2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
数控机床参数范文
数控机床参数范文数控机床是一种能够通过预先编程的控制系统控制机床工作的自动化设备。
它主要包括控制系统、工作台、传动系统和刀具等组成部分。
数控机床的参数是指对于机床的一些基本性能和工作要求进行数值化的定义，以便于机床操作和使用时的参考。
下面将详细介绍数控机床的一些重要参数。
1.机床坐标系：数控机床是通过建立坐标系来定位和控制机床运动的。
一般来说，数控机床采用三个坐标轴来定义工作空间。
常用的坐标系包括直角坐标系和极坐标系两种。
直角坐标系通过X、Y和Z三个坐标轴来定义机床的位置和方向。
极坐标系通过半径、角度和Z轴来定义机床的位置和方向。
2.机床精度：机床精度是指机床在加工工件时所能达到的确定位置和形状的能力。
它包括定位精度、重复定位精度和形状精度等。
定位精度是指机床能够在规定的坐标系下进行精确定位的能力。
重复定位精度是指机床能够在多次加工中保持相同的定位精度的能力。
形状精度是指机床能够加工出的工件形状与理论值之间的差异。
3.工作台尺寸：工作台尺寸是指机床工作台的大小。
它通常用工作台的长度、宽度和高度来表示。
工作台的尺寸直接影响到机床能够加工的工件的最大尺寸和重量。
4.主轴转速：主轴转速是指机床主轴每分钟所能转动的圈数。
主轴转速决定了机床切削速度的大小。
不同的材料和不同的加工要求需要不同的切削速度。
主轴转速通过控制系统中的数值设置来调节。
5.进给速度：进给速度是指工作台在加工过程中每分钟的移动距离。
进给速度决定了机床加工工件的速度。
进给速度也可以通过控制系统中的数值设置来调节。
6.刀具数量：刀具数量是指数控机床上可以安装和使用的刀具的数量。
不同的加工任务需要不同的刀具。
刀具的数量和种类决定了机床的加工能力。
7.控制系统：控制系统是数控机床的核心部分，它通过预先编写的程序来控制机床的运动和工作。
控制系统包括硬件和软件两部分。
硬件包括电气元件、传感器和执行元件等，它们用于感知机床的状态和控制机床的运动。
软件包括操作系统、数控编程语言和控制算法等，它们用于编写和执行机床的控制程序。
数控车床坐标系
一、基本坐标系机床坐标轴：为简化编程和保证程序的通用性，对数控机床的坐标轴和方向命名制定了统一的标准，规定直线进给坐标轴用X,Y,Z表示，称基本坐标轴。
X,Y,Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔法则确定，如下图所示图中大拇指指向X轴的正方向，食指指向Y轴的正方向，中指指向Z轴的正方向。
小结：机床坐标系坐标轴应遵循的原则运动方向的确定刀具相对与静止工件而运动的原则，且刀具远离工件的方向为坐标轴正方向。
则坐标系用加“’”的字母表示，按相对运动关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反，则有：•+X=-X′ +Y=-Y′ +Z=-Z′•+A=-A′ +B=-B′ +C=-C′确定机床坐标轴的正方向坐标轴方向的确定1、Z轴坐标的运动一般取产生切削力的主轴轴线方向为Z轴方向2、X轴坐标的运动X轴一般位于平行于工件装夹面的水平面内，且垂直于Z轴，车床上是对应刀架的径向移动方向。
3、Ｙ轴坐标的运动Ｙ轴（车床上通常设为虚轴）于Ｘ轴和Ｚ轴一起构成遵循右手笛卡尔坐标系。
确定机床坐标系各坐标轴的具体方位的方法二、坐标系的类型1、机床坐标系以机床原点为坐标原点建立起来的直角坐标系称为机床坐标系。
机床坐标系是机床固有的，它是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础。
其坐标轴及方向按标准规定，其坐标原点的位置则由各机床生产厂设定，一般情况下，不允许用户随意变动。
刀具运动的参照坐标系机床坐标系2、工件坐标系工件坐标系也称编程坐标系，专供编程时使用，选择工件上的某一已知点为原点，建立一个新的坐标系，称为工件坐标系。
，如下图所示。
工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的坐标系所代替为止。
工件坐标系编制程序所用的参照坐标系机床坐标系和工件坐标系的对比工件坐标系机床坐标系三、各个基本点及关系画龙点睛1、机床原点机床坐标系的原点又称为机床原点或机床零点，这是一个固有的点，通常有机床制造厂确定。
它是数控车床进行加工运动的基准参考点。
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/
数控机床坐标系
▪ 机床原点
▪ 机床坐标系的零点。这个原点是在机床调试完成 后便确定了，是机床上固有的点。
