动的原则 根据该原则，编程人 员在不知是刀具移向工件还是工件移向刀具的情况下， 只需根据零件图纸，确定零件的加工过程。 （2）标准坐标系原则 数控机床使用的标准坐标系为右 手笛卡儿直角坐标系。通过它可以确定机床运动件的运 动方向及移动尺寸，以完成一系列的成形运动和辅助运
图1-4 机床坐标系
数控机床的坐标系 机床坐标系的确定步骤及方法
数控机床的坐标系机床坐标系的确定步骤及方法在数控编程时，为了描述机床的运动，简化程序编制的方法及保证纪录数据的互换性，数控机床的坐标系和运动方向均已标准化，ISO和我国都拟定了命名的标准。
通过这一部分的学习，能够掌握机床坐标系、编程坐标系、加工坐标系的概念，具备实际动手设置机床加工坐标系的能力。
机床坐标系的确定步骤及方法:（1）机床相对运动的规定在机床上，我们始终认为工件静止，而刀具是运动的。
这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定机床的加工过程。
（2）机床坐标系的规定标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。
在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。
例如铣床上，有机床的纵向运动、横向运动以及垂向运动，如下图所示。
在数控加工中就应该用机床坐标系来描述。
图立式数控铣床标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定：图直角坐标系1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。
则大拇指代表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。
2)大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。
3)围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向,见上图。
（3）运动方向的规定增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向，如图所示为数控车床上两个运动的正方向。
图机床运动的方向。
数控车坐标轴的判定.
Produced by Miss Xie
三、坐标轴运动方向的确定
（一）、X、Z坐标轴正方向的确定 1、Z坐标轴 1）、 Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴平行的标 准坐标轴为Z坐标轴，其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。
Produced by Miss Xie
三、坐标轴运动方向的确定
（一）、X、Y、Z坐标轴正方向的确定 2、X坐标轴
1）、X坐标轴的运动是水平的要坐标。
2）、对于工件旋转的机床（数控车床），X坐标的方向在工 件的径向上，并且平行与横滑座，刀具离开工件回转中心的 方向为X坐标的正方向。
数控车坐标轴的判定
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数控车床坐标轴的判定
一
数控机床坐标系的作用
二
数控机床坐标系确定原则
三
坐标轴运动方向的确定
Produced by Miss Xie
一、数控机床坐标系的作用
数控机床坐标系是为了确定工件在机床中的位置，机床运 动部件特殊位置及运动范围，即描述机床运动，产生数据信息 而建立的几何坐标系。通过机床坐标系的建立，可确定机床位 置关系，获得所需的相关数据。
二、数控机床坐标系确定原则
（二）、标准坐标系（机床坐标系）的规定
标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则。基本坐标轴x、Y、z 的关系及其正方向用右手直角定则判定。拇指为x轴，食指为Y轴， 中指为z轴，围绕x、Y、z各轴的回转运动及其正方向+A、 +B、 +C分别用右手螺旋定则判定，拇指为x、Y、z的正向，四指弯曲 的方向为对应的A、B、C的正向。
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二、数控机床坐标系确定原则
(一)、刀具相对静止工件而运动的原则 假设：工件固定，刀具相对工件运动。这一原则使编程人员 能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就能根 据零件图样确定机床的加工过程。当工件运动时，在坐标轴符号 上加“′”表示。
数控机床的坐标系统
图 不同坐标平面
G02、G03的判断
例：
答案
数控加工程序编制
