數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述

數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)1數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第1頁(yè)數(shù)控程序編制內(nèi)容及步驟數(shù)控編程是指從零件圖紙到取得數(shù)控加工程序全部工作過(guò)程。編程工作主要包含：（1）分析零件圖樣和制訂工藝方案（2）數(shù)學(xué)處理（3）編寫零件加工程序（4）程序檢驗(yàn)分析零件圖樣和制訂工藝方案數(shù)

學(xué)

處

理編

寫

程

序程

序

校

驗(yàn)修改2數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第2頁(yè)2、數(shù)控程序編制方法數(shù)控加工程序編制方法主要有兩種：手工編制程序和自動(dòng)編制程序。（1）手工編程手工編程指主要由人工來(lái)完成數(shù)控編程中各個(gè)階段工作。零件圖樣工藝人員夾具表機(jī)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手冊(cè)3數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第3頁(yè)數(shù)控機(jī)床在加工時(shí)，坐標(biāo)系頁(yè)面上普通都顯示四個(gè)坐標(biāo)系：相對(duì)坐標(biāo)系、剩下坐標(biāo)系、絕對(duì)坐標(biāo)系（工件坐標(biāo)系）和機(jī)床坐標(biāo)系。在數(shù)控編程時(shí)，需要重點(diǎn)掌握和了解是機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。 1.機(jī)床坐標(biāo)系 機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有坐標(biāo)系，它是制造、調(diào)整機(jī)床基礎(chǔ)，也是建立工件坐標(biāo)系基礎(chǔ)。機(jī)床坐標(biāo)系在出廠前已經(jīng)調(diào)整好，普通情況下，不允許用戶進(jìn)行變動(dòng)。機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)(普通用M表示)也叫機(jī)床零點(diǎn)。機(jī)床零點(diǎn)M是建立其它坐標(biāo)系基準(zhǔn)。不一樣機(jī)床，機(jī)床零點(diǎn)位置也不一樣。機(jī)床零點(diǎn)普通不能直接測(cè)量，所以在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)就設(shè)定一個(gè)與機(jī)床零點(diǎn)有固定位置關(guān)系點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫機(jī)床參考點(diǎn)（普通用R表示），經(jīng)過(guò)讓機(jī)床返回參考點(diǎn)來(lái)建立起數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系。 4數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第4頁(yè)機(jī)床原點(diǎn)設(shè)置

機(jī)床原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置一個(gè)固定點(diǎn)，即機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來(lái)，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)參考點(diǎn)。（1）數(shù)控車床原點(diǎn)在數(shù)控車床上，機(jī)床原點(diǎn)普通取在卡盤端面與主軸中心線交點(diǎn)處。同時(shí)，經(jīng)過(guò)設(shè)置參數(shù)方法，也可將機(jī)床原點(diǎn)設(shè)定在X、Z坐標(biāo)正方向極限位置上。

5數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第5頁(yè)機(jī)床參考點(diǎn)機(jī)床參考點(diǎn)是用于對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)和控制固定位置點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)位置是由機(jī)床制造廠家在每個(gè)進(jìn)給軸上用限位開關(guān)準(zhǔn)確調(diào)整好，坐標(biāo)值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。所以參考點(diǎn)對(duì)機(jī)床原點(diǎn)坐標(biāo)是一個(gè)已知數(shù)。通常在數(shù)控銑床上機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)是重合；而在數(shù)控車床上機(jī)床參考點(diǎn)是離機(jī)床原點(diǎn)最遠(yuǎn)極限點(diǎn)。下列圖為數(shù)控車床參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)。

6數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第6頁(yè)編程坐標(biāo)系編程坐標(biāo)系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立坐標(biāo)系。編程坐標(biāo)系一般供編程使用，確定編程坐標(biāo)系時(shí)無(wú)須考慮工件毛坯在機(jī)床上實(shí)際裝夾位置。以下列圖所示，其中O2即為編程坐標(biāo)系原點(diǎn)。7數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第7頁(yè)編程原點(diǎn)是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定編程坐標(biāo)系原點(diǎn)。編程原點(diǎn)應(yīng)盡可能選擇在零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，編程坐標(biāo)系中各軸方向應(yīng)該與所使用數(shù)控機(jī)床對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸方向一致，以下列圖所示為車削零件編程原點(diǎn)。8數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第8頁(yè)加工坐標(biāo)系1、加工坐標(biāo)系確實(shí)定

