第二章坐标系

1、1 一、机床坐标轴一、机床坐标轴 二、机床、工件坐标系、二、机床、工件坐标系、 机床、工件零点与参考点机床、工件零点与参考点 三、编程坐标系、程序原点三、编程坐标系、程序原点2一、机床坐标轴一、机床坐标轴 ( (一一) ) 机床坐标轴的命名机床坐标轴的命名 所谓坐标轴所谓坐标轴, ,是指在机械装备中是指在机械装备中, ,具体位移具体位移( (线位移线位移或角位移或角位移) ) 控制和速度控制功能的运动轴。为了简化编程控制和速度控制功能的运动轴。为了简化编程的方法和保证程序的通用性，对数控机床的坐标和方向的的方法和保证程序的通用性，对数控机床的坐标和方向的命名制定了统一的标准，规定直线进给运动的

2、坐标轴用命名制定了统一的标准，规定直线进给运动的坐标轴用X X，Y Y，Z Z表示，常称基本坐标轴。表示，常称基本坐标轴。而而X X，Y Y，Z Z坐标轴的相互关系用右手定则决定，如下图所示：图坐标轴的相互关系用右手定则决定，如下图所示：图中大拇指的指向为中大拇指的指向为X X轴的正方向，食指指向为轴的正方向，食指指向为Y Y轴的正方向，中指轴的正方向，中指指向为指向为Z Z轴的正方向。围绕轴的正方向。围绕X X、Y Y、Z Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别轴旋转的圆周进给坐标轴分别用用A A、B B、C C表示，根据右手螺旋定则，以大拇指指向表示，根据右手螺旋定则，以大拇指指向+X+X，+Y+Y

3、，+Z+Z方向，则食指、中指等指向是圆周进给运动的方向，则食指、中指等指向是圆周进给运动的+A+A，+B+B，+C+C方向。方向。定义：定义：一般取传递切削动力的一般取传递切削动力的主轴轴线方向主轴轴线方向为为Z Z轴轴正方向：正方向：取取刀具远离工件的方向刀具远离工件的方向为正方向为正方向当机床有几个主轴时，选一个当机床有几个主轴时，选一个垂直工件装夹面垂直工件装夹面的主轴的主轴为为Z Z轴轴当机床没有主轴时，选与当机床没有主轴时，选与工件装夹相垂直工件装夹相垂直的直线为的直线为Z Z轴轴一、一、 数控机床坐标轴的规定数控机床坐标轴的规定对于铣床、镗床、钻对于铣床、镗床、钻床等是带动刀具旋转

4、床等是带动刀具旋转的轴；的轴；铣床铣床+z+z轴轴一、一、 数控机床坐标轴的规定数控机床坐标轴的规定车床车床Z Z轴方向的确定轴方向的确定 车床、磨床等是车床、磨床等是带动工件旋转的轴带动工件旋转的轴, ,其方向是平行于主轴其方向是平行于主轴轴线，远离工件方向轴线，远离工件方向为正方向。为正方向。一、一、 数控机床坐标轴的规定数控机床坐标轴的规定定义：定义： X X轴为轴为水平方向且垂直于水平方向且垂直于Z Z轴并平行于工件的装轴并平行于工件的装 夹面夹面。正方向：正方向：取取刀具远离工件的方向刀具远离工件的方向为正方向为正方向一、一、 数控机床坐标轴的规定数控机床坐标轴的规定u对于工件旋转的

5、机床对于工件旋转的机床（如车床、磨床等），（如车床、磨床等），X X坐标是工件的径向坐标是工件的径向且平行于横向拖板，且平行于横向拖板，刀具远离回转中心刀具远离回转中心是正向。是正向。卧式数控车床卧式数控车床一、一、 数控机床坐标轴的规定数控机床坐标轴的规定u对于对于刀具旋转的机床刀具旋转的机床（如铣、钻、镗床）（如铣、钻、镗床）一、一、 数控机床坐标轴的规定数控机床坐标轴的规定 当当Z Z轴水平时，沿刀轴水平时，沿刀具主轴向工件看，具主轴向工件看，X X轴的轴的正方向指向右边。正方向指向右边。立式数控机床立式数控机床+x+xu对于对于刀具旋转的机床刀具旋转的机床（如铣、钻、镗床）（如铣、钻、

6、镗床） Z Z轴为垂直方向轴为垂直方向 （ 立式主轴）立式主轴） a a对于单立柱机床对于单立柱机床，从刀具向立柱看时从刀具向立柱看时X X 轴的正方向指向右轴的正方向指向右边。边。11u对于对于刀具旋转的机床刀具旋转的机床（如铣、钻、镗床）（如铣、钻、镗床） Z Z轴为铅垂方向轴为铅垂方向 （ 立式主轴）立式主轴） b b对于双立柱机床（如对于双立柱机床（如龙门机床），当站在操作台龙门机床），当站在操作台一侧从主轴向左侧立柱看时一侧从主轴向左侧立柱看时，X X轴的正方向指向右边。轴的正方向指向右边。1213立、卧式数控铣床立、卧式数控铣床14龙门数控铣床龙门数控铣床15二、二、 机床坐标系、

