数控机床的坐标系统

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1 坐标系
+ k: I2 I. M+ I# m$ d/ Y. t5 }0 k1.机床的坐标系统，包括所有实际存在的机床轴。
2.参考点、刀具和托盘交换点由机床坐标系确定。机床坐标系包括坐标系、坐标原点、运动方向。
3.ISO对数控机床的坐标系统的规定如下：采用笛卡尔直角坐标系，右手定则。
( w& c* j7 {- ?1 L  v& J) S5 Z
图1  右手直角笛卡尔坐标系
2 坐标轴及其运动方向命名原则
& ?! @) O! N0 N$ m$ w2 K1.不论机床的具体结构是工件静止、刀具运动，还是工件运动、刀具静止，数控机床的坐标运动指的是刀具相对于工件的运动,
2.即规定以工件为基准，假定工件不动，刀具运动的原则。
5 B; j3 V/ }2 ?; N  j5 g3.即以刀具的运动轨迹来编程。
4.机床运动部件运动方向的规定：机床坐标系位置与机床类型有关，JB3051——82规定，增大工件与刀具之间距离的方向是机床运动的正方向。
- x2 I4 X$ w" O3 ^
a)数控车床         b) 立式数控镗铣床      c) 卧式数控镗铣床
! Q; n. G7 Q' S9 i4 p图2  数控机床的坐标轴及其运动方向
9 f; C7 I$ ^& H  q$ B(1)Z轴坐标运动的定义
- f1 _- V) J, G1 _* L( N& hZ 轴：平行于机床主轴的坐标轴。
正方向：为从工作台到刀具夹持的方向，即刀具远离工作台的运动方向。
8 E1 j/ x0 C$ D3 W' j(2)X轴坐标运动的定义
0 g. C; X$ i) u' W: r4 M' n8 Q0 e1)对工件旋转机床(车、磨)
+ v3 ?8 r( O7 e8 rX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。
2)对刀具旋转机床(铣、钻)
立式：
: a/ i8 G8 {0 U  rX轴：为水平的、平行于工件装夹面的坐标轴；正方向：从主轴向立柱看，立柱右方为正。
; \$ j8 @* E+ u1 V/ T: ?/ I卧式：
; G7 y, I, T4 T. D  pX轴:为水平的、平行于工件装夹平面的坐标轴；正方向：从主轴向工件看，工件右方为正。
(3)Y轴坐标运动的定义
Y轴的正方向则根据X和Z轴按右手法则确定。
2 J8 _+ {# f8 s0 v, q4 q(4)旋转轴坐标运动的定义
旋转坐标轴A、B和C的正方向相应地在X、Y、Z坐标轴正方向上，按右手螺纹前进的方向来确定。
) p; X8 K: J6 l6 Y5.工件坐标系可以在工件坐标系中描述工件的几何形状，即NC程序中的数据要参照工件坐标系。
4 i. p9 N, E# d. ~3 m7 T
图3  工件坐标系                        图4  车床坐标系

图5  立式铣床坐标系                   图6  卧式铣床坐标系
% b0 w3 x, {' y3 坐标原点
在NC机床上可以确定不同的原点和参考点位置，这些参考点的作用：
( w  i# r, v. `8 m0 ?: O( O1.用于机床定位；
2.对工件尺寸进行编程。它们是：
1 [9 C# c4 d; e$ a& j0 `& F! ~(1)机床原点(M)(Machine Origin或home position)是建立测量机床运动坐标的起始点。
$ e! d# f" G( ^' v* x(2)机床参考点(R)(reference point)用行程开关设置的一个物理位置，与机床原点的相对位置是固定的，机床出厂之前由机床制造商精密测量确定,一般来说，加工中心的参考点为机床的自动换刀位置。

. C. x# R1 k% h7 t, s5 l. Q图7  机床坐标系
(3)程序原点(W)
9 E* G% H3 j. {0 ]程序原点：又称工件原点(Part Origin)
工件坐标系：以工件原点为坐标原点建立起来的直角坐标系。
是编程员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点。
(4)装夹原点：Fixture Origin (又称卡盘零点)，可以与工件原点重合。

5 o8 G' n5 S: W0 g/ J; p. n: b, D图8  数控车床                                图9  数控镗铣床
4 绝对坐标和相对坐标
1.绝对坐标表示法：将刀具运动位置的坐标值表示为相对于坐标原点的距离，这种坐标的表示法称之为绝对坐标表示法。如图10所示。大多数的数控系统都以G90指令表示使用绝对坐标编程。

9 _4 [& w4 r. J  c  y图10  绝对坐标表示法

" b, u2 L9 b: Q$ s图11  相对坐标表示法
2.相对坐标表示法：将刀具运动位置的坐标值表示为相对于前一位置坐标的增量，即为目标点绝对坐标值与当前点绝对坐标值的差值，这种坐标的表示法称之为相对坐标表示法。如图11所示。大多数的数控系统都以G91指令表示使用相对坐标编程，有的数控系统用X、Y、Z表示绝对坐标代码，用U、V、W表示相对坐标代码。在一个加工程序中可以混合使用这二种坐标表示法编程。
文章关键词： 数控机床