數控機床的坐標系

1、數控機床的坐標系統1數控程序編制的內容及步驟數控編程是指從零件圖紙到獲得數控加工程序的全部工作過程。編程工作主要包括：（1）分析零件圖樣和制定工藝方案 （2）數學處理（3）編寫零件加工程序 （4）程序檢驗 分 析分 析零 件零 件圖 樣圖 樣和 制和 制定 工定 工藝 方藝 方案案 數數 學學 處處 理理 編編 寫寫 程程 序序 程程 序序 校校 驗驗修修 改改22、數控程序編制的方法 數控加工程序的編制方法主要有兩種：手工編制程序和自動編制程序。（1）手工編程手工編程指主要由人工來完成數控編程中各個階段的工作。 零件圖樣工藝人員夾具表機床表刀具表工藝規(guī)程編程人員加工程序初稿加工程序修 改編程

2、手冊3數控機床在加工時，坐標系頁面上一般都顯示四個坐標系：相對坐標系、剩余坐標系、絕對坐標系（工件坐標系）和機床坐標系。在數控編程時，需要重點掌握和了解的是機床坐標系和工件坐標系。1. 機床坐標系機床坐標系是機床上固有的坐標系，它是制造、調整機床的基礎，也是建立工件坐標系的基礎。機床坐標系在出廠前已經調整好，一般情況下，不允許用戶進行變動。機床坐標系的原點(一般用M表示)也叫機床零點。機床零點M是建立其它坐標系的基準。不同的機床，機床的零點的位置也不同。機床零點一般不能直接測量，所以在設計機床時就設定一個與機床零點有固定位置關系的點，這個點叫機床參考點（一般用R表示），通過讓機床返回參考點來建

3、立起數控機床的坐標系。4機床原點的設置 機床原點是指在機床上設置的一個固定點，即機床坐標系的原點。它在機床裝配、調試時就已確定下來，是數控機床進行加工運動的基準參考點。（1）數控車床的原點在數控車床上，機床原點一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點處。同時，通過設置參數的方法，也可將機床原點設定在X、Z坐標的正方向極限位置上。 5機床參考點 機床參考點是用于對機床運動進行檢測和控制的固定位置點。 機床參考點的位置是由機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關精確調整好的，坐標值已輸入數控系統中。因此參考點對機床原點的坐標是一個已知數。 通常在數控銑床上機床原點和機床參考點是重合的；而在數控車床上機床參考

4、點是離機床原點最遠的極限點。下圖為數控車床的參考點與機床原點。6編程坐標系編程坐標系編程坐標系是編程人員根據零件圖樣及加工工藝等建立的坐標系。編程坐標系一般供編程使用，確定編程坐標系時不必考慮工件毛坯在機床上的實際裝夾位置。如下圖所示，其中O2即為編程坐標系原點。7 編程原點是根據加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標系的原點。 編程原點應盡量選擇在零件的設計基準或工藝基準上，編程坐標系中各軸的方向應該與所使用的數控機床相應的坐標軸方向一致，如下圖所示為車削零件的編程原點。8加工坐標系加工坐標系 1、加工坐標系的確定 加工坐標系是指以確定的加工原點為基準所建立的坐標系。 加工原點也稱為程序原

5、點，是指零件被裝夾好后，相應的編程原點在機床坐標系中的位置。92、加工坐標系的設定在機床坐標系中直接設定加工原點。例：以下圖為例，在配置FANUC-OM系統的立式數控銑床上設置加工原點03。（1）加工坐標系的選擇 編程原點設置在工件軸心線與工件底端面的交點上。設工作臺工作面尺寸為800mm320mm，若工件裝夾在接近工作臺中間處，則確定了加工坐標系的位置，其加工原點03就在距機床原點O1為X3、Y3、Z3處。并且X3=-345.700mm, Y3=-196.220mm, Z3=-53.165mm。（2）設定加工坐標系指令1）G54G59為設定加工坐標系指令。G54對應一號工件坐標系，其余以此類

6、推?？稍贛DI 方式的參數設置頁面中，設定加工坐標系。如對已選定的加工原點O3，將其坐標值X3=-345.700mm,Y3=-196.220mm,Z3=-53.165mm10數控機床的坐標系數控機床的坐標系 11n 進給運動坐標系 ISOISO和中國標準規(guī)定：和中國標準規(guī)定：n數控機床的每個進給軸進給軸(直線進給、圓進給) 定義為坐標系中的一個坐標軸。n數控機床坐標系統標準：右手笛卡兒坐標系統；12n基本坐標系基本坐標系：直線進給運動的坐標系（X.Y.Z）。坐標軸相互關系：由右手定則決定。n回轉坐標回轉坐標：繞X.Y.Z 軸轉動的圓進給坐標 軸分別用A.B.C表示， 坐標軸相互關系由右 手螺旋