▪ 机床原点的建立：用回零方式建立。 ▪ 机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立过程
第三节 数控机床的坐标系
▪ 机床坐标系
▪ 以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有 的座标系，它具有唯一性。
工件原点
立式数控机床的坐标系
卧式数控机床的坐标系
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BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
第三节 数控机床的坐标系
一. 坐标轴的运动方向及其命名
统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可 使编程方便，并使编出的程序对同类型机床有通用 性。同时也给 维修和使用带来极大的方便。ISO和 我国都拟定了命名的标准。
第三节 数控机床的坐标系
▪ 进给运动坐标系
ISO和中国标准规定： ▪ 数控机床的每个进给轴(直线进给、圆进给) 定义为
X +A、+B、+C
第三节 数控机床的坐标系
坐标轴方向：定义为刀具相对工件运动的方向。 编程时不必知道机床运动的具体配置，就能正确地进 行编程。
附加坐标轴：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴， 用U.V.W表示。
第三节 数控机床的坐标系
1. Z坐标（轴）
▪ 方位
▪ Z坐标平行主轴轴线的进给轴。
+X/ +Y/
第2章数控编程基础
第2章 数控编程基础
2.自动编程
在编程过程中， 除了分析零件图样和 制定工艺方案由工人 进行外，其余工作由 计算机辅助完成。
第2章 数控编程基础
2.2 数控机床坐标系
2.2.1 坐标系及运动方向规定
右手笛卡儿直角坐标系 右手螺旋法则
在数控机床上加工时，一律假设为工件静止，而刀具运动。
第2章 数控编程基础
第2章 数控编程基础
程序中也可以不用G91来指令增量坐标，当程序中出 现U、V、W时，后面跟的坐标值就是增量坐标，用U、 V、W来表示增量的优势是程序段中坐标类型可以混 用。 G01 X80.0 V-120.0 F200；
第2章 数控编程基础
2.3 数控编程中的数学处理
2.3.1 基点坐标计算
基点是指零件各几何要素之间的连接点。 基点坐标是编程中必需的重要数据。
第2章 数控编程基础
第2章 数控编程基础
2.2.5 绝对坐标与增量坐标编程
1．绝对坐标和相对坐标指令(G90，G91)
Y
150
B A X
80 200
60
O
图 2-9
G90 G01 X80.0 Y150.0 F200； G91 G01 X-120.0 Y90.0 F200； 注：程序中没有出现G90或G91时，默认为绝对坐标。
第2章 数控编程基础
2.3.2 节点坐标计算
1.非圆曲线的节点计算 ◆ 等间距直线逼近法
◆ 等弦长直线逼近法
◆ 等误差直线逼近法
◆ 圆弧逼近法
2.列表曲线的数学处理
第2章 数控编程基础
2.4 程序的组成与格式
2.4.1 程序的组成与格式
1.程序的格式
程序由开始符、程序名、程序主体（程序段）、程 序结束指令组成。 开始符、结束符：% 2.程序号
2.2机床坐标系
4） 坐标轴运动方向的确定
2023/12/27
4） 坐标轴运动方向的确定
+Z
+Z
+X
+Y
+X
斜床身数控车床坐标系
立式数控铣床坐标系
2023/12/27
4） 坐标轴运动方向的确定
（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。
4.要便于测量和检测
2023/12/27
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。
机床坐标系 原点
工件坐标系 原点
2023/12/27
2023/12/27
4） 坐标轴运动方向的确定
（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。
(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
工件原点选择： 1.与设计基准一致 2.尽量选在尺寸精度高，粗糙度低
工件坐标 系原点
的工件表面
3.最好在工件的对称中心上
3）标准坐标系（机床坐标系）的规定
数控机床的坐标系
数控机床坐标系的日常维护
每日检查
检查坐标轴的移动是否 正常，润滑系统是否正 常工作，以及切削液的
供给情况。
定期清理
清理机床内部的切屑和 灰尘，保持机床的清洁。
紧固螺丝
定期检查并紧固坐标轴 上的螺丝，确保其稳定
