數(shù)控加工坐標(biāo)系

數(shù)控加工坐標(biāo)系第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日§1-5數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn):一、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的作用六、工件的運(yùn)動機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系五、機(jī)床附加坐標(biāo)系四、機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系(難點(diǎn))三、坐標(biāo)軸運(yùn)動方向的確定(重點(diǎn))二、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系確定原則第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日一、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的作用（2分鐘）

數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是為了確定工件在機(jī)床中的位置，機(jī)床運(yùn)動部件特殊位置及運(yùn)動范圍，即描述機(jī)床運(yùn)動，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息而建立的幾何坐標(biāo)系。通過機(jī)床坐標(biāo)系的建立，可確定機(jī)床位置關(guān)系，獲得所需的相關(guān)數(shù)據(jù)。

工件坐標(biāo)系原點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日二、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系確定原則（4分鐘）

1、刀具相對靜止工件而運(yùn)動的原則

假設(shè)：工件固定，刀具相對工件運(yùn)動。這一原則使編程人員能在不知道是刀具移近工件還是工件移近刀具的情況下，就能根據(jù)零件圖樣確定機(jī)床的加工過程。當(dāng)工件運(yùn)動時(shí)，在坐標(biāo)軸符號上加“′”表示。

第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日2、標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系（機(jī)床坐標(biāo)系）的規(guī)定

標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系采用右手直角笛卡兒定則?；咀鴺?biāo)軸x、Y、z的關(guān)系及其正方向用右手直角定則判定。拇指為x軸，食指為Y軸，中指為z軸，圍繞x、Y、z各軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動及其正方向+A、+B、+C分別用右手螺旋定則判定，拇指為x、Y、z的正向，四指彎曲的方向?yàn)閷?yīng)的A、B、C的正向。

第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日拇指為x軸，食指為Y軸，中指為z軸1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為90°。則大拇指代表X坐標(biāo)，食指代表Y坐標(biāo)，中指代表Z坐標(biāo)。2)大拇指的指向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向，食指的指向?yàn)閅坐標(biāo)的正方向，中指的指向?yàn)閆坐標(biāo)的正方向。3)圍繞X、Y、Z坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別用A、B、C表示，根據(jù)右手螺旋定則，大拇指的指向?yàn)閄、Y、Z坐標(biāo)中任意軸的正向，則其余四指的旋轉(zhuǎn)方向即為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C的正向。第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日(1)不論機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)，一律看作是工件相對靜止，刀具運(yùn)動。ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：(3)增大工件與刀具之間距離的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向

(2)機(jī)床的直線坐標(biāo)軸X、Y、Z的判定順序是：先Z軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日三、坐標(biāo)軸運(yùn)動方向的確定（20分鐘）1、X、Y、Z坐標(biāo)軸與正方向的確定

（1）Z坐標(biāo)軸3）、若機(jī)床有幾個(gè)主軸，可選擇一個(gè)垂直與工件裝夾面的主要軸為主軸，并以它確定Z坐標(biāo)軸。

1）、Z坐標(biāo)軸的運(yùn)動由傳遞切削力的主軸決定，與主軸平行的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸為Z坐標(biāo)軸，其正方向?yàn)樵黾拥毒吆凸ぜg距離的方向。2）、若機(jī)床沒有主軸（刨床），則Z坐標(biāo)軸垂直與工件裝夾面。第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日（2）、X坐標(biāo)軸

4）、對刀具和工件均不旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（刨床），X坐標(biāo)平行于主要切削方向，并以該方向?yàn)檎较颉?/p>

1）、X坐標(biāo)軸的運(yùn)動是水平的，它平行于工件裝夾面，是刀具或工件定位平面內(nèi)的運(yùn)動的主要坐標(biāo)。2）、對于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（車床、磨床），X坐標(biāo)的方向在工件的徑向上，并且平行與橫滑座，刀具離開工件回轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向。3）、對于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床（銑床），若Z坐標(biāo)軸是水平的（臥式銑床），當(dāng)由主軸向工件看時(shí)，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方；若Z坐標(biāo)軸是垂直的（立式銑床），當(dāng)由主軸向立柱看時(shí)，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方；對于雙立柱的龍門銑床，當(dāng)由主軸向左側(cè)立柱看時(shí)，X坐標(biāo)軸的正方向指向右方。第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日（3）、Y坐標(biāo)軸

根據(jù)X、Z坐標(biāo)軸，按照右手直角笛卡兒坐標(biāo)系確定。注：如在X、Y、Z主要直線運(yùn)動之外還有第二組平行于它們的運(yùn)動，可分別將它們坐標(biāo)定為U、V、W。

第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日Z軸垂直（與主軸軸線重合），向上為正方向；面對機(jī)床立柱的左右移動方向?yàn)閄軸，將刀具向右移動（工作臺向左移動）定義為正方向；根據(jù)右手笛卡爾坐標(biāo)系的原則，Y軸應(yīng)同時(shí)與Z軸和X軸垂直，且正方向指向床身立柱。立式數(shù)控銑床的坐標(biāo)方向?yàn)椋旱谑豁?，共二十五頁?022年，8月28日Z軸水平，且向里為正方向（面對工作臺的平行移動方向）；工作臺的平行向左移動方向?yàn)閄軸正方向；Y軸垂直向上臥式升降臺銑床的坐標(biāo)方向?yàn)椋旱谑?，共二十五頁?022年，8月28日2、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動

