数控机床的坐标系---杜刚

1、 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 - - - 杜刚 一、数控机床坐标系的作用一、数控机床坐标系的作用四、机床坐标系与工件坐标系的关系四、机床坐标系与工件坐标系的关系(难点难点)三、坐标轴运动方向的确定三、坐标轴运动方向的确定(重点重点)二、机床坐标系确定原则二、机床坐标系确定原则一、数控机床坐标系的作用一、数控机床坐标系的作用 为了确定机床的运动方向和运动距离，必须在机床上建立坐标为了确定机床的运动方向和运动距离，必须在机床上建立坐标系，以描述系，以描述刀具刀具和工件工件的的相对位置相对位置及其及其变化关系变化关系。n大拇指为x轴，n食指为Y轴，n中指为z轴。1 1）伸出右手的大拇指、食指和

2、中指，并互为）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为9090，指向为正方向。则大拇指代，指向为正方向。则大拇指代表表X X坐标，食指代表坐标，食指代表Y Y坐标，中指代表坐标，中指代表Z Z坐标。坐标。2) 2) 围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向 。二、二、机床坐标系机床坐标系（标准坐标系标准坐标系）的规定）的规定 标准坐标系采用标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则右手直角笛卡儿定则数控机床坐标系确定原则： 1 1、刀具相对静止工件而运动的原则、刀具相对静止工件而运动的

3、原则 假设：工件固定，刀具相对工件运动。这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就能根据零件图样确定机床的加工过程。 2 2、刀具远离工件的方向为坐标轴正方向。、刀具远离工件的方向为坐标轴正方向。三、坐标轴运动方向的确定1 1、X X、Y Y、Z Z坐标轴与正方向的确定坐标轴与正方向的确定 判定顺序是：先判定顺序是：先Z轴，再轴，再X轴，最后按右手定则判定轴，最后按右手定则判定Y轴。轴。（1 1）Z Z坐标轴坐标轴 1 1）Z Z坐标轴的运动由坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定传递切削力的主轴决定，与主轴平，与主轴平行的标准坐标轴为行的标准坐标轴为Z Z坐标轴，其正

4、方向为增加刀具和工件坐标轴，其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。之间距离的方向。（2）X X坐标轴坐标轴 1 1）X X坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面。2 2）对于）对于工件旋转的机床工件旋转的机床（车床、磨床车床、磨床），），X X坐标的方向在工件的坐标的方向在工件的径向上径向上，并且平行与横滑座，并且平行与横滑座，刀具离开工件回转中心的方向为刀具离开工件回转中心的方向为X X坐坐标的正方向标的正方向。3 3）对于）对于刀具旋转的机床刀具旋转的机床（铣床铣床），），若若Z Z坐标轴是垂直的坐标轴是垂直的（立式铣立式铣床床），），X X坐标

5、轴的正方向指向右方。坐标轴的正方向指向右方。（3 3）Y坐标轴 根据根据X X、Z Z坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定。坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定。注：注：如在X、Y、Z主要直线运动之外还有第二组平行于它们的运动，可分别将它们坐标定为U、V、W。 b 刀架后置式刀架后置式a 刀架前置式刀架前置式四 机床坐标系与工件坐标系(难点难点)(1)机床坐标系与机床原点 机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基本坐标系，机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基本坐标系，是确定刀具是确定刀具( (刀架刀架) )或工件或工件( (工作台工作台) )位置的参考系，并

6、建立在机床原点上位置的参考系，并建立在机床原点上。而机床。而机床原点一般设定在各轴正方向上的极限位置。原点一般设定在各轴正方向上的极限位置。2工件坐标系与工件坐标系原点(1)(1)工件坐标系工件坐标系编程人员在编程时设定的坐标系编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系。，也称为编程坐标系。(2)(2)工件坐标系原点工件坐标系原点 也称为工件原点或编程原点，由编程人员根据编程计算方便性、也称为工件原点或编程原点，由编程人员根据编程计算方便性、机床调整方便性、对刀方便性、在毛坯上位置确定的方便性等具体机床调整方便性、对刀方便性、在毛坯上位置确定的方便性等具体情况定义在工件上的几何基准点，一般

7、为零件图上最重要的设计基情况定义在工件上的几何基准点，一般为零件图上最重要的设计基准点。准点。 工件坐标系与机床坐标系坐标轴方向一致，原点不同。工件坐标系与机床坐标系坐标轴方向一致，原点不同。(a) 数控车床数控车床 (b) 数控铣床数控铣床工件原点选择：工件原点选择：n1.1.与设计基准一致与设计基准一致n2.2.尽量选在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面尽量选在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面n3.3.最好在工件的对称中心上最好在工件的对称中心上n4.4.要便于测量和检测要便于测量和检测小 结： 机床坐标系机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的是机床上固有的坐标系，是用来确定工件

8、坐标系的基本坐标系，基本坐标系，是确定刀具是确定刀具( (刀架刀架) )或工件或工件( (工作台工作台) )位置的参考系。位置的参考系。 确定数控机床坐标系时总是确定数控机床坐标系时总是假设工件固定，刀具相对工假设工件固定，刀具相对工件运动件运动。标准坐标系采用。标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则右手直角笛卡儿定则判断，判断，直线坐直线坐标轴标轴X X、Y Y、Z Z的判定顺序是：的判定顺序是：先先Z Z轴，再轴，再X X轴，最后按右手定轴，最后按右手定则判定则判定Y Y轴轴。Z Z坐标轴坐标轴的运动的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴平行的标由传递切削力的主轴决定，与主轴平行的标准坐标轴为准坐

9、标轴为Z Z坐标轴坐标轴; ;X X坐标轴坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面的运动是水平的，它平行于工件装夹面; ;Y Y坐标轴坐标轴根据根据X X、Z Z坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定. .各坐标轴的正方向为各坐标轴的正方向为增加刀具和工件之间距离的方向增加刀具和工件之间距离的方向； 机床坐标系原点机床坐标系原点是指在机床上设置的一个固定点，是数控是指在机床上设置的一个固定点，是数控机床进行加工运动的基准参考点；机床进行加工运动的基准参考点； 机床参考点机床参考点对机床原点的坐标是已知值，既可根据机床对机床原点的坐标是已知值，既可根据机床参考点