1、 數控機床的坐標系數控機床的坐標系 - - - 杜剛 一、數控機床坐標系的作用一、數控機床坐標系的作用四、機床坐標系與工件坐標系的關系四、機床坐標系與工件坐標系的關系(難點難點)三、坐標軸運動方向的確定三、坐標軸運動方向的確定(重點重點)二、機床坐標系確定原則二、機床坐標系確定原則一、數控機床坐標系的作用一、數控機床坐標系的作用 為了確定機床的運動方向和運動距離，必須在機床上建立坐標為了確定機床的運動方向和運動距離，必須在機床上建立坐標系，以描述系，以描述刀具刀具和工件工件的的相對位置相對位置及其及其變化關系變化關系。n大拇指為x軸，n食指為Y軸，n中指為z軸。1 1）伸出右手的大拇指、食指和

2、中指，并互為）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為9090，指向為正方向。則大拇指代，指向為正方向。則大拇指代表表X X坐標，食指代表坐標，食指代表Y Y坐標，中指代表坐標，中指代表Z Z坐標。坐標。2) 2) 圍繞X、Y、Z坐標旋轉的旋轉坐標分別用A、B、C表示，根據右手螺旋定則，大拇指的指向為X、Y、Z坐標中任意軸的正向，則其余四指的旋轉方向即為旋轉坐標A、B、C的正向 。二、二、機床坐標系機床坐標系（標準坐標系標準坐標系）的規定）的規定 標準坐標系采用標準坐標系采用右手直角笛卡兒定則右手直角笛卡兒定則數控機床坐標系確定原則： 1 1、刀具相對靜止工件而運動的原則、刀具相對靜止工件而運動的

3、原則 假設：工件固定，刀具相對工件運動。這一原則使編程人員能在不知道是刀具移近工件還是工件移近刀具的情況下，就能根據零件圖樣確定機床的加工過程。 2 2、刀具遠離工件的方向為坐標軸正方向。、刀具遠離工件的方向為坐標軸正方向。三、坐標軸運動方向的確定1 1、X X、Y Y、Z Z坐標軸與正方向的確定坐標軸與正方向的確定 判定順序是：先判定順序是：先Z軸，再軸，再X軸，最后按右手定則判定軸，最后按右手定則判定Y軸。軸。（1 1）Z Z坐標軸坐標軸 1 1）Z Z坐標軸的運動由坐標軸的運動由傳遞切削力的主軸決定傳遞切削力的主軸決定，與主軸平，與主軸平行的標準坐標軸為行的標準坐標軸為Z Z坐標軸，其正

4、方向為增加刀具和工件坐標軸，其正方向為增加刀具和工件之間距離的方向。之間距離的方向。（2）X X坐標軸坐標軸 1 1）X X坐標軸的運動是水平的，它平行于工件裝夾面坐標軸的運動是水平的，它平行于工件裝夾面。2 2）對于）對于工件旋轉的機床工件旋轉的機床（車床、磨床車床、磨床），），X X坐標的方向在工件的坐標的方向在工件的徑向上徑向上，并且平行與橫滑座，并且平行與橫滑座，刀具離開工件回轉中心的方向為刀具離開工件回轉中心的方向為X X坐坐標的正方向標的正方向。3 3）對于）對于刀具旋轉的機床刀具旋轉的機床（銑床銑床），），若若Z Z坐標軸是垂直的坐標軸是垂直的（立式銑立式銑床床），），X X坐標

5、軸的正方向指向右方。坐標軸的正方向指向右方。（3 3）Y坐標軸 根據根據X X、Z Z坐標軸，按照右手直角笛卡兒坐標系確定。坐標軸，按照右手直角笛卡兒坐標系確定。注：注：如在X、Y、Z主要直線運動之外還有第二組平行于它們的運動，可分別將它們坐標定為U、V、W。 b 刀架后置式刀架后置式a 刀架前置式刀架前置式四 機床坐標系與工件坐標系(難點難點)(1)機床坐標系與機床原點 機床坐標系是機床上固有的坐標系，是用來確定工件坐標系的基本坐標系，機床坐標系是機床上固有的坐標系，是用來確定工件坐標系的基本坐標系，是確定刀具是確定刀具( (刀架刀架) )或工件或工件( (工作臺工作臺) )位置的參考系，并

6、建立在機床原點上位置的參考系，并建立在機床原點上。而機床。而機床原點一般設定在各軸正方向上的極限位置。原點一般設定在各軸正方向上的極限位置。2工件坐標系與工件坐標系原點(1)(1)工件坐標系工件坐標系編程人員在編程時設定的坐標系編程人員在編程時設定的坐標系，也稱為編程坐標系。，也稱為編程坐標系。(2)(2)工件坐標系原點工件坐標系原點 也稱為工件原點或編程原點，由編程人員根據編程計算方便性、也稱為工件原點或編程原點，由編程人員根據編程計算方便性、機床調整方便性、對刀方便性、在毛坯上位置確定的方便性等具體機床調整方便性、對刀方便性、在毛坯上位置確定的方便性等具體情況定義在工件上的幾何基準點，一般

7、為零件圖上最重要的設計基情況定義在工件上的幾何基準點，一般為零件圖上最重要的設計基準點。準點。 工件坐標系與機床坐標系坐標軸方向一致，原點不同。工件坐標系與機床坐標系坐標軸方向一致，原點不同。(a) 數控車床數控車床 (b) 數控銑床數控銑床工件原點選擇：工件原點選擇：n1.1.與設計基準一致與設計基準一致n2.2.盡量選在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面盡量選在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面n3.3.最好在工件的對稱中心上最好在工件的對稱中心上n4.4.要便于測量和檢測要便于測量和檢測小 結： 機床坐標系機床坐標系是機床上固有的坐標系，是用來確定工件坐標系的是機床上固有的坐標系，是用來確定工件

8、坐標系的基本坐標系，基本坐標系，是確定刀具是確定刀具( (刀架刀架) )或工件或工件( (工作臺工作臺) )位置的參考系。位置的參考系。 確定數控機床坐標系時總是確定數控機床坐標系時總是假設工件固定，刀具相對工假設工件固定，刀具相對工件運動件運動。標準坐標系采用。標準坐標系采用右手直角笛卡兒定則右手直角笛卡兒定則判斷，判斷，直線坐直線坐標軸標軸X X、Y Y、Z Z的判定順序是：的判定順序是：先先Z Z軸，再軸，再X X軸，最后按右手定軸，最后按右手定則判定則判定Y Y軸軸。Z Z坐標軸坐標軸的運動的運動由傳遞切削力的主軸決定，與主軸平行的標由傳遞切削力的主軸決定，與主軸平行的標準坐標軸為準坐

9、標軸為Z Z坐標軸坐標軸; ;X X坐標軸坐標軸的運動是水平的，它平行于工件裝夾面的運動是水平的，它平行于工件裝夾面; ;Y Y坐標軸坐標軸根據根據X X、Z Z坐標軸，按照右手直角笛卡兒坐標系確定坐標軸，按照右手直角笛卡兒坐標系確定. .各坐標軸的正方向為各坐標軸的正方向為增加刀具和工件之間距離的方向增加刀具和工件之間距離的方向； 機床坐標系原點機床坐標系原點是指在機床上設置的一個固定點，是數控是指在機床上設置的一個固定點，是數控機床進行加工運動的基準參考點；機床進行加工運動的基準參考點； 機床參考點機床參考點對機床原點的坐標是已知值，既可根據機床對機床原點的坐標是已知值，既可根據機床參考點