加工坐標(biāo)系是指以確定加工原點(diǎn)為基準(zhǔn)所建立坐標(biāo)系。加工原點(diǎn)也稱為程序原點(diǎn)，是指零件被裝夾好后，對(duì)應(yīng)編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中位置。9數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第9頁(yè)2、加工坐標(biāo)系設(shè)定

在機(jī)床坐標(biāo)系中直接設(shè)定加工原點(diǎn)。例：以下列圖為例，在配置FANUC-OM系統(tǒng)立式數(shù)控銑床上設(shè)置加工原點(diǎn)03。（1）加工坐標(biāo)系選擇編程原點(diǎn)設(shè)置在工件軸心線與工件底端面交點(diǎn)上。設(shè)工作臺(tái)工作面尺寸為800mm×320mm，若工件裝夾在靠近工作臺(tái)中間處，則確定了加工坐標(biāo)系位置，其加工原點(diǎn)03就在距機(jī)床原點(diǎn)O1為X3、Y3、Z3處。而且X3=-345.700mm,Y3=-196.220mm,Z3=-53.165mm。（2）設(shè)定加工坐標(biāo)系指令1）G54～G59為設(shè)定加工坐標(biāo)系指令。G54對(duì)應(yīng)一號(hào)工件坐標(biāo)系，其余以這類推。可在MDI方式參數(shù)設(shè)置頁(yè)面中，設(shè)定加工坐標(biāo)系。如對(duì)已選定加工原點(diǎn)O3，將其坐標(biāo)值X3=-345.700mm,Y3=-196.220mm,Z3=-53.165mm10數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第10頁(yè)數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)方向及其命名

統(tǒng)一要求數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸及其運(yùn)動(dòng)方向，可使編程方便，并使編出程序?qū)ν愋蜋C(jī)床有通用性。同時(shí)也給

維修和使用帶來(lái)極大方便。ISO和我國(guó)都確定了命名標(biāo)準(zhǔn)。11數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第11頁(yè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系

ISO和中國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)要求：數(shù)控機(jī)床每個(gè)進(jìn)給軸(直線進(jìn)給、圓進(jìn)給)定義為坐標(biāo)系中一個(gè)坐標(biāo)軸。數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：右手笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)；12數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第12頁(yè)基本坐標(biāo)系：直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系（X.Y.Z）。坐標(biāo)軸相互關(guān)系：由右手定則決定?；剞D(zhuǎn)坐標(biāo)：繞X.Y.Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)圓進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A.B.C表示，坐標(biāo)軸相互關(guān)系由右手螺旋法則而定。XYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY+C+B+A13數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第13頁(yè)坐標(biāo)軸方向：定義為刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)方向。編程時(shí)無(wú)須知道機(jī)床運(yùn)動(dòng)詳細(xì)配置，就能正確地進(jìn)行編程。附加坐標(biāo)軸：平行于基本坐標(biāo)系中坐標(biāo)軸進(jìn)給軸，用U.V.W表示。14數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第14頁(yè)Z坐標(biāo)（軸）方位Z坐標(biāo)平行主軸軸線進(jìn)給軸。沒(méi)有主軸或有多個(gè)主軸：垂直于工件裝夾面方向?yàn)閆坐標(biāo)。主軸能擺動(dòng)：在擺動(dòng)范圍內(nèi)只與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中某一坐標(biāo)平行時(shí)，則這個(gè)坐標(biāo)便是Z坐標(biāo)；若在擺動(dòng)范圍內(nèi)與多個(gè)坐標(biāo)平行，則取垂直于工件裝夾面方向?yàn)閆坐標(biāo)。15數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第15頁(yè)立式5軸數(shù)控銑床坐標(biāo)系Z坐標(biāo)正方向要求：刀具遠(yuǎn)離工件方向。+Z+Z16數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第16頁(yè)+Z17數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第17頁(yè)X坐標(biāo)

