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。
7 d" `  X9 {4 p7 R& L* T3.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。

图1  右手直角笛卡尔坐标系
& U2 g8 X3 k! j/ C) g2 坐标轴及其运动方向命名原则
: ~8 f  l4 ^: Z& x' a$ R4 {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,
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。
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。
" q5 F2 z: }1 C1 w! Z3 c
9 C2 U# _" z0 o0 h; p# l$ Ra)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
$ E( e% S) k5 l7 G9 F. ?4 DZ 轴：平行于机床主轴的坐标轴。
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)X轴坐标运动的定义
1 r6 [5 d7 V4 }1)对工件旋转机床(车、磨)
% h$ j9 o4 }6 {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)
2 ~( O1 P! ]( l! ^+ ^立式：
$ K4 X0 m6 |9 H$ s5 O3 l% W, pX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 _8 }$ |& a+ B; B(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。
- ~, n6 D, q- f(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。
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。

图3  工件坐标系                        图4  车床坐标系

5 U- m0 G- i8 o& u5 E& G2 l图5  立式铣床坐标系                   图6  卧式铣床坐标系
+ u9 m$ H; o- ~( z* l8 R1 Q5 B3 @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：
$ o/ }1 R2 a: C5 a1.用于机床定位；
3 F: e! C, s6 q) f2.对工件尺寸进行编程。它们是：
: \1 k# m$ C* m& }- `' p(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。
$ G( |8 C& `  m& l
5 V' I/ X* \% ~图7  机床坐标系
0 F3 J$ ^) t' z1 A! ?; w(3)程序原点(W)
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。
(4)装夹原点：Fixture Origin (又称卡盘零点)，可以与工件原点重合。

( `0 O% B/ T; g图8  数控车床                                图9  数控镗铣床
: A; b# W& i& t( r) G4 绝对坐标和相对坐标
# J/ c& I" @  L1.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。

! S! _6 \- L. q/ }1 t2 U图10  绝对坐标表示法

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。
) ^) \! K4 v; N' [文章关键词： 数控机床