机床只有一个平面时平面指令可省略；当机床有三个坐标平面时，通 常在XY平面内加工平面轮廓曲线，开机后自动进入G17指令状态，在 编写程序时，也可以省略。采用圆弧R编程时规定：当圆弧小于或等 于180°时，R取正值；当圆弧大于，180°时R取负值。采用圆心相 对圆弧起点坐标位置编程时，I、J、K分别为圆心相对于圆弧起点在X、 Y、Z轴方向的坐标增量。若圆弧是一个封闭整圆，则只能使用I、J、 K编程圆弧线的终点坐标可采用绝对值表示。也可以采用终点相对起 点的增量值表示。如图 所示，圆弧的起点为A点，终点为B点。
第二节：数控机床的坐标系统
数控机床的坐标系统
1、刀具相对于静止的工件的原则
2、标准（机床）坐标系的规定
2、运动方向的确定：
（1）Z坐标的确定：与主轴轴线平行的即为Z轴，Z坐标的正方向 是刀具远离工件的方向
（2）X坐标的规定：X坐标一般为水平方向，且垂直于Z轴：对于 工件旋转的机床，X坐标的方向在工件的径向上，且平行于横向滑 座，同样取离开回转中心的方向为正方向，对于刀具旋转的机床规 定：当Z轴为水平时，以刀具后端向工件方向看时，右方向为X轴正 方向；当Z轴为水平时，对于单立柱机床，面对刀具向立柱方向看， 向右方向为X轴正方向。
数控加工程序编制
G41、G42的判断Βιβλιοθήκη G41、G42、G40的应用
第三节 数控加工程序编制
必须用G40指令消去补偿量，使刀具中心轨迹和编程轨迹 重合，如图所示，图中细实线是编程轨迹，点划线是刀具 中心轨迹，图a为G41刀具半径左补偿过程，图b为G42刀 具半径左补偿过程。程序段格式： G00/G01 G41/G42 X Y D F G00/G01 G40 X Y 其中，D 为刀具半径补偿地址，地址中存放的是刀具半 径的补偿量。 刀具半径补偿的过程分三步，即刀补的建立、刀补执行和 刀补取消。OB为建立刀补段（G41 G01 X50. Y40. F100 D01；），OC段为取消刀补段（G40 G01 X0. Y0. F100； 或G40 G00 X0. Y0.；），B→C段为刀补的进行。G40必 须和G41或G42成对使用。
机床坐标系
数控车削技术
Y Y
工件坐标系 X 工件原点偏置 X 机床坐标系
机床坐标系与工件坐标系
数控车削技术
原点
机床原点 编程原点 加工原点 机床参考点
坐标系
机床坐标系 编程坐标系
建立
机床厂家 编程人员
用途
制造、安装、调试的基 准点。 为了编程方便，根据图 样和工艺确定
加工坐标系 机床操作人员 建立编程坐标系和机床 坐标系的统一 —— 机床厂家 回参考点，CNC就建立 了机床坐标系
数控车床的Z轴 数控立式升降台铣床的Z轴 数控卧式升降台铣床的Z轴
数控车削技术
X轴的确定 X轴一般是水平的，平行于工件的装 夹平面。它平行于主要的切削方向，且以 此方向为主方向。 (1)对工件旋转机床(车、磨)： X轴在工件径向上，平行于横滑座。 X轴正方向：为刀具离开工件旋转中心的 方向。
数控车削技术
2、各坐标轴的确定
Z轴的确定: Z轴是传递切削力的主轴所规定的主轴 轴向。对于铣床、镗床、钻床等是带动刀具 旋转的轴；对于车床、磨床等是带动工件旋 转的轴。其方向是平行于主轴轴线，远离工 件方向为正方向。如果没有主轴(如数控龙 门刨床)，则Z坐标垂直于工件装夹平面。
数控车削技术
Z轴：平行于机床主轴轴线的坐标轴。
数控车削技术
车削中心 1-零件库；2-上下料机械手；3-转塔刀架； 4-换刀机械手；5-刀库
型数控车床、普通数控车床和车削加工中心。
数控车削技术
立式数控车床：主轴轴线处于垂直的数控车床
数控车削技术
卧式数控车床：主轴轴线处于水平的数控车床
数控车削技术
双柱立式数控车床
数控车削技术
(1)经济型数控车床 采用步进电动机和单片机对普通车床的车 削进给系统进行改造后形成的简易型数控车床。 成本较低，自动化程度和功能都比较差， 车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转 类零件的车削加工。
机床坐标系的建立顺序和遵循的原则
机床坐标系的建立顺序和遵循的原则一、机床坐标系建立顺序：1.确定参考平面：通常根据工件的特点和加工要求，选择一个合适的参考平面，作为机床坐标系中的工作平面。
常见的参考平面有工件上表面、工件下表面或基准平面等。
2.确定参考线：在参考平面上选择一个与工件要加工特征相关的直线，作为机床坐标系中的X轴或Y轴。
选择参考线时需考虑到工件特征的形态、位置和加工要求等。
3.确定参考点：在参考平面上选择一个与工件特征相关的点，作为机床坐标系中的原点O。
参考点的选择应尽量便于确定工件特征和加工尺寸。
4.确定坐标轴方向：确定X、Y、Z轴的正方向。
在选择参考线时，应选择沿着特征线方向的直线段，并根据工件特征线的形态和加工方向来确定X、Y、Z轴的正方向。
二、机床坐标系建立的原则：在机床加工中，坐标系建立的原则是为了保证加工精度和加工顺利进行。
以下是机床坐标系建立时需遵循的原则：1.坐标系稳定原则：机床坐标系的建立应符合工件加工的实际情况，坐标系建立后应能保持稳定，不会因机床的震动、温度变化等因素导致坐标系发生偏移。
