數(shù)控機床的坐標系

關于數(shù)控機床的坐標系2數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟數(shù)控編程是指從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全部工作過程。編程工作主要包括：（1）分析零件圖樣和制定工藝方案（2）數(shù)學處理（3）編寫零件加工程序（4）程序檢驗分析零件圖樣和制定工藝方案

數(shù)

學

處

理

編

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程

序

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序

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驗修改第2頁,共35頁，2024年2月25日，星期天32、數(shù)控程序編制的方法數(shù)控加工程序的編制方法主要有兩種：手工編制程序和自動編制程序。（1）手工編程手工編程指主要由人工來完成數(shù)控編程中各個階段的工作。零件圖樣工藝人員夾具表機床表刀具表工藝規(guī)程編程人員加

工

程

序

初

稿加工程序修改編程手冊第3頁,共35頁，2024年2月25日，星期天4數(shù)控機床在加工時，坐標系頁面上一般都顯示四個坐標系：相對坐標系、剩余坐標系、絕對坐標系（工件坐標系）和機床坐標系。在數(shù)控編程時，需要重點掌握和了解的是機床坐標系和工件坐標系。

1.機床坐標系 機床坐標系是機床上固有的坐標系，它是制造、調(diào)整機床的基礎，也是建立工件坐標系的基礎。機床坐標系在出廠前已經(jīng)調(diào)整好，一般情況下，不允許用戶進行變動。機床坐標系的原點(一般用M表示)也叫機床零點。機床零點M是建立其它坐標系的基準。不同的機床，機床的零點的位置也不同。機床零點一般不能直接測量，所以在設計機床時就設定一個與機床零點有固定位置關系的點，這個點叫機床參考點（一般用R表示），通過讓機床返回參考點來建立起數(shù)控機床的坐標系。 第4頁,共35頁，2024年2月25日，星期天5機床原點的設置

機床原點是指在機床上設置的一個固定點，即機床坐標系的原點。它在機床裝配、調(diào)試時就已確定下來，是數(shù)控機床進行加工運動的基準參考點。（1）數(shù)控車床的原點在數(shù)控車床上，機床原點一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點處。同時，通過設置參數(shù)的方法，也可將機床原點設定在X、Z坐標的正方向極限位置上。

第5頁,共35頁，2024年2月25日，星期天6機床參考點機床參考點是用于對機床運動進行檢測和控制的固定位置點。機床參考點的位置是由機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關精確調(diào)整好的，坐標值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點對機床原點的坐標是一個已知數(shù)。通常在數(shù)控銑床上機床原點和機床參考點是重合的；而在數(shù)控車床上機床參考點是離機床原點最遠的極限點。下圖為數(shù)控車床的參考點與機床原點。

第6頁,共35頁，2024年2月25日，星期天7編程坐標系編程坐標系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標系。編程坐標系一般供編程使用，確定編程坐標系時不必考慮工件毛坯在機床上的實際裝夾位置。如下圖所示，其中O2即為編程坐標系原點。第7頁,共35頁，2024年2月25日，星期天8

編程原點是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標系的原點。編程原點應盡量選擇在零件的設計基準或工藝基準上，編程坐標系中各軸的方向應該與所使用的數(shù)控機床相應的坐標軸方向一致，如下圖所示為車削零件的編程原點。第8頁,共35頁，2024年2月25日，星期天9加工坐標系1、加工坐標系的確定

加工坐標系是指以確定的加工原點為基準所建立的坐標系。加工原點也稱為程序原點，是指零件被裝夾好后，相應的編程原點在機床坐標系中的位置。第9頁,共35頁，2024年2月25日，星期天102、加工坐標系的設定

在機床坐標系中直接設定加工原點。例：以下圖為例，在配置FANUC-OM系統(tǒng)的立式數(shù)控銑床上設置加工原點03。（1）加工坐標系的選擇編程原點設置在工件軸心線與工件底端面的交點上。設工作臺工作面尺寸為800mm×320mm，若工件裝夾在接近工作臺中間處，則確定了加工坐標系的位置，其加工原點03就在距機床原點O1為X3、Y3、Z3處。并且X3=-345.700mm,Y3=-196.220mm,Z3=-53.165mm。（2）設定加工坐標系指令1）G54～G59為設定加工坐標系指令。G54對應一號工件坐標系，其余以此類推?？稍贛DI方式的參數(shù)設置頁面中，設定加工坐標系。如對已選定的加工原點O3，將其坐標值X3=-345.700mm,Y3=-196.220mm,Z3=-53.165mm第10頁,共35頁，2024年2月25日，星期天11數(shù)控機床的坐標系

坐標軸的運動方向及其命名

統(tǒng)一規(guī)定數(shù)控機床坐標軸及其運動的方向，可使編程方便，并使編出的程序?qū)ν愋蜋C床有通用性。同時也給

維修和使用帶來極大的方便。ISO和我國都擬定了命名的標準。第11頁,共35頁，2024年2月25日，星期天12

進給運動坐標系

ISO和中國標準規(guī)定：數(shù)控機床的每個進給軸(直線進給、圓進給)定義為坐標系中的一個坐標軸。數(shù)控機床坐標系統(tǒng)標準：右手笛卡兒坐標系統(tǒng)；第12頁,共35頁，2024年2月25日，星期天13基本坐標系：直線進給運動的坐標系（X.Y.Z）。坐標軸相互關系：由右手定則決定?；剞D(zhuǎn)坐標：繞X.Y.Z