可靠。
记录工作日志
记录每天的维护情况， 以便及时发现问题并进
行处理。
高加工效率和质量。
数控机床坐标系的新技术应用
智能技术
智能技术在数控机床坐标系中得到了广泛应用。例如，通过智能算法对加工过程进行优化 ，实现加工过程的自适应控制和智能监控。
传感器技术
传感器技术在数控机床坐标系中发挥着越来越重要的作用。例如，通过传感器实现加工过 程的实时监测和反馈控制，提高加工精度和稳定性。
集成化
未来数控机床坐标系将更加集成化，实现加工过程的集成控制和优化。集成化能够提高设备的整体性能和稳定性，降 低生产成本和维护成本。
绿色环保
未来数控机床坐标系将更加注重绿色环保，实现加工过程的节能减排和资源循环利用。通过采用新型的 节能技术和环保材料，可以降低设备的能耗和排放，提高设备的环保性能。
05
加工参数设置
在编程过程中，需要根据工件的材料、尺寸等参数，设置相应的加 工参数，这些参数与数控机床坐标系密切相关。
数控机床坐标系在故障诊断中的应用
故障定位
01
当数控机床出现故障时，可以通过检查坐标系的设定和实际位
置，快速定位故障原因。
故障排除
02
根据故障定位的结果，可以针对性地排除故障，恢复数控机床
坐标轴移动不灵活
检查传动系统是否正常，润滑系统是 否工作良好。
加工精度异常
数控加工的三个坐标系和对刀操作
浅析数控加工的三个坐标系和对刀操作摘要数控机床加工时，对刀和坐标系的设定是非常重要的工作。
本文基于数控加工原理介绍了数控加工中机床坐标系、编程坐标系、工件坐标系之间的关系和联系，并介绍了几种常用的机床对刀操作方法。
关键词数控加工；机床坐标系；编程坐标系；工件坐标系；对刀操作中图分类号tg659 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）46-0065-021 数控加工的三个坐标系的区别和联系1.1 三个坐标的基本概念机床坐标系就是用机床零点作为原点的坐标系。
机床原点是机床上的一个固定的点，由制造厂家确定。
因此机床坐标系是数控机床安装调试时便设定好的固定坐标系。
编程坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系，其工件原点即为编程原点。
编程坐标系是供编程使用的，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际位置。
工件坐标系就是以确定工件原点为基准而建立的坐标系，数控机床在加工工件的运行过程中就是在工件坐标系中运行的。
1.2 三个坐标系的关系一般机床坐标系原点是固定的，而编程坐标系原点可自行设定。
编程坐标系中各轴的方向应与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致。
一般通过对刀操作来确定编程原点在机床坐标系中的坐标是多少。
对刀的过程就是建立编程坐标系与机床坐标系之间的关系的过程。
把对刀后设置的坐标系即为工件坐标系。
2 数控加工的三个坐标系的确定方法2.1 机床坐标系的确定数控机床上的坐标系是采用右手直角笛卡尔坐标系。
机床开机后，一般采用“回零”操作来确定机床坐标系的原点。
机床各坐标轴及其正方向的确定原则是：先确定z轴，以平行于机床主轴的刀具运动坐标为z轴。
再确定x轴，x轴为水平方向且垂直于z轴并平行于工件的装夹面。
在确定了x、z轴的正方向后，即可按右手定则定出y轴正方向。
上述坐标轴正方向，均是假定工件不动，刀具相对于工件作进给运动而确定的方向，即刀具运动坐标系。
2.2 编程坐标系的确定工件原点一般按如下原则选取：车床的工件原点一般设在主轴中心线上，多定在工件的左端面或右端面。
数控机床的标准坐标系
数控机床的标准坐标系数控机床是一种通过数字化程序控制工件加工的机床，它具有高精度、高效率、灵活性强等优点，在现代制造业中得到了广泛应用。
而数控机床的加工精度和效率，很大程度上取决于其标准坐标系的设置和使用。
因此，了解和掌握数控机床的标准坐标系对于提高加工质量和效率至关重要。
数控机床的标准坐标系一般包括三个坐标轴，X轴、Y轴和Z轴。
X轴是机床工作台沿着主轴方向的移动方向，Y轴是工作台的横向移动方向，Z轴是主轴的升降方向。
这个三轴的坐标系构成了数控机床的基本坐标系，也是数控加工中最常用的坐标系。
在数控机床的加工过程中，正确设置和使用标准坐标系是至关重要的。
首先，必须保证各个坐标轴的零点位置准确无误，只有这样才能保证数控机床在加工过程中能够按照预先设定的程序准确地进行移动和定位。
其次，操作人员需要清楚地了解各个坐标轴的移动方向和正负方向，这样才能正确地进行加工程序的编写和调试。
最后，在实际加工过程中，操作人员需要根据工件的具体形状和加工要求，合理选择和设置各个坐标轴的移动路径和速度，以保证加工质量和效率。