在刀具旋轉(zhuǎn)機(jī)床上（銑床、鉆床、鏜床等）。Z軸水平（臥式），則從刀具(主軸)向工件看時(shí)，X坐標(biāo)正方向指向右邊。+Z+X18數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第18頁(yè)Z軸鉛直（立式）：?jiǎn)瘟⒅鶛C(jī)床，從刀具向立柱看時(shí)，X正方向指向右邊；+Z立式5軸數(shù)控銑床坐標(biāo)系+Z+X+X19數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第19頁(yè)+ZZ軸鉛直（立式）：雙立柱機(jī)床(龍門機(jī)床)，從刀具向左立柱看時(shí)，X軸正方向指向右邊。+X20數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第20頁(yè)在工件旋轉(zhuǎn)機(jī)床上（車床、磨床等），X軸運(yùn)動(dòng)方向是工件徑向并平行于橫向溜板，且刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心方向是X軸正方向。+Z+X21數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第21頁(yè)Y坐標(biāo)利用已確定X、Z坐標(biāo)正方向，用右手定則或右手螺旋法則，確定Y坐標(biāo)正方向。右手定則：大姆指指向+X，中指指向+Z，則+Y方向?yàn)槭持钢赶?。右手螺旋法則：在XZ平面，姆指之外四指從Z抓向X，姆指所指方向?yàn)?y。22數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第22頁(yè)立、臥式數(shù)控銑床+Z+X+Z+X+Y+Y23數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第23頁(yè)+Z+X+Y立式5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床+Z+X+Y龍門數(shù)控銑床24數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第24頁(yè)+Z+Y+Z+Y/+C+A+C5.回轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C+X+X25數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第25頁(yè)立式5軸數(shù)控銑床坐標(biāo)系+Z+X+Y+A+C+W6.輔助坐標(biāo)U、V、W

26數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第26頁(yè)二、機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系編程總是基于某一坐標(biāo)系統(tǒng)，所以，搞清楚數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系概念及相互關(guān)系是至關(guān)主要。27數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第27頁(yè)機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系零點(diǎn)。這個(gè)原點(diǎn)是在機(jī)床調(diào)試完成后便確定了，是機(jī)床上固有點(diǎn)。機(jī)床原點(diǎn)建立：用回零方式建立。機(jī)床原點(diǎn)建立過(guò)程實(shí)質(zhì)上是機(jī)床坐標(biāo)系建立過(guò)程28數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第28頁(yè)機(jī)床坐標(biāo)系以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)坐標(biāo)系，是機(jī)床固有坐標(biāo)系，它含有唯一性。機(jī)床坐標(biāo)系是數(shù)控機(jī)床中所建立工件坐標(biāo)系參考坐標(biāo)系。注意：機(jī)床坐標(biāo)系普通不作為編程坐標(biāo)系，僅作為工件坐標(biāo)系參考坐標(biāo)系。29數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第29頁(yè)工件原點(diǎn)與工件坐標(biāo)系工件原點(diǎn)：為編程方便在零件、工裝夾具上選定某一點(diǎn)或與之相關(guān)點(diǎn)。該點(diǎn)也能夠是對(duì)刀點(diǎn)重合。工件坐標(biāo)系：以工件原點(diǎn)為零點(diǎn)建立一個(gè)坐標(biāo)系，編程時(shí)，全部尺寸都基于此坐標(biāo)系計(jì)算。工件原點(diǎn)偏置：工件隨夾具在機(jī)床上安裝后，工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)間距離。當(dāng)代數(shù)控機(jī)床均可設(shè)置多個(gè)工件坐標(biāo)系，在加工時(shí)經(jīng)過(guò)G指令進(jìn)行轉(zhuǎn)換。30數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第30頁(yè)Y軸偏置量X軸偏置量工件原點(diǎn)Z軸偏置量Y軸機(jī)床原點(diǎn)X軸Z軸臥式數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系X軸Z軸偏置量Y軸Y軸偏置量X軸偏置量機(jī)床原點(diǎn)工件原點(diǎn)立式數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系Z軸31數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第31頁(yè)三、絕對(duì)坐標(biāo)編程和相對(duì)坐標(biāo)編程定義絕對(duì)坐標(biāo)編程：工件全部點(diǎn)坐標(biāo)值基于某一坐標(biāo)系（機(jī)床或工件）零點(diǎn)計(jì)量編程方式。相對(duì)坐標(biāo)編程：運(yùn)動(dòng)軌跡終點(diǎn)坐標(biāo)值是相對(duì)于起點(diǎn)計(jì)量編程方式（增量坐標(biāo)編程）。32數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第32頁(yè)絕對(duì)坐標(biāo)增量坐標(biāo)X25Y50X15Y2533數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)概述第33頁(yè)表示方式：G90/G91；X.Y.Z絕對(duì)，U.V.W相對(duì)選取標(biāo)準(zhǔn)：主要依據(jù)詳細(xì)機(jī)床坐標(biāo)系，考慮編程方便(如圖紙尺寸標(biāo)注方式等)及加工精度要求，選取坐