軸轉(zhuǎn)動的圓進給坐標軸分別用A.B.C表示，坐標軸相互關系由右手螺旋法則而定。XYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY+C+B+A第13頁,共35頁，2024年2月25日，星期天14坐標軸方向：定義為刀具相對工件運動的方向。編程時不必知道機床運動的具體配置，就能正確地進行編程。附加坐標軸：平行于基本坐標系中坐標軸的進給軸，用U.V.W表示。第14頁,共35頁，2024年2月25日，星期天15Z坐標（軸）方位Z坐標平行主軸軸線的進給軸。沒有主軸或有多個主軸：垂直于工件裝夾面的方向為Z坐標。主軸能擺動：在擺動的范圍內(nèi)只與標準坐標系中的某一坐標平行時，則這個坐標便是Z坐標；若在擺動的范圍內(nèi)與多個坐標平行，則取垂直于工件裝夾面的方向為Z坐標。第15頁,共35頁，2024年2月25日，星期天16立式5軸數(shù)控銑床的坐標系Z坐標正方向規(guī)定：刀具遠離工件的方向。+Z+Z第16頁,共35頁，2024年2月25日，星期天17+Z第17頁,共35頁，2024年2月25日，星期天18X坐標

在刀具旋轉(zhuǎn)的機床上（銑床、鉆床、鏜床等）。Z軸水平（臥式），則從刀具(主軸)向工件看時，X坐標的正方向指向右邊。+Z+X第18頁,共35頁，2024年2月25日，星期天19Z軸鉛直（立式）：單立柱機床，從刀具向立柱看時，X的正方向指向右邊；+Z立式5軸數(shù)控銑床的坐標系+Z+X+X第19頁,共35頁，2024年2月25日，星期天20+ZZ軸鉛直（立式）：雙立柱機床(龍門機床)，從刀具向左立柱看時，

X軸的正方向指向右邊。+X第20頁,共35頁，2024年2月25日，星期天21在工件旋轉(zhuǎn)的機床上（車床、磨床等），X軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向溜板，且刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是X軸的正方向。+Z+X第21頁,共35頁，2024年2月25日，星期天22Y坐標利用已確定的X、Z坐標的正方向，用右手定則或右手螺旋法則，確定Y坐標的正方向。右手定則：大姆指指向+X，中指指向+Z，則+Y方向為食指指向。右手螺旋法則：在XZ平面，姆指之外四指從Z抓向X，姆指所指的方向為+y。第22頁,共35頁，2024年2月25日，星期天23立、臥式數(shù)控銑床+Z+X+Z+X+Y+Y第23頁,共35頁，2024年2月25日，星期天24+Z+X+Y立式5軸聯(lián)動數(shù)控銑床+Z+X+Y龍門數(shù)控銑床第24頁,共35頁，2024年2月25日，星期天25+Z+Y+Z+Y/+C+A+C5.回轉(zhuǎn)坐標A、B、C+X+X第25頁,共35頁，2024年2月25日，星期天26立式5軸數(shù)控銑床的坐標系+Z+X+Y+A+C+W6.輔助坐標U、V、W

第26頁,共35頁，2024年2月25日，星期天27二、機床坐標系與工件坐標系編程總是基于某一坐標系統(tǒng)的，因此，弄清楚數(shù)控機床坐標系和工件坐標系的概念及相互關系是至關重要的。第27頁,共35頁，2024年2月25日，星期天28機床原點與機床坐標系機床原點機床坐標系的零點。這個原點是在機床調(diào)試完成后便確定了，是機床上固有的點。機床原點的建立：用回零方式建立。機床原點建立過程實質(zhì)上是機床坐標系建立過程第28頁,共35頁，2024年2月25日，星期天29機床坐標系以機床原點為坐標系原點的坐標系，是機床固有的坐標系，它具有唯一性。機床坐標系是數(shù)控機床中所建立的工件坐標系的參考坐標系。注意：機床坐標系一般不作為編程坐標系，僅作為工件坐標系的參考坐標系。第29頁,共35頁，2024年2月25日，星期天30工件原點與工件坐標系工件原點：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點或與之相關的點。該點也可以是對刀點重合。工件坐標系：以工件原點為零點建立的一個坐標系，編程時，所有的尺寸都基于此坐標系計算。工件原點偏置：工件隨夾具在機床上安裝后，工件原點與機床原點間的距離?，F(xiàn)代數(shù)控機床均可設置多個工件坐標系，在加工時通過G指令進行轉(zhuǎn)換。第30頁,共35頁，2024年2月25日，星期天31Y軸偏置量X軸偏置量工件原點Z軸偏置量Y軸機床原點X軸Z軸臥式數(shù)控機床的坐標系X軸Z軸偏置量Y軸Y軸偏置量X軸偏置量機床原點工件原點立式數(shù)控機床的坐標系Z軸第31頁,共35頁，2024年2月25日，星期天32三、絕對坐標編程和相對坐標編程定義絕對坐標編程：工件所有點的坐標值基于某一坐標系（機床或工件）零點計量的編程方式。相對坐標編程：運動軌跡的終點坐標值是相對于起點計量的編程方式（增量坐標編程）。第32頁,共35頁，2024年2月25日，星期天