数控机床及装备

第二章：数控机床及设备第一节：数控机床及坐标系第二节：常用坐标系第三节：数控加工常用装备第一节：数控机床及坐标系

概述

数控加工中，对零件上某一位置的描述是通过坐标来完成的。零件上任何一个位置都可以参照某一个基准点，准确地用坐标描述，这个基准点常被称为坐标系原点。进行数控加工之前，必须建立适当的坐标系。而且数控机床的用户、数控机床制造厂及数控系统生产厂也必须要有一个统一的坐标系标准。

统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可使编程方便，也给维修和使用带来极大的方便。ISO和我国都拟定了命名的标准。一、数控机床坐标系的作用数控机床坐标系是为了确定工件在机床中的位置，机床运动部件特殊位置及运动范围，即描述机床运动，产生数据信息而建立的几何坐标系。通过机床坐标系的建立，可确定机床位置关系，获得所需的相关数据。

第一节：数控机床及坐标系二、标准坐标系（机床坐标系）的规定

标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则。基本坐标轴x、Y、z的关系及其正方向用右手直角定则判定。拇指为x轴，食指为Y轴，中指为z轴，围绕x、Y、z各轴的回转运动及其正方向+A、+B、+C分别用右手螺旋定则判定，拇指为x、Y、z的正向，四指弯曲的方向为对应的A、B、C的正向。

第一节：数控机床及坐标系拇指为x轴，食指为Y轴，中指为z轴1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。2)大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。3)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。第一节：数控机床及坐标系刀具相对静止工件运动的原则

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。当工件运动时，在坐标轴符号上加“′”表示。

第一节：数控机床及坐标系(1)不论机床的具体结构，一律看作是工件相对静止，刀具运动。ISO标准规定：(3)增大工件与刀具之间距离的方向为坐标轴正方向。(2)

机床的直线坐标轴X、Y、Z的判定顺序是：先Z轴，再X轴，最后按右手定则判定Y轴。第一节：数控机床及坐标系三、坐标轴运动方向的确定1、X、Y、Z坐标轴与正方向的确定

（1）Z坐标轴3）若机床有几个主轴，可选择一个垂直与工件装夹面的主要轴为主轴，并以它确定Z坐标轴。

1）Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴平行的标准坐标轴为Z坐标轴，其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。2）若机床没有主轴（刨床），则Z坐标轴垂直与工件装夹面。第一节：数控机床及坐标系（2）X坐标轴

4）对刀具和工件均不旋转的机床（刨床），X坐标平行于主要切削方向，并以该方向为正方向。

1）X坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面，是刀具或工件定位平面内的运动的主要坐标轴。2）对于工件旋转的机床（车床、磨床），X坐标的方向在工件的径向上，并且平行与横滑座，刀具离开工件回转中心的方向为X坐标的正方向。3）、对于刀具旋转的机床（铣床），若Z坐标轴是水平的（卧式铣床），当由主轴向工件看时，X坐标轴的正方向指向右方；若Z坐标轴是垂直的（立式铣床），当由主轴向立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方；第一节：数控机床及坐标系（3）Y坐标轴

根据X、Z坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定。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。

第一节：数控机床及坐标系（四）附加坐标系对于直线运动，通常建立的附加坐标系有：

指定平行于X、Y、Z的坐标轴可以采用的附加坐标系：第二组U、V、W坐标，第三组P、Q、R坐标。

如果还有平行或不平行于A、B、C的第二回转运动，可指定为D、E和F。

指定不平行于X、Y、Z的坐标轴也可以采用的附加坐标系：第二组U、V、W坐标，第三组P、Q、R坐标。第一节：数控机床及坐标系Z轴垂直（与主轴轴线重合），向上为正方向；面对机床立柱的左右移动方向为X轴，将刀具向右移动（工作台向左移动）定义为正方向；根据右手笛卡尔坐标系的原则，Y轴应同时与Z轴和X轴垂直，且正方向指向床身立柱。立式数控铣床的坐标方向为：第一节：数控机床及坐标系Z轴水平，且向里为正方向（面对工作台的平行移动方向）；工作台的平行向左移动方向为X轴正方向；Y轴垂直向上。卧式升降台铣床的坐标方向为：第一节：数控机床及坐标系2、旋转运动

旋转运动A、B、C相应地表示其轴线平行于X、Y、Z的旋转运动，其正方向按照右旋螺纹旋转的方向。第一节：数控机床及坐标系主轴正旋转方向：从主轴尾端向前端(装刀具或工件端)看顺时针方向旋转为主轴正旋转方向对于普通卧式数控车床，主轴的正旋转方向与C轴正方向相同3、主轴正旋转方向与c轴正方向的关系对于钻、镗、铣加工中心机床，主轴的正旋转方向为右旋螺纹进入工件的方向，与c轴正方向相反第一节：数控机床及坐标系

一般来说，数控机床加工零件的过程是通过机床、刀具和工件三者的协调运动完成的；而坐标系正是起这种协调作用的。它能保证各部分按照一定的顺序运动而不至于互相干涉。数控加工中常用到两个坐标系和一个参考点，即：1、机床坐标系；2、工件坐标系；3、刀具参考点工件安装在机床的工作台上，其相对位置是通过机床坐标系确定的；而刀具相对于工件的运动时通过工件坐标系确定的；刀具参考点则代表了刀具与工件的接触点。第二节：常用坐标系1．机床坐标系与机床原点、机床参考点(1)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基本坐标系，是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系，并建立在机床原点上。第二节：常用坐标系(2)机床原点现代数控机床都有一个基准位置，称为机床原点，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。

机床坐标系原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床原点。它在机床装