除了基本的三轴坐标系外，数控机床在实际加工过程中还可以根据需要设置其他坐标系，如工件坐标系、刀具坐标系等。
这些附加的坐标系可以帮助操作人员更方便地进行加工程序的编写和调试，提高加工的精度和效率。
总之，数控机床的标准坐标系是数控加工过程中至关重要的一环。
正确设置和使用标准坐标系可以保证数控机床在加工过程中能够准确地进行定位和移动，从而保证加工质量和效率。
因此，操作人员需要深入了解数控机床的标准坐标系，不断提高自己的技术水平，以适应制造业对加工精度和效率日益提高的需求。
同时，制造企业也需要加大对数控机床操作人员的培训和技术支持力度，以提高整个制造过程的质量和效率。
数控机床编程入门基础
数控机床简单编程基础1．坐标系1．1机床坐标系：机床上用作加工基准的特定点称为机床零点，以机床零点作为原点的坐标系称为机床坐标系，机床零点由出厂时设定。
1．2工件坐标系：加工工件时使用的坐标系称为工件坐标系（也叫零件坐标系），一个加工程序选择一个工件坐标系，工件坐标系的设置可以通过定位工件坐标系的原点来设置。
2．模态和非模态2．1模态是指某功能代码一经设置后一直有效，直到对该功能代码重新设置。
2．2非模态是指某功能代码仅在书写了该代码的程序段中有效。
例：G0 X100 Y100；（快速定位至X100 Y100处）X20 Y30；（快速定位至X20 Y30处，G0为模态代码，可省略不输）G1 X50 Y50 F300；（直线插补至X50 Y50处，进给速度300mm/min）X100；（直线插补至X100 Y50处，进给速度300mm/min，G1 Y50F300均模态代码，可省略不输）G0 X0 Y0；（快速定位至X0 Y0处）3．绝对坐标编程和相对坐标编程3．1绝对坐标编程G90是指用轴移动的终点位置（即刀具要移动到的坐标位置）的坐标值进行编程。
3．2相对坐标编程G91是指用轴移动量（以当前位置为坐标原点，目标位置相对当前位置的坐标值）直接编程。
4．简单G代码4．1 G0（模态）快速定位代码格式：G0 X_ Y_ Z_功能：刀具快速移动到指定的工件坐标系中的位置。
例：G0 X10 Y10(X、Y为终点坐标)4．2 G1（模态）直线插补代码格式：G1 X_ Y_ Z_ F_功能：刀具以参数F指定的进给速度沿直线移动到指定位置。
例：G1 X10 Y10 F200（X、Y为终点坐标，速度为200mm/min）4．3 G2、G3 圆弧插补代码格式：G17 G2 X_ Y_ R_ F_G17 G2 X_ Y_ I_ J_ F_功能：在指定平面内完成由起点到终点按指定旋向即半径（或圆心）运行的圆弧轨迹。
已知起点和终点并不能确定圆弧轨迹，所以需要同时具备：①圆弧旋转方向；②圆弧插补的平面；③圆心坐标或半径。
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。
简述数控机床的坐标轴的确定方法
简述数控机床的坐标轴的确定方法数控机床是现代机械加工领域中的关键工具，是工业自动化生产的主要设备之一。
数控机床通过预先编制数控程序，控制数控机床工作的过程，从而实现高精度、高效率、高稳定性的加工，广泛应用于航空航天、机械、军工、汽车、电子等各个领域。
那么，数控机床的坐标轴如何确定呢？本文将围绕这个问题展开详细阐述。
一、坐标系和坐标轴的定义在数控机床加工过程中，需要确定一个坐标系，在这个坐标系内描述工件的几何形状和加工轨迹，并根据加工轨迹的要求设置坐标轴的方向。
坐标系一般由x、y、z三个方向组成，分别表示左右、前后和上下三个方向。
在数控机床中，坐标轴指的是机床上用于确定工件位置的三个方向，即x轴、y轴和z轴。
二、坐标系和坐标轴的确定1. 确定x、y、z轴的方向在数控机床刚刚建立时，需要根据机床的结构来确定x、y、z轴的方向。
通常将数控机床主轴与z轴重合，x轴和y轴分别和z轴垂直，并且在x轴和y轴所在平面内，采用左手坐标系的方向，确定机床的坐标系。
2. 确定原点的位置确定坐标轴的方向后，需要确定坐标系的原点的位置。
数控机床的坐标系原点通常设置在工件单独加工时的位置中心，这样方便对工件进行协调加工。
3. 机床坐标系的与加工程序坐标系的关系在进行加工程序编写时，需要将实际机床坐标系与加工程序的坐标系相互关联。
这样，在加工程序中指定了一个点之后就可以在机床上这个点上精确定位。
为此，在加工程序中设置一个需要移动的点，机床就会把该点移动到原点处，从而将加工程序的坐标系与实际机床坐标系之间建立了联系。
总之，确定数控机床的坐标轴是数控加工过程中必不可少的一项工作。
通过仔细的坐标系和坐标轴的确定，可以保证加工程序能够精确地执行加工任务，从而得到高质量的机械加工工件。
《数控机床的坐标系》课件
CONTENTS 目录
