数控机床的坐标系

数控机床的坐标系统1数控程序编制的内容及步骤数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。编程工作主要包括：（1）分析零件图样和制定工艺方案（2）数学处理（3）编写零件加工程序（4）程序检验分析零件图样和制定工艺方案数

学

处

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程

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序

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验修改22、数控程序编制的方法数控加工程序的编制方法主要有两种：手工编制程序和自动编制程序。（1）手工编程手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。零件图样工艺人员夹具表机床表刀具表工艺规程编程人员加

工

程

序

初

稿加工程序修改编程手册3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。 4机床原点的设置

机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。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。（1）数控车床的原点在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。

5机床参考点机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。机床参考点的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。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；而在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。下图为数控车床的参考点与机床原点。

6编程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。编程坐标系一般供编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。如下图所示，其中O2即为编程坐标系原点。7编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致，如下图所示为车削零件的编程原点。8加工坐标系1、加工坐标系的确定

加工坐标系是指以确定的加工原点为基准所建立的坐标系。加工原点也称为程序原点，是指零件被装夹好后，相应的编程原点在机床坐标系中的位置。92、加工坐标系的设定

在机床坐标系中直接设定加工原点。例：以下图为例，在配置FANUC-OM系统的立式数控铣床上设置加工原点03。（1）加工坐标系的选择编程原点设置在工件轴心线与工件底端面的交点上。设工作台工作面尺寸为800mm×320mm，若工件装夹在接近工作台中间处，则确定了加工坐标系的位置，其加工原点03就在距机床原点O1为X3、Y3、Z3处。并且X3=-345.700mm,Y3=-196.220mm,Z3=-53.165mm。（2）设定加工坐标系指令1）G54～G59为设定加工坐标系指令。G54对应一号工件坐标系，其余以此类推。可在MDI方式的参数设置页面中，设定加工坐标系。如对已选定的加工原点O3，将其坐标值X3=-345.700mm,Y3=-196.220mm,Z3=-53.165mm10数控控机机床床的的坐坐标标系系坐标标轴轴的的运运动动方方向向及及其其命命名名统一一规规定定数数控控机机床床坐坐标标轴轴及及其其运运动动的的方方向向，，可可使使编编程程方方便便，，并并使使编编出出的的程程序序对对同同类类型型机机床床有有通通用用性性。。同同时时也也给给维修修和和使使用用带带来来极极大大的的方方便便。。ISO和我我国国都都拟拟定定了了命命名名的的标标准准。。11进给给运运动动坐坐标标系系ISO和和中中国国标标准准规规定定：：数控控机机床床的的每每个个进给给轴轴(直直线线进进给给、、圆圆进进给给)定定义义为为坐标标系系中中的的一个个坐坐标标轴轴。。数控控机机床床坐坐标标系系统统标标准准：：右右手手笛笛卡卡儿儿坐坐标标系系统统；；12基本本坐坐标标系系：直直线线进进给给运运动动的的坐坐标标系系（（X.Y.Z））。。坐坐标标轴轴相相互互关关系系：：由由右右手手定定则则决决定定。。回转转坐坐标标：绕绕X.Y.Z轴转转动动的的圆圆进进给给坐坐标标轴分分别别用用A.B.C表表示示，，坐标标轴轴相相互互关关系系由由右右手螺螺旋旋法法则则而而定定。。XYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY+C+B+A13坐标标轴轴方方向向：：定义义为为刀刀具具相相对对工工件件运运动动的的方方向向。。编程程时时不不必必知知道道机机床床运运动动的的具具体体配配置置，，就就能能正正确确地地进进行行编编程程。。附加加坐坐标标轴轴：：平行行于于基基本本坐坐标标系系中中坐坐标标轴轴的的进进给给轴轴，，用用U.V.W表表示示。。14Z坐坐标标（（轴轴））方位位Z坐坐标标平平行行主主轴轴轴轴线线的的进进给给轴轴。。没有有主主轴轴或或有有多多个个主主轴轴：垂直直于于工工件件装装夹夹面面的的方方向向为为Z坐坐标标。。主轴轴能能摆摆动动：在摆摆动动的的范范围围内内只只与与标标准准坐坐标标系系中中的的某某一一坐坐标标平平行行时时，，则则这这个个坐坐标标便便是是Z坐坐标标；；若在在摆摆动动的的范范围围内内与与多多个个坐坐标标平平行行，，则则取取垂垂直直于于工工件件装装夹夹面面的的方方向向为为Z坐坐标标。。15立式5轴数控铣床的坐标系Z坐坐标标正方方向向规定定：：刀刀具具远远离离工工件件的的方方向向。。+Z+Z16+Z17X坐坐标标在刀具具旋旋转转的机机床床上上（（铣铣床床、、钻钻床床、、镗镗床床等等））。。Z轴轴水水平平（卧卧式式）），则则从从刀刀具具(主主轴轴)向向工工件件看看时时，，X坐坐标标的的正正方方向向指指向向右右边边。。+Z+X18Z轴轴铅铅直直（立立式式））：单立立柱柱机机床床，，从从刀刀具具向向立立柱柱看看时时，，X的的正正方方向向指指向向右右边边；；+Z立式5轴数控铣床的坐标系+Z+X+X19+ZZ轴铅直（立式）：双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立立柱看时，X轴的正方向向指向右边。。+X20在工件旋转的机床上（车车床、磨床等等），X轴的的运动方向是是工件的径向向并平行于横横向溜板，且且刀具离开工工件旋转中心心的方向是X轴的正方向向。+Z+X21Y坐标利用已确定的的X、Z坐标标的正方向，，用右手定则则或右手螺旋旋法则，确定定Y坐标的正正方向。右手定则：大大姆指指向+X，中指指指向+Z，则则+Y方向为为食指指向。。右手螺旋法则则：在XZ平面，姆指指之外四指从从Z抓向X，，姆指所指的的方向为+y。22立、卧式数控控铣床+Z+X+Z+X+Y+Y23+Z+X+Y立式5轴联动数控铣床+Z+X+Y龙门数控铣床床24+Z+Y+Z+Y/+C+A+C5.回转转坐标A、、B、C+X+X25立式5轴数控铣床的坐标系+Z+X+Y+A+C+W6.辅助坐坐标U、V、W26二、机床坐标标系与工件坐坐标系编程总是基于于某一坐标系系统的，因此此，弄清楚数数控机床坐标标系和工件坐坐标系的概念念及相互关系系是至关重要要的。27机床原点与机机床坐标系机床原点机床坐标系的的零点。这个个原点是在机机床调试完成成后便确定了了，是机床上上固有的点。。机床原点的建建立：用回零零方式建立。。机床原点建立立过程实质上上是机床坐标标系建立过程程28机床坐标系以机床原点为为坐标系原点点的坐标系，，是机床固有有的坐标系，，它具有唯一一性。机床坐标系是是数控机床中中所建立的工工件坐标系的的参考坐标系系。注意：机床坐坐标系一般不不作为编程坐坐标系，仅作为工件坐坐标系的参考考坐标系。29工件原点与工工件坐标系工件原点：为为编程方便在在零件、工装装夹具上选定定的某一点或或与之相关的的点。该点也也可以是对刀刀点重合。工件坐标系：：以工件原点点为零点建立立的一个坐标标系，编程时时，所有的尺尺寸都基于此此坐标系计算算。工件原点偏置置：工件随夹夹具在机床上上安装后，工工件原点与机机床原点间的的距离。现代数控机床床均可设置多多个工件坐标标系，在加工工时通过G指指令进行转换换。30Y轴偏置量X轴偏置量工件原点Z轴偏置量Y轴机床原点X轴Z轴卧式数控机床的坐标系X轴Z轴偏置量Y轴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Z轴31三、绝对坐标标编程和相对对坐标编程定义绝对坐标编程程：工件所有有点的坐标值值基于某一坐坐标系（机床床或工件）零零点计量的的编程方式。。相对坐标编程程：运动轨迹迹的终点坐标标值是相对于于起点计量的的编程方式（（增量坐标编编程）。32绝对坐标增量坐标X25Y50X15Y2533表达方式：G90/G91；X.Y.Z绝对对，U.V.W相对选用原则：主主要根据具体体机床的坐标标系，考虑编编程的方便(如图纸尺寸寸标注方式等等)及加工精精度的要求，，选用坐标的的类型。34四、分辨率（（Resolution）分辨率(对控控制系统)，，可以控制的的最小位移量量。数控机床的最最小位移量（（最小设定单单位，最小编编程单位，最最小指令增量量，脉冲当量量（步进电