2.坐标系唯一性原则：机床坐标系的建立应是唯一的，即同一个机床上的不同工件在同一机床坐标系下进行加工时，应具有一致的坐标系。
3.坐标系便于确定特征和尺寸原则：机床坐标系的建立应便于确定工件的特征和尺寸，以便于对工件进行加工和检测。
4.坐标轴的选择原则：根据工件的形态特点和加工要求，选择与工件特征相关的直线作为坐标轴，并确定正方向。
选择坐标轴时应考虑到工件特征线的形态、位置和加工方向等因素。
5.坐标系原点的选择原则：在确定坐标系原点时，应选择与工件特征相关的点位，并尽量选择便于确定工件特征和加工尺寸的点位。
总结：机床坐标系的建立顺序和遵循的原则是机床加工中的重要方面。
建立机床坐标系的顺序包括确定参考平面、参考线、参考点和坐标轴方向等步骤。
机床坐标系建立的原则主要有稳定原则、唯一性原则、便于确定特征和尺寸原则、坐标轴选择原则和坐标系原点选择原则。
坐标系的设定
坐标系的设定
在数控系统中，根据坐标原点不同，同时存在着多种坐标系，有机床坐标系、工件坐标系（编程坐标系）、绝对坐标系和相对坐标系等。
为了确定各个坐标系下的坐标值，所以首先要明确机床零点、机床参考点、工件零点。
1.机床零点（机械原点、机床原点）：机床坐标系的设计原点，它在机械硬件上的位置是由制造厂家确定的。
2.机床参考点：是由机床制造厂在机床上设置的，通过末端行程开关粗测定，又用测量系统精测定的一个固定点。
它通常位于工作台运行范围的一个角上，相对机床零点的坐标位置在机床出厂前已精确确定，是CNC 装置确定机床零点的参考点。
O 为参考点，在FANUC 参数说明书中称之为第一参考点，所有坐标系都是以此为基础建立，其余第二，第三，第四参考点（由参数P1241，P1242，P1243设定）都只是坐标系中的固定点。
O
（参考点） 机械坐标P1240 机械原点
在系统中显示如下图
绝对坐标：显示由程序的绝对指令所选定的坐标系的坐标值。
相对坐标：显示复位后各轴的当前位置。
可将任意位置复位为“0”，或置为任意值。
这一功能也可当作位置显示的计数器使用。
可按一下步骤进行各轴的回零操作。
（1）选择相对坐标，按最右边的POPRT
（2）选择欲复位的轴X或Y
（3）按origin
这样，相对坐标就被清零。
要进行任意值预置时
（1）键入进行预置的轴和值，例如：X100.0
（2）按PRESET。
由于相对坐标制作位置显示使用，所以此操作对自动运转和加工程序没有影响。
预置工件坐标系
OFFSET WORK,即显示如下画面。
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ISO标准规定：
(1)不论机床的具体结构，一律看作是工件相对静止，刀具运动。
(2) 机床的直线坐标轴X、Y、Z的判定顺序是：先Z轴，再X轴，最 后按右手定则判定Y轴。 (3) 增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴正方向
三、坐标轴运动方向的确定（20分钟） 1、X、Y、Z坐标轴与正方向的确定
（1）Z坐标轴 1）、 Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴平行的标准坐标轴为Z坐 标轴，其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。 2）、若机床没有主轴（刨床），则Z坐标轴垂直与工件装夹面。 3）、若机床有几个主轴，可选择一个垂直与工件装夹面的主要轴为主轴，并以 它确定Z坐标轴。
工件原点选择： 1.与设计基准一致
பைடு நூலகம்
拇指为x轴，
食指为Y轴， 中指为z轴
1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标，食指代 表Y坐标，中指代表Z坐标。 2) 大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为 Z坐标的正方向。
3) 围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大 拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标 A、B、C的正向 。
卧式升降台铣床的坐标方向为： Z轴水平，且向里为正方向（面对工作台的平 行移动方向）；工作台的平行向左移动方向为X轴正方向；Y轴垂直向上
2、旋转运动
旋转运动A、B、C相应地表示其轴 线平行于X、Y、Z的旋转运动，其正 方向按照右旋螺纹旋转的方向。
4轴联动的数控机床的坐标系
5轴联动的加工中心的坐标系
机床坐标系 原点
工件坐标系 原点
二、数控机床坐标系确定原则（4分钟）
1、刀具相对静止工件而运动的原则
假设：工件固定，刀具相对工件运动。这一原则使编程人员能在不知道是刀 具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就能根据零件图样确定机床的加工过程。 当工件运动时，在坐标轴符号上加“′”表示。