• 数控机床坐标系概述 • 机床坐标系的设定 • 工件坐标系的设定 • 数控机床坐标系的应用 • 数控机床坐标系的未来发展
CHAPTER 01
数控机床坐标系概述
数控机床坐标系的定义
01
数控机床坐标系是用来确定机床 各运动部件的位置和运动的坐标 系，是数控编程和加工的基础。
复合化
为了满足复杂零件的加工需求，未来数控机床坐标系将更加复合化， 能够实现多轴联动加工。
数控机床坐标系的新技术应用
物联网技术
通过物联网技术，数控机床坐标系可以实现远程监控、数据实时 采集和传输等功能，提高加工效率和精度。
增材制造技术
增材制造技术为数控机床坐标系提供了新的加工方式，可以实现复 杂结构的快速制造。
，确定刀具在坐标系中的位置和运动轨迹。
加工参数设置
03
在编程过程中，需要设置加工参数，如切削速度、进给速度等
，这些参数与坐标轴的运动密切相关。
数控机床坐标系在故障诊断中的应用
01
02
03
故障定位
当数控机床出现故障时， 可以通过分析坐标轴的位 置和运动轨迹，快速定位 故障原因。
故障排除
根据故障定位结果，可以 针对性地进行维修和调整 ，排除故障。
实用性原则
坐标系设定应满足加工需求， 便于工人操作。
简便性原则
坐标系设定应尽量简单，减少 操作难度。
扩展性原则
为未来设备升级或扩展预留空 间。
机床坐标系的设定步骤
确定原点位置
根据工件加工需求和设备布局，选择一个固 定的位置作为机床坐标系的原点。
校准坐标轴精度
使用标准量具对各坐标轴进行校准，确保其 精度满足加工要求。
(完整版)数控机床坐标系简介
• （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。
事实上，不管是刀具运动还是工件运动，在进行编程计算时， 一律都是假定工件不动，按刀具相对运动的坐标来编程。机床操作 面板上的轴移动按钮所对应的正负运动方向，也应该是和编程用的 刀具运动坐标方向相一致。比如，对立式数控铣床而言，按+X轴移 动钮或执行程序中+X移动指令，应该是达到假想工件不动，而刀具 相对工件往右(+X)移动的效果。但由于在X、Y平面方向，刀具实际 上是不移动的，所以相对于站立不动的人来说，真正产生的动作却 是工作台带动工件在往左移动(即+X'运动方向)。若按+Z轴移动钮， 对工作台不能升降的机床来说，应该就是刀具主轴向上回升；而对 工作台能升降而刀具主轴不能上下调节的机床来说，则应该是工作 台带动工件向下移动，即刀具相对于工件向上提升。
工件坐标 系原点
车床的工件原点一般设在主轴中心线上，多定在工件的左端面或 右端面。铣床的工件原点，一般设在工件外轮廓的某一个角上或工件 对称中心处，进刀深度方向上的零点，大多取在工件表面。对于形状 较复杂的工件，有时为编程方便可根据需要通过相应的程序指令随时 改变新的工件坐标原点；对于在一个工作台上装夹加工多个工件的情 况，在机床功能允许的条件下，可分别设定编程原点独立地编程，再 通过工件原点预置的方法在机床上分别设定各自的工件坐标系。
工件坐标系 原点
机床坐标系 原点
二、数控机床坐标系确定原则
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。 反过来，如果假设当工件运动时，在坐标轴符号上加“′”表示。
数控机床的坐标轴及各轴确立文档资料
Z坐标轴
对于铣床、镗床、钻
+Z
床等是带动刀具旋转
的轴；
铣床+z轴
9
Z坐标轴
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。
车床Z轴方向的确定 10
X坐标轴
定义： X轴为水平方向且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。 正方向：取刀具远离工件的方向为正方向
11
X坐标轴
+Z +Y +X/
21
+Z
+X/
+Y
立式5轴数控铣床的坐标系
22
Z X
23
立式车床的坐标系
24
卧式铣床的坐标系
Y
Z
X
25
A、B、C旋转坐标轴
绕X.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别用A.B.C表示，坐标轴相互关 系由右手螺旋法则而定
+Y
+Y
+B
¡ +Z ¯
¡
+X ¯
+X
+X +Y +Z
+C
+A
+Z
+X/
14
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。
+X
立式数控机床+x
15
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。
数控机床的坐标系及编程规则
数控机床的坐标系及编程规则数控机床是一种自动控制的机床，通过计算机指令控制机床在工件上进行切削加工。
