坐标系及运动方向简介

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在编写数控加工程序过程中，为了确定刀具与工件的相对位置，必须通过机床参考点和坐标系描述刀具的运动轨迹。在国际ISO标准中，数控机床坐标轴和运动方向的设定均已标准化，我国机械工业部1982年颁布的JB3052-82标准与国际ISO标准等效。

1. 坐标系的确定原则

1）刀具相对于静止工件而运动的原则　这个原则规定不论数控机床是刀具运动还是工件运动，编程时均以刀具的运动轨迹来编写程序，这样可按零件图的加工轮廓直接确定数控机床的加工过程。

2）标准坐标系的规定　标准坐标系是一个直角坐标系，如图1（a）所示，按右手直角坐标系规定，右手的拇指、食指和中指分别代表X、Y、Z三根直角坐标轴的方向；如图1（b）所示，旋转方向按右手螺旋法则规定，四指顺着轴的旋转方向，拇指与坐标轴同方向为轴的正旋转，反之为轴的反旋转，图中A、B、C分别代表围绕X、Y、Z三根坐标轴的旋转方向。

. w r$ ?3 c' N+ t8 B$ N& f

图1  右手直角坐标系

( l5 }9 e1 A( ]/ l8 N; o1 e

3）坐标轴正负的规定　使刀具与工件之间距离增大的方向规定为轴的正方向，反之为轴的反方向。 " E% Z6 Q9 c; Y8 h% V7 z7 T1 y

2. 机床坐标轴的确定方法 3 k* i, e1 W/ a. X9 V

Z轴表示传递切削动力的主轴，X轴平行于工件的装夹平面，一般取水平位置，根据右手直角坐标系的规定，确定了X和Z坐标轴的方向，自然能确定Y轴的方向。

1）车床坐标系 ) n6 s- t3 K( g" p2 Y" `4 B

) B7 O' a+ H- N, O9 I* E- F6 [

如图2所示，Z坐标轴与车床的主轴同轴线，刀具横向运动方向为X坐标轴的方向，旋转方向C表示主轴的正转。

. L' T, C L+ J' m; k

`$ z# r# d9 W& C3 J

* g+ ?( ?; j9 { C5 n0 x& I- ^

q0 R( }* x D3 X& H; [9 _3 O

图2　车床坐标系

1 r' w9 r: h7 D7 x) {

" ]/ [+ j1 W% B) L0 l$ }" W% x# A

2）立式铣床坐标系 ! M1 w3 I, J* C4 L" J! l# k

) A# Y3 u6 n9 e- c: u

如图3所示，Z坐标轴与立式铣床的直立主轴同轴线，面对主轴，向右为X坐标轴的正方向，根据右手直角坐标系的规定确定Y坐标轴的方向朝前。

$ S) [7 L, X, a

5 c0 @5 [8 R" \! y" x w

7 X' x4 Y; p% M4 Q f

图3　立铣床坐标系

) t& D2 E* f+ ? y9 x+ k7 u5 I

7 [# x( V6 }3 @; `1 O0 t, _& K

2 ~. A& i9 l; Z2 M, X/ z

3）卧式铣床坐标系 3 k' G% x' P& R+ a7 e$ J! C _- w

1 a5 L+ ]1 w( O, f

如图4所示，Z坐标轴与卧式铣床的水平主轴同轴线，面对主轴，向左为X坐标轴的正方向，根据右手直角坐标系的规定确定Y坐标轴的方向朝上。

图4　卧铣床坐标系

k i9 n4 S4 k' k" j/ F* f