数控机床的坐标系统

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1 坐标系
1.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 _# R$ |$ i+ F9 q3.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。

* d: Z" [1 ]# X/ \) X) @2 q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
1.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,
% `# `* V- s. ?! ]5 S2.即规定以工件为基准，假定工件不动，刀具运动的原则。
  C: O) Q) ^* m* q, S3.即以刀具的运动轨迹来编程。
5 c5 F. ^3 F, I0 l2 y0 V2 @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。
8 V, j/ Z5 X/ C+ x
: Q! T4 ]4 W2 ja)数控车床         b) 立式数控镗铣床      c) 卧式数控镗铣床
! R" L! w5 E, R9 b8 l2 Q图2  数控机床的坐标轴及其运动方向
5 {" E8 f  i* h(1)Z轴坐标运动的定义
Z 轴：平行于机床主轴的坐标轴。
: F, k( q, A1 R$ Q# Q$ }! e/ |# S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。
/ N# y  {4 |; \* p, n, l& P( B(2)X轴坐标运动的定义
4 L1 g: j6 z% _  P8 Q1)对工件旋转机床(车、磨)
* W: \7 n! W- i/ i$ k, HX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：
# _$ O- t% A$ w" U  d1 MX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。
2 ]+ y1 W8 L4 ?  y' y(3)Y轴坐标运动的定义
  X& ~( `; |2 aY轴的正方向则根据X和Z轴按右手法则确定。
" R0 X$ ?0 {, x' Y0 m) p# e. D/ H8 z(4)旋转轴坐标运动的定义
& h( O4 h$ g! \3 s4 t7 X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。
& M6 _7 [: W5 K" T) y9 ~( N5 C+ c5.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。

7 j$ N" c$ L# v" L# X  w图3  工件坐标系                        图4  车床坐标系
+ E, x5 ?0 R3 \( B" o2 r
. ?2 W! c9 R' g9 P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；
! w$ _( X* j. W0 Q$ H2.对工件尺寸进行编程。它们是：
1 \, w. z4 `4 b(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。

7 b5 d6 S9 [- l# k9 }. N" [图7  机床坐标系
+ y5 H8 H9 C* j& ?% e# ^(3)程序原点(W)
, s% H$ c+ b$ ]) O: _8 z& N% O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。
! Z" u) p2 _; K6 B9 j7 ]5 l(4)装夹原点：Fixture Origin (又称卡盘零点)，可以与工件原点重合。

7 `8 y8 ~8 I1 Y$ }. H; A2 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。

: e' x8 E" _  p图10  绝对坐标表示法

/ D% W  R( B! e) l5 X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。
9 T# m. Q) q$ f( U8 m文章关键词： 数控机床