在数控机床中，坐标系和编程规则起着重要的作用，下面将详细介绍数控机床的坐标系和编程规则。
一、坐标系1.直角坐标系数控机床中最常用的坐标系是直角坐标系，它由三个相互垂直的坐标轴构成，分别为X轴、Y轴和Z轴。
X轴指的是机床主轴前后移动的方向，与工件的长轴平行；Y轴指的是机床横向移动的方向，与工件的宽轴平行；Z轴指的是机床上下移动的方向，与工件的高轴平行。
2.极坐标系数控机床中也可以使用极坐标系进行编程，它由极坐标轴和极点构成。
极坐标轴是一根线，可以用来指定刀具移动的方向和距离，极点是坐标轴和工件表面的交点。
3.补偿坐标系为了简化编程和实现一些特殊加工要求，数控机床中还可以使用补偿坐标系。
补偿坐标系是在原有坐标系的基础上进行调整，用来补偿刀具尺寸等因素。
二、编程规则1.编程语言2.数据格式数控机床编程的数据格式包括绝对值和增量值两种。
绝对值是指相对于工件坐标系原点的刀具位置坐标，增量值是指相对于上一刀具位置的刀具移动距离。
3.圆弧编程数控机床中常用的编程方式是通过圆弧插补来实现曲线加工。
圆弧编程需要指定起点、终点、圆心和方向等参数，以确定切削路径。
在编程时，需要注意圆弧插补的方向，一般规定为顺时针插补。
4.速度和进给数控机床中的速度和进给是重要的编程参数。
速度指的是刀具运动的速率，进给指的是刀具在工件上的运动距离。
在编程时，需要根据具体情况合理选择速度和进给。
5.循环指令为了简化编程和提高效率，数控机床中使用循环指令来重复执行相同的运动。
循环指令包括固定循环和可选循环，可以按照需要组合使用。
总结：数控机床的坐标系和编程规则是数控机床工作的基础，只有正确理解和应用坐标系以及遵循编程规则，才能实现高效、精度的加工。
同时，随着数控技术的发展，坐标系和编程规则也在不断更新和完善，以适应更加复杂的加工需求。
数控机床的坐标轴及各轴确立
情境二、数控机床的坐标轴和坐标系
1、 数控机床坐标轴和坐标系概述
基本坐标系
数控机床采用在坐标系中描述刀具与工件之间的相对运动轨迹， 这个坐标系是依据空间右手直角笛卡尔坐标系的原则建立的， 称为基本坐标系。
基本坐标轴
基本坐标系中三个坐标轴，称为基本坐标轴。 分别用X、Y、Z表示。
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 +Y +C +Z +X +Z +B +X +A +A、+B 或 +C +X、+Y或+Z
+X´、+Y ´ 、+Z ´表示 工件的正移动方向。
先确定Z轴，再确定X轴和Y轴！
2、数控机床坐标轴的规定
Z坐标轴
定义：一般取传递切削动力的主轴轴线方向为Z轴
正方向：取刀具远离工件的方向为正方向 当机床有几个主轴时，选一个垂直工件装夹面的主轴为Z轴 当机床没有主轴时，选与工件装夹相垂直的直线为Z轴
向指向右边。
+Z
+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
X 轴的正方向指向右
边。
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
数控机床的坐标系
Z轴
Y轴 X轴
Y轴偏置量
Z 轴 偏 置 量 X轴偏置量
机床原点
工件原点
Z轴
Y轴
X轴 Z轴偏置量
Y 轴 偏 置 量
X轴偏置量
机床原点
工件原点
立式数控机床的坐标系
卧式数控机床的坐标系
31
三、绝对坐标编程和相对坐标编程
定义
绝对坐标编程：工件所有点的坐标值基于某一 坐标系（机床或工件） 零点计量的编程方式。
相对坐标编程：运动轨迹的终点坐标值是相对 于起点计量的编程方式（增量坐标编程）。
32
绝对坐标
增量坐标
X25 Y50
X15 Y25
33
表达方式：G90/G91； X.Y.Z绝对，U.V.W 相对
选用原则：主要根据具体机床的坐标系， 考虑编程的方便(如图纸尺寸标注方式等) 及加工精度的要求，选用坐标的类型。
数控机床的坐标系
数控机床在加工时，坐标系页面上一般都显示四个坐标系：相 对坐标系、剩余坐标系、绝对坐标系（工件坐标系）和机床坐 标系。在数控编程时，需要重点掌握和了解的是机床坐标系和 工件坐标系。
1. 机床坐标系
机床坐标系是机床上固有的坐标系，它是制造、调整机 床的基础，也是建立工件坐标系的基础。机床坐标系在出厂前 已经调整好，一般情况下，不允许用户进行变动。机床坐标系 的原点(一般用M表示)也叫机床零点。机床零点M是建立其它 坐标系的基准。不同的机床，机床的零点的位置也不同。机床 零点一般不能直接测量，所以在设计机床时就设定一个与机床 零点有固定位置关系的点，这个点叫机床参考点（一般用R表 示），通过让机床返回参考点来建立起数控机床的坐标系。
主轴能摆动：
