数控机床的坐标系统

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1 坐标系
1 g2 z* i5 j( k1.机床的坐标系统，包括所有实际存在的机床轴。
" D7 z% T$ a' G- c! |& N2 g# ?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。

$ B5 ~0 a5 d" x$ s# u( |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 S* O% A6 K$ e1.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。
3.即以刀具的运动轨迹来编程。
1 I0 L/ l+ C' v/ g. n1 I( ?2 b4.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。
4 _5 u, j# h7 @3 u% W$ k" h% H  _+ X
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
# b" U7 v: _$ j2 I; y! b, |Z 轴：平行于机床主轴的坐标轴。
- C. T7 k$ _; `) {5 }6 e: P# J& U* E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。
2 r# a3 `6 m5 P4 L(2)X轴坐标运动的定义
1)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。
2 `; H1 n4 `/ u# k0 s% m2)对刀具旋转机床(铣、钻)
立式：
X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：
+ ^! m1 W# M9 J$ e: ^2 z" lX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。
  Q& s. t" l9 F- D1 O" g(3)Y轴坐标运动的定义
% f' G. F6 ^1 S$ R: w  nY轴的正方向则根据X和Z轴按右手法则确定。
(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。
0 }- [& `1 I+ Q6 v0 `% A; e5.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。
( E! N; U6 m- y0 w& B4 w4 x2 K3 F2 d
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
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：
/ z* c5 r, u( a" ]1.用于机床定位；
  a( m8 \4 z/ `* x# r8 I2.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。

2 _* R: ?- O5 H4 \% R4 J, H图7  机床坐标系
(3)程序原点(W)
/ {7 I0 n+ @* E* h/ k$ n+ x程序原点：又称工件原点(Part Origin)
* s5 T1 V$ V3 E- }+ E6 l6 _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。
' M! Y0 x$ w' j! l' N& o5 @" i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。

9 T& z( [1 U4 v7 M5 m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。

图10  绝对坐标表示法
" _! L# ^# }( Y6 x6 }. x
图11  相对坐标表示法
' M. `' q6 S! M2 _4 d: g: y# L2.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。
! b/ ]1 k/ R" }文章关键词： 数控机床