7、法則而定。13q 坐標軸方向：坐標軸方向：定義為刀具相對工件運動的方向。 編程時不必知道機床運動的具體配置，就能正確地進行編程。q 附加坐標軸：附加坐標軸：平行于基本坐標系中坐標軸的進給軸，用U.V.W表示。 14nZ坐標（軸）n方位方位 nZ坐標平行主軸軸線的進給軸。 n沒有主軸或有多個主軸： 垂直于工件裝夾面的方向為Z坐標。 n主軸能擺動：n在擺動的范圍內只與標準坐標系中的某一坐標平行時，則這個坐標便是Z坐標；n若在擺動的范圍內與多個坐標平行，則取垂直于工件裝夾面的方向為Z坐標。15立式5軸數控銑床的坐標系nZ坐標坐標正方向正方向規(guī)定：刀具遠離工件的方規(guī)定：刀具遠離工件的方向。向。1617

8、nX坐標 n在刀具旋轉刀具旋轉的機床上（銑床、鉆床、鏜床等）。nZ軸水平（臥式）（臥式），則從刀具(主軸)向工件看時，X坐 標的正方向指向右邊。+X18Z軸鉛直（立式）（立式）：單立柱機床，從刀具向立柱看時，X的正方向指向右邊；立式5軸數控銑床的坐標系+X+X19+X20n在工件旋轉工件旋轉的機床上（車床、磨床等），X軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向溜板，且刀具離開工件旋轉中心的方向是X軸的正方向。21nY坐標 n利用已確定的X、Z坐標的正方向，用右手定則或右手螺旋法則，確定Y坐標的正方向。n右手定則：大姆指指向+X，中指指向+Z，則+Y方向為食指指向。n右手螺旋法則：在X Z平面，姆指之

9、外四指從Z抓向X，姆指所指的方向為+y。 22立、臥式數控銑床立、臥式數控銑床23龍門數控銑床龍門數控銑床245. 回轉坐標 A、B、C 25立式5軸數控銑床的坐標系6. 輔助坐標 U、V、W 26編程總是基于某一坐標系統的，因此，弄清楚數控機床坐標系和工件坐標系的概念及相互關系是至關重要的。27n機床原點與機床坐標系 n機床原點n機床坐標系的零點。這個原點是在機床調試完成后便確定了，是機床上固有的點。n機床原點的建立：用回零方式建立。n機床原點建立過程實質上是機床坐標系建立過程28n機床坐標系n以機床原點為坐標系原點的坐標系，是機床固有的坐標系，它具有唯一性。n機床坐標系是數控機床中所建立的

10、工件坐標系的參考坐標系。注意：機床坐標系一般不作為編程坐標系， 僅作為工件坐標系的參考坐標系。29n工件原點與工件坐標系n工件原點：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點或與之相關的點。該點也可以是對刀點重合。n工件坐標系：以工件原點為零點建立的一個坐標系，編程時，所有的尺寸都基于此坐標系計算。n工件原點偏置：工件隨夾具在機床上安裝后，工件原點與機床原點間的距離。n現代數控機床均可設置多個工件坐標系，在加工時通過G指令進行轉換。 30Y軸偏置量X軸偏置量工件原點Z軸偏置量Y軸機床原點X軸Z軸臥式數控機床的坐標系X軸Z軸偏置量Y軸Y軸偏置量X軸偏置量機床原點工件原點立式數控機床的坐標系Z軸31三、絕對坐標編程和相對坐標編程 n定義 n絕對坐標編程：工件所有點的坐標值基于某一坐標系（機床或工件） 零點計量的編程方式。n相對坐標編程：運動軌跡的終點坐標值是相對于起點計量的編程方式（增量坐標編程）。32絕對坐標絕對坐標增量坐標增量坐標X25 Y50X15 Y2533n表達方式：G90/G91； X.Y.Z絕對，U.V.W相對 n選用原則：主要根據具體機床的坐標系，考慮編程的方便(如圖紙尺寸標注方式等)及加工精度的要求，選用坐標的類型。 34四、分辨率