数控机床的坐标系统

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1 坐标系
  Y+ M/ u3 Q) Q' k8 e' B" m1.机床的坐标系统，包括所有实际存在的机床轴。
" s$ F0 g3 l* r" N  T* S7 l2.参考点、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。

3 E- ]1 e5 h0 b) T% K) t+ ?) a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
' C+ a* z( F2 x1.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,
. u4 ^) P4 G- f" O2.即规定以工件为基准，假定工件不动，刀具运动的原则。
# z0 J: e. b' w& g) \3.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。
/ a. c7 e2 E, i0 Z
a)数控车床         b) 立式数控镗铣床      c) 卧式数控镗铣床
图2  数控机床的坐标轴及其运动方向
(1)Z轴坐标运动的定义
, L6 [: L: ~/ B6 HZ 轴：平行于机床主轴的坐标轴。
. i! U( M% H3 Z1 U6 A$ j1 c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。
- D$ w) Z0 P! E" ~- i(2)X轴坐标运动的定义
* Y, `/ c7 j  d9 c; ]6 T1)对工件旋转机床(车、磨)
X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。
& O' q; i/ ~; s9 p% \0 e0 d+ B2)对刀具旋转机床(铣、钻)
立式：
! t* V) x% T+ |- R% B% F6 zX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。
卧式：
X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。
4 P1 V. F( X. _7 l0 d(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。
. i2 l; N$ L/ v! I5.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。
. K) Y$ Y- ?' ?8 r7 ~2 J# R
, _9 d1 W3 t9 @5 h  p; A, i图3  工件坐标系                        图4  车床坐标系

* X( R* T" h7 T% e1 E+ a4 F图5  立式铣床坐标系                   图6  卧式铣床坐标系
3 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：
1.用于机床定位；
2.对工件尺寸进行编程。它们是：
(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。
(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。

4 w: X" e. t5 S# A+ D图7  机床坐标系
$ O" O# C. Z6 u, E5 W: A(3)程序原点(W)
, i8 X! s. s4 t程序原点：又称工件原点(Part Origin)
% I; x+ r! D3 M& O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。
# b  q0 v6 U8 W是编程员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点。
2 A- o- K8 Y2 j' e+ @+ l(4)装夹原点：Fixture Origin (又称卡盘零点)，可以与工件原点重合。
( w7 D* ]* b( }" e
, T( ?" {& Y" q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。
5 Q$ O/ Z9 c& u' s4 Z( k
图10  绝对坐标表示法

4 e# \( c% U( L& c图11  相对坐标表示法
0 h. ?& j, v  [! |3 h/ k5 [. o2.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。
2 N8 [" Z1 x2 w+ K. ?. ?6 z6 \文章关键词： 数控机床