在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则 这个坐标便是Z坐标；
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机床原点
数控车床的机床原点 一般设在机床主轴轴 线与卡盘安装基准面 的交点上。
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.3 机床坐标系、机床原点、机床参考点
机床原点
数控铣床和加工中心 的机床原点一般设在 X、Y、Z坐标轴正方 向移动的最大极限位 置上，但也有的设置 在机床工作台中心。
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.3 机床坐标系、机床原点、机床参考点
机床参考点
数控车床上机床参考
点是离机床原点最远的
极限点。 数控铣床上机床原点
和机床参考点是重合的。
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.3 机床坐标系、机床原点、机床参考点
数控铣床或加工中心 上工件原点一般选在长 方体零件上表面的左下 角或中心处，或在圆柱 体零件轴线与上平面的 交点处。
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.4工件坐标系、工件原点、对刀点、换刀点
工件原点的选择原则
数控铣床或加工中心 上工件原点一般选在长 方体零件上表面的左上 角或中心处，或在圆柱 体零件轴线与上平面的 交点处。
§2.2.2 数控机床坐标轴的规定
A、B、C旋转坐标轴
+Z
+Y +C/
+X/
第2章 数控编程基础和工艺基础
+Z
+A +C/
+X/
+Y
立式5轴数控铣床的坐标系
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.2 数控机床坐标轴的规定
附加坐标轴
如果在基本的直角坐标轴X、Y、Z之外，还有其他轴线平行于X、 Y、Z，则附加的直角坐标系指定为U、V、W和P、Q、R。 主坐标或第一坐标系：X、Y、Z 第二组附加坐标：U、V、W 第三组附加坐标：P、Q、R 旋转坐标：D、E
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.4工件坐标系、工件原点、对刀点、换刀点
对刀
对刀是指零件被装夹到机床上之后，用某种方法获得工件原点 在机床坐标系中的位置（即工件原点的机床坐标值）。
对刀点
对刀点是工件坐标系与机床坐标系之间的联系点
第2章 数控编程基础和工艺基础
(1)应使工件原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)工件原点应该选在容易找正、在加工过程中容易测量的 位置； (4)工件原点的选择要尽量满足编程简单、尺寸换算少、引
起的加工误差小等条件。
第2章 数控编程基础和工艺基础
第2章 数控编程基础和工艺基础
+Y +Y +C +Z +X +Z +B +X +A +A、+B 或 +C +X、+Y或+Z
笛卡尔直角坐标系统
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.1 数控机床坐标轴和坐标系概述
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。
§2.2.2 数控机床坐标轴的规定
A、B、C旋转坐标轴
绕X.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别用A.B.C表示，坐标轴相互关 系由右手螺旋法则而定
+Y +B +Z ¡ ¯ ¡ +X ¯ +X +C +A ¡ +Z +Y ¯ +X +Z +X +Y+Z
+Y
+A+B +C
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
工件坐标系
在工件上选择一点作为坐标系原点而建立的坐标系称为工件坐标 系。
工件原点
工件坐标系的原点称为工件原点。 注意：工件坐标系的各个坐标轴必须与机床坐标系相应的坐标 轴相平行。
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.4工件坐标系、工件原点、对刀点、换刀点
工件原点的选择原则
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.3 机床坐标系、机床原点、机床参考点
机床参考点
机床参考点是机床坐标系中一个固定不变的点，是用于对机床工 作台(或滑板)与刀具相对运动的测量系统进行定标与控制的点。