7、机床原点、机床参考点机床坐标系、机床原点、机床参考点机床坐标系机床坐标系在数控机床上选定一个固定点在数控机床上选定一个固定点作为坐标系原点而建立的坐作为坐标系原点而建立的坐标系称为标系称为机床坐标系机床坐标系。也叫也叫标准坐标系或机械坐标系标准坐标系或机械坐标系。机床原点机床原点数控机床上选定的这个固定点称为数控机床上选定的这个固定点称为机床原点机床原点，它是机床坐，它是机床坐标系的原点，是数控机床进行加工运动的基准参考点。标系的原点，是数控机床进行加工运动的基准参考点。注意：注意：它是机床上的一个固定的点，由制造厂家确定。它是机床上的一个固定的点，由制造厂家确定。16机床原点机床原点数控车床

8、的机床原点数控车床的机床原点一般设在机床主轴轴一般设在机床主轴轴线与卡盘安装基准面线与卡盘安装基准面的交点上。的交点上。17机床参考点机床参考点是机床坐标系中一个固定不变的点，是用于对是机床坐标系中一个固定不变的点，是用于对机床工作台机床工作台( (或滑板或滑板) )与刀具相对运动的测量系统进行定标与刀具相对运动的测量系统进行定标与控制的点。与控制的点。 其位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精其位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中，确调整好的，坐标值已输入数控系统中，并记录在机床说并记录在机床说明书中明书中，用户不得更改。用户不得更改。 因

9、此因此机床参考点机床参考点作为机床坐标系的作为机床坐标系的测量起点测量起点，对机床，对机床原点的坐标是一个已知数。原点的坐标是一个已知数。二、二、 机床坐标系、机床原点、机床参考点机床坐标系、机床原点、机床参考点18机床参考点机床参考点数控车床上机床参考数控车床上机床参考点是离机床原点最远的点是离机床原点最远的极限点。极限点。数控铣床上机床原点数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的和机床参考点是重合的。 19机床参考点机床参考点 数控机床开机时，数控机床开机时，必须先确定机床原点，必须先确定机床原点，而确定机床原点的运动而确定机床原点的运动就是回参考点的操作，就是回参考点的操作，这样通过确认参

10、考点，这样通过确认参考点，就确定了机床原点。只就确定了机床原点。只有机床参考点被确认后，有机床参考点被确认后，机床原点才被确认，刀机床原点才被确认，刀具（或工作台）移动才具（或工作台）移动才有基准。有基准。 20二、工件坐标系、工件原点、对刀点、换刀点二、工件坐标系、工件原点、对刀点、换刀点工件坐标系工件坐标系在工件上选择一点作为坐标系原点而建立的坐标系称为工在工件上选择一点作为坐标系原点而建立的坐标系称为工件坐标系。件坐标系。工件原点工件原点工件坐标系的原点称为工件原点。工件坐标系的原点称为工件原点。注意：注意：工件坐标系的各个坐标轴必须与机床坐标系相应工件坐标系的各个坐标轴必须与机床坐标系

11、相应的坐标轴相平行。的坐标轴相平行。21(1)(1)应使工件原点与工件的尺寸基准重合；应使工件原点与工件的尺寸基准重合；(2)(2)当工件图中的尺寸容易换算成坐标值时，尽量直接当工件图中的尺寸容易换算成坐标值时，尽量直接 使用图纸尺寸作为坐标值；使用图纸尺寸作为坐标值；(3)(3)工件原点应该选在容易找正、在加工过程中容易测工件原点应该选在容易找正、在加工过程中容易测 量的位置；量的位置；(4)(4)工件原点的选择要尽量满足编程简单、尺寸换算较工件原点的选择要尽量满足编程简单、尺寸换算较 少、引起的加工误差小等条件。少、引起的加工误差小等条件。22数控车床上工件原点数控车床上工件原点一般设在主

12、轴中心线与一般设在主轴中心线与工件前端面、后端面、工件前端面、后端面、卡爪前端面的交点处卡爪前端面的交点处23数控铣床或加工中心数控铣床或加工中心上工件原点一般选在长上工件原点一般选在长方体零件上表面的左下方体零件上表面的左下角或中心处，或在圆柱角或中心处，或在圆柱体零件轴线与上平面的体零件轴线与上平面的交点处。交点处。 24二、工件坐标系、工件原点、对刀点、换刀点二、工件坐标系、工件原点、对刀点、换刀点对刀对刀是指零件被装夹到机床上之后，用某种方法获得工是指零件被装夹到机床上之后，用某种方法获得工件原点在机床坐标系中的位置（即工件原点的机床坐标件原点在机床坐标系中的位置（即工件原点的机床坐标