2、标准坐标系（机床坐标系）的规定 标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则。基本坐标轴x、Y、z的关系及其正方 向用右手直角定则判定。拇指为x轴，食指为Y轴，中指为z轴，围绕x、Y、z各轴 的回转运动及其正方向+A、 +B、 +C分别用右手螺旋定则判定，拇指为x、Y、 z的正向，四指弯曲的方向为对应的A、B、C的正向。
数控机床坐标系
数控机床坐标系
本节内容要点:
一、数控机床坐标系的作用 二、数控机床坐标系确定原则 三、坐标轴运动方向的确定(重点) 四、机床坐标系与工件坐标系的关系(难点) 五、机床附加坐标系 六、工件的运动机床坐标系的关系
一、数控机床坐标系的作用（2分钟）
数控机床坐标系是为了确定工件在机床中的位置，机床运动部件特殊位置及 运动范围，即描述机床运动，产生数据信息而建立的几何坐标系。通过机床坐标 系的建立，可确定机床位置关系，获得所需的相关数据。
（3）、Y坐标轴
根据X、Z坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定。 注：如在X、Y、Z主要直线运动之外还有第二组平行于它们的运动，可分别将它 们坐标定为U、V、W。
立式数控铣床的坐标方向为： Z轴垂直（与主轴轴线重合），向上为正方向；面对机床立柱的左右移动方 向为X轴，将刀具向右移动（工作台向左移动）定义为正方向；根据右手笛卡尔 坐标系的原则，Y轴应同时与Z轴和X轴垂直，且正方向指向床身立柱。
(1)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。
工件坐标系坐标轴的确定与机床坐标系坐标轴方向一致
(2)工件坐标系原点 也称为工件原点或编程原点，由编程人员根据编程计算方便性、机床调整方 便性、对刀方便性、在毛坯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
在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上，见下图
(3)机床参考点
也是机床上的一个固定点，不同于机床原点 机床参考点对机床原点的坐标是已知值，既可根据机床参考点在机床坐标系中的 坐标值间接确定机床原点的位置 回零操作（回参考点）后表明机床坐标系建立
2．工件坐标系与工件坐标系原点
3、主轴正旋转方向与c轴正方向的关系
主轴正旋转方向：
从主轴尾端向前端(装刀具或工件端)看顺时针方向旋转为主轴正旋转方向
对于普通卧式数控车床，主轴的正旋转方向与C轴正方向相同
对于钻、镗、铣加工中心机床，主轴的正旋转方向为右旋螺纹进入工件的方向， 与c轴正方向相反
四 机床坐标系与工件坐标系（10分钟）
（2）、X坐标轴 1）、X坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面，是刀具或工件定位平面内 的运动的主要坐标。 2）、对于工件旋转的机床（车床、磨床），X坐标的方向在工件的径向上，并且 平行与横滑座，刀具离开工件回转中心的方向为X坐标的正方向。 3）、对于刀具旋转的机床（铣床），若Z坐标轴是水平的（卧式铣床），当由主 轴向工件看时，X坐标轴的正方向指向右方；若Z坐标轴是垂直的（立式铣床）， 当由主轴向立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方；对于双立柱的龙门铣床，当由 主轴向左侧立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方。 4）、对刀具和工件均不旋转的机床（刨床），X坐标平行于主要切削方向，并以 该方向为正方向。
1．机床坐标系与机床原点、机床参考点 (1)机床坐标系 机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基本坐标系， 是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系，并建立在机床原点上。
(2)机床原点 现代数控机床都有一个基准位置，称为机床原点，是机床制造商设置在机床 上的一个物理位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的 起始点。 机床坐标系原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床原点。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。一般取在机 床运动方向的最远点。 通常车床的机床零点多在主轴法兰盘接触面的中心即主轴前端面的中心上。 主轴即为Z轴，主轴法兰盘接触面的水平面则为X轴。+X轴和+Z轴的方向指向加工 空间。