机床参考点其位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位
开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中，并记录在机床说 明书中，用户不得更改。 因此机床参考点作为机床坐标系的测量起点，对机床原点的 坐标是一个已知数。
§2.2.4工件坐标系、工件原点、对刀点、换刀点
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.4工件坐标系、工件原点、对刀点、换刀点
对刀点
对刀点可以设置在被加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上 与零件定位基准有一定尺寸联系的某一位置。 对刀点可与工件原点重合，也可以选在任何便于对刀之处，但 该点与工件原点之间必须有确定的坐标联系。
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.4工件坐标系、工件原点、对刀点、换刀点
工件原点的选择原则
数控车床上工件原点 一般设在主轴中心线与 工件前端面、后端面、 卡爪前端面的交点处
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.4工件坐标系、工件原点、对刀点、换刀点
工件原点的选择原则
机床参考点
数控机床开机时，必 须先确定机床原点，而 确定机床原点的运动就 是回参考点的操作，这 样通过确认参考点，就 确定了机床原点。只有 机床参考点被确认后， 机床原点才被确认，刀 具（或工作台）移动才 有基准。
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.4工件坐标系、工件原点、对刀点、换刀点
第2章 数控编程基础和工艺基础
+X´、+Y ´ 、+Z ´表示 工件的正移动方向。
先确定Z轴，再确定X轴和Y轴！
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.2 数控机床坐标轴的规定
Z坐标轴
定义：一般取传递切削动力的主轴轴线方向为Z轴
正方向：取刀具远离工件的方向为正方向 当机床有几个主轴时，选一个垂直工件装夹面的主轴为Z轴 当机床没有主轴时，选与工件装夹相垂直的直线为Z轴
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。
第2章 数控编程基础和工艺基础
+Y +Y +C +Z +X +Z +B +X +A +A、+B 或 +C +X、+Y或+Z
笛卡尔直角坐标系统
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
在数控机床上选定一个固定点作为坐标系原点而建立的坐标系称 为机床坐标系。也叫机床上选定的这个固定点称为机床原点，它是机床坐标系的 原点，是数控机床进行加工运动的基准参考点。 注意：它是机床上的一个固定的点，由制造厂家确定。
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.2 数控机床坐标轴的规定
X坐标轴
定义： X轴为水平方向且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。
正方向：取刀具远离工件的方向为正方向
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.2 数控机床坐标轴的规定
第2章 数控编程基础和工艺基础
+Z +W
+A +C/
+X/
+Y
立式5轴数控铣床的坐标系
第2章 数控编程基础和工艺基础
多轴数控机床坐标系示例
（a）卧式镗铣床 （b）六轴加工中心
第2章 数控编程基础和工艺基础
§2.2 数控机床的坐标轴和坐标系
§2.2.3 机床坐标系、机床原点、机床参考点
机床坐标系
X坐标轴
对于工件旋转的机床
（如车床、磨床等），
X坐标是工件的径向
且平行于横向拖板，
刀具远离回转中心 是正向。
卧式数控车床
第2章 数控编程基础和工艺基础
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
第2章 数控编程基础和工艺基础
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/
第2章 数控编程基础和工艺基础
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
X 轴的正方向指向右
§2.2.1 数控机床坐标轴和坐标系概述
刀具运动坐标与工件运动坐标
编程时 采用
刀具与 工件间 的相对 运动方 式