13、值）。值）。对刀点对刀点是工件坐标系与机床坐标系之间的联系点是工件坐标系与机床坐标系之间的联系点对对刀刀对刀点对刀点25对刀点对刀点对刀点可以设置在被加工零件上，也可以设置在夹具上对刀点可以设置在被加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上与零件定位基准有一定尺寸联系的某一位置。或机床上与零件定位基准有一定尺寸联系的某一位置。对刀点可与工件原点重合，也可以选在任何便于对刀之对刀点可与工件原点重合，也可以选在任何便于对刀之处，但该点与工件原点之间必须有确定的坐标联系。处，但该点与工件原点之间必须有确定的坐标联系。26(1)(1)尽量选在工件的设计基准或工艺基准上，以便于数尽量选在工件的设计基准或工艺

14、基准上，以便于数 学处理和简化程序编制；学处理和简化程序编制；(2)(2)在机床上找正容易，加工时便于检查和测量；在机床上找正容易，加工时便于检查和测量；(3)(3)引起的加工误差小。引起的加工误差小。27具体来说如下具体来说如下: : 当对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计当对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，基准或工艺基准上， 对于以孔定位的工件，一般取孔的中心作为对刀点。对于以孔定位的工件，一般取孔的中心作为对刀点。 可设在零件上或夹具上。可设在零件上或夹具上。 对刀点往往与工件原点重合。对刀点往往与工件原点重合。28工作原点工作原点x0对刀点的坐标

15、值对刀点的坐标值x机床原点机床原点对刀点对刀点y0 x1y1换刀点换刀点y29换刀点换刀点是刀架转位换刀时的位置。是刀架转位换刀时的位置。 换刀点往往设在工件的外部，以能顺利换刀、不碰换刀点往往设在工件的外部，以能顺利换刀、不碰撞工件和其他部件为准。撞工件和其他部件为准。 如在铣床上，常以机床参考点为换刀点；在加工中如在铣床上，常以机床参考点为换刀点；在加工中心上，以换刀机械手的固定位置点为换刀点；在车床上，心上，以换刀机械手的固定位置点为换刀点；在车床上，则以刀架远离工件的行程极限点为换刀点。选取的这些则以刀架远离工件的行程极限点为换刀点。选取的这些点，都是便于计算的相对固定点。点，都是便于

16、计算的相对固定点。换刀点换刀点30三、三、 编程坐标系、程序原点编程坐标系、程序原点编程坐标系编程坐标系是在工件图纸上建立的坐标系。是在工件图纸上建立的坐标系。编程坐标系编程坐标系的原点称为的原点称为程序原点程序原点。编程坐标系编程坐标系程序原点程序原点31程序原点程序原点程序原点一般选程序原点一般选在尺寸标注的基在尺寸标注的基准上。准上。三、三、 编程坐标系、程序原点编程坐标系、程序原点32程序原点程序原点程序原点一般选程序原点一般选在尺寸标注的基在尺寸标注的基准上。准上。三、三、 编程坐标系、程序原点编程坐标系、程序原点33车削加工的编程原点车削加工的编程原点 铣削加工的编程原点铣削加工的

17、编程原点 程序原点程序原点34XWM参 考 点定 位 开 关XZXZXYZMRWZ机 床 原 点参 考 点程 序 原 点MWP工 件 原 点RRMXZMRZXXZ参 考 点定位开关工件原点程序原点参考点机床原点RZWPRXYZMRWPW35机床机床原点原点工件工件原点原点机床机床参考点参考点编程编程原点原点数控车床坐标系及相关点的关系数控车床坐标系及相关点的关系36绝对坐标系、相对坐标系绝对坐标系、相对坐标系绝对坐标：绝对坐标：坐标系坐标系内所有坐标点的坐内所有坐标点的坐标植均从某一固定标植均从某一固定点坐标原点计量的点坐标原点计量的坐标系，称为绝对坐标系，称为绝对坐标系。坐标系。绝对坐标系绝

18、对坐标系372.2.5 2.2.5 绝对坐标系、相对坐标系绝对坐标系、相对坐标系相对坐标：相对坐标：坐标系内坐标系内某一位置的坐标尺寸某一位置的坐标尺寸用相对于前一位置的用相对于前一位置的坐标尺寸的增量进行坐标尺寸的增量进行计量的坐标系，称为计量的坐标系，称为相对坐标系。相对坐标系。相对对坐标系相对对坐标系38绝对坐标绝对坐标增量坐标增量坐标X25 Y50X15 Y2539表达方式：表达方式：绝对值坐标：绝对值坐标：X、Y、Z相对值坐标：相对值坐标：U、V、Wn选用原则：主要根据具体机床的坐标系，考选用原则：主要根据具体机床的坐标系，考虑编程的方便虑编程的方便(如图纸尺寸标注方式等如图纸尺寸标注方式等)及加及加工精度的要求，选用坐标的类型。工精度的要求，选用坐标的类型。 40例：例：下图各点的下图各点的绝对坐标值绝对坐标值如右下如右下A点坐标点坐标： X 0 Z 0B点坐标点坐标： X 20 Z 0 B点坐标点坐标：X