数控机床的坐标系统

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1 坐标系
5 G1 l5 B  s' `. |6 e1.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。
. K: b+ C" }6 x* v7 C2 i, }) L3.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。
' |4 \) l% w5 V" F2 F- F+ {
, ^/ h1 w1 ~; e$ B1 ]图1  右手直角笛卡尔坐标系
4 M& x! J! p. @1 q2 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,
. f; G! M3 H3 J; @6 ~2 ?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。

& b& Z6 c+ ^. ]1 m8 P" ya)数控车床         b) 立式数控镗铣床      c) 卧式数控镗铣床
6 r- [7 j7 V: \' C1 B3 v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
& P, Z7 D* z2 Y0 FZ 轴：平行于机床主轴的坐标轴。
0 W+ f+ `* d5 O( X' ?  z+ C1 X% F* _- o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。
' a, b) I7 T9 I(2)X轴坐标运动的定义
1)对工件旋转机床(车、磨)
1 n8 w* C/ ?4 mX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)
5 B/ _) k0 d8 b1 n% k# J8 `立式：
- r( g6 V# ]' Y) xX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)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
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。
/ K  p9 Z' ^, [: f7 }5 [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

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：
/ E6 m0 X% U& c- z( Q& l5 S2 E1.用于机床定位；
: ~. @( ?& x/ }. `3 ^/ M2.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。

图7  机床坐标系
(3)程序原点(W)
( h" e- e  {* ^; G6 I( i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。
/ k5 l( b  T7 }' I% l7 Y( N(4)装夹原点：Fixture Origin (又称卡盘零点)，可以与工件原点重合。
; m) a0 U& Z9 m& ?& r6 X8 T
图8  数控车床                                图9  数控镗铣床
4 ]& z! B, y9 o4 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

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。
文章关键词： 数控机床