数控机床的坐标系统

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1 坐标系
, D  K4 \- }6 o  F1.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。
$ R; }9 }0 W) _2 S* q# @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。
" N7 n) y; X) \) N
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 y% `% c& p* Y  L1.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 ?! @2 ]( h5 N- w) b$ r! n' E3.即以刀具的运动轨迹来编程。
+ G9 F7 H0 j" _7 Q+ _6 o0 ~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。

3 @0 {' i/ i7 C+ i2 K/ ja)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
5 T1 k" z. D# y1 j" ^8 G/ C) gZ 轴：平行于机床主轴的坐标轴。
7 N4 {: f4 d) h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 ]3 m* [$ i: Z) A4 `+ `% {- S(2)X轴坐标运动的定义
1 v0 \. @, \/ K  S: T0 R6 O' a1)对工件旋转机床(车、磨)
" r8 H0 @6 C: w- L" @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)对刀具旋转机床(铣、钻)
立式：
% `/ r( x, q+ d: H: w' D, E" fX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：
9 B+ Z7 f7 J' v; F4 B  nX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。
( t- A! }  ]3 A2 m(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)旋转轴坐标运动的定义
# l2 D' T$ N4 u1 g9 |( {8 j/ E" t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。
5.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。

6 B! s0 ?& v) [图3  工件坐标系                        图4  车床坐标系
) x+ W' z- \9 N5 Y
图5  立式铣床坐标系                   图6  卧式铣床坐标系
8 a# J1 L( h. i3 ^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：
0 _" e. Y& }# B% ]* t0 r3 N4 f1.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。
/ i% i8 Y) ~% w5 l, e- t$ [  H
( a; I5 N9 C; u* z( U图7  机床坐标系
(3)程序原点(W)
. K4 i# y, \% B1 d- I( n! X9 D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。
" S7 U; E6 a+ y是编程员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点。
( p$ c% \* V, Z& Q) e+ c- o(4)装夹原点：Fixture Origin (又称卡盘零点)，可以与工件原点重合。
! t# c0 A, u' T% K) s% E" E
图8  数控车床                                图9  数控镗铣床
4 绝对坐标和相对坐标
% {& T4 d9 X7 |: s1.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。
$ J, N  J8 v$ a  n0 g. b8 J
图10  绝对坐标表示法
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图11  相对坐标表示法
" D* c1 W2 N5 l5 v% `5 ^8 K& 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。
文章关键词： 数控机床