旋轉(zhuǎn)運(yùn)動A、B、C相應(yīng)地表示其軸線平行于X、Y、Z的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，其正方向按照右旋螺紋旋轉(zhuǎn)的方向。第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日4軸聯(lián)動的數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日5軸聯(lián)動的加工中心的坐標(biāo)系第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日主軸正旋轉(zhuǎn)方向：從主軸尾端向前端(裝刀具或工件端)看順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為主軸正旋轉(zhuǎn)方向?qū)τ谄胀ㄅP式數(shù)控車床，主軸的正旋轉(zhuǎn)方向與C軸正方向相同3、主軸正旋轉(zhuǎn)方向與c軸正方向的關(guān)系對于鉆、鏜、銑加工中心機(jī)床，主軸的正旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橛倚菁y進(jìn)入工件的方向，與c軸正方向相反第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日四機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系（10分鐘）1．機(jī)床坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床參考點(diǎn)(1)機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，是用來確定工件坐標(biāo)系的基本坐標(biāo)系，是確定刀具(刀架)或工件(工作臺)位置的參考系，并建立在機(jī)床原點(diǎn)上。第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日(2)機(jī)床原點(diǎn)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都有一個(gè)基準(zhǔn)位置，稱為機(jī)床原點(diǎn)，是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個(gè)物理位置，其作用是使機(jī)床與控制系統(tǒng)同步，建立測量機(jī)床運(yùn)動坐標(biāo)的起始點(diǎn)。

機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，即機(jī)床原點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。一般取在機(jī)床運(yùn)動方向的最遠(yuǎn)點(diǎn)。

通常車床的機(jī)床零點(diǎn)多在主軸法蘭盤接觸面的中心即主軸前端面的中心上。主軸即為Z軸，主軸法蘭盤接觸面的水平面則為X軸。+X軸和+Z軸的方向指向加工空間。

第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日在數(shù)控銑床上，機(jī)床原點(diǎn)一般取在X、Y、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上，見下圖

第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日(3)機(jī)床參考點(diǎn)也是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，不同于機(jī)床原點(diǎn)回零操作（回參考點(diǎn)）后表明機(jī)床坐標(biāo)系建立機(jī)床參考點(diǎn)對機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是已知值，既可根據(jù)機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值間接確定機(jī)床原點(diǎn)的位置第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日2．工件坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)(1)工件坐標(biāo)系編程人員在編程時(shí)設(shè)定的坐標(biāo)系，也稱為編程坐標(biāo)系。(2)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)也稱為工件原點(diǎn)或編程原點(diǎn)，由編程人員根據(jù)編程計(jì)算方便性、機(jī)床調(diào)整方便性、對刀方便性、在毛坯上位置確定的方便性等具體情況定義在工件上的幾何基準(zhǔn)點(diǎn)，一般為零件圖上最重要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)工件原點(diǎn)選擇：1.與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致2.盡量選在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面3.最好在工件的對稱中心上4.要便于測量和檢測工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸的確定與機(jī)床坐標(biāo)系坐標(biāo)軸方向一致工件坐標(biāo)系原點(diǎn)第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日工件坐標(biāo)系原點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日五附加坐標(biāo)系（2分鐘）

對于直線運(yùn)動，通常建立的附加坐標(biāo)系有：

指定平行于X、Y、Z的坐標(biāo)軸可以采用的附加坐標(biāo)系：第二組U、V、W坐標(biāo)，第三組P、Q、R坐標(biāo)。

如果還有平行或不平行于A、B、C的第二回轉(zhuǎn)運(yùn)動，可指定為D、E和F。

指定不平行于X、Y、Z的坐標(biāo)軸也可以采用的附加坐標(biāo)系：第二組U、V、W坐標(biāo)，第三組P、Q、R坐標(biāo)。對于回轉(zhuǎn)運(yùn)動，第二十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日六工件的運(yùn)動（2分鐘）對于移動部分是工件而不是刀具的機(jī)床，用帶“′”的字母表示工件的正向運(yùn)動，如+X′、+Y′、+Z′分別表示工件相對于刀具正向運(yùn)動的指令，它們與+X、+Y、+Z表示的運(yùn)動方向恰好相反。第二十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日小結(jié)：（3分鐘）機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動的基準(zhǔn)參考點(diǎn)；機(jī)床參考點(diǎn)對機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是已知值，既可根據(jù)機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值間接確定機(jī)床原點(diǎn)的位置；編程人員在編程時(shí)設(shè)定的坐標(biāo)系稱工件坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸的確定與機(jī)床坐標(biāo)系坐標(biāo)軸方向一致。作業(yè)：P26：7、8機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，是用來確定工件坐標(biāo)系的基本坐標(biāo)系，是確定刀具(刀架)或工件(工作臺)位置的參考系。確定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系時(shí)總是假設(shè)工件固定，刀具相對工件運(yùn)動。標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系采用右手直角笛卡兒定則判斷，直線坐標(biāo)軸X、Y、Z的判定順序是：先Z軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。Z坐標(biāo)軸的運(yùn)動由傳遞切削力的主軸決定，與主軸平行的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸為