數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

關(guān)于數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系第1頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三2數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟數(shù)控編程是指從零件圖紙到獲得數(shù)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(shù)學(xué)處理（3）編寫零件加工程序（4）程序檢驗分析零件圖樣和制定工藝方案

數(shù)

學(xué)

處

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編

寫

程

序

程

序

校

驗修改第2頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三32、數(shù)控程序編制的方法數(shù)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(shù)控編程中各個階段的工作。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第3頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三4數(shù)控機(jī)床在加工時，坐標(biāo)系頁面上一般都顯示四個坐標(biāo)系：相對坐標(biāo)系、剩余坐標(biāo)系、絕對坐標(biāo)系（工件坐標(biāo)系）和機(jī)床坐標(biāo)系。在數(shù)控編程時，需要重點掌握和了解的是機(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)床上固有的坐標(biāo)系，它是制造、調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)，也是建立工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)。機(jī)床坐標(biāo)系在出廠前已經(jīng)調(diào)整好，一般情況下，不允許用戶進(jìn)行變動。機(jī)床坐標(biāo)系的原點(一般用M表示)也叫機(jī)床零點。機(jī)床零點M是建立其它坐標(biāo)系的基準(zhǔn)。不同的機(jī)床，機(jī)床的零點的位置也不同。機(jī)床零點一般不能直接測量，所以在設(shè)計機(jī)床時就設(shè)定一個與機(jī)床零點有固定位置關(guān)系的點，這個點叫機(jī)床參考點（一般用R表示），通過讓機(jī)床返回參考點來建立起數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系。 第4頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三5機(jī)床原點的設(shè)置

機(jī)床原點是指在機(jī)床上設(shè)置的一個固定點，即機(jī)床坐標(biāo)系的原點。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時就已確定下來，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運動的基準(zhǔn)參考點。（1）數(shù)控車床的原點在數(shù)控車床上，機(jī)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(shè)置參數(shù)的方法，也可將機(jī)床原點設(shè)定在X、Z坐標(biāo)的正方向極限位置上。

第5頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三6機(jī)床參考點機(jī)床參考點是用于對機(jī)床運動進(jìn)行檢測和控制的固定位置點。機(jī)床參考點的位置是由機(jī)床制造廠家在每個進(jìn)給軸上用限位開關(guān)精確調(diào)整好的，坐標(biāo)值已輸入數(shù)控系統(tǒng)中。因此參考點對機(jī)床原點的坐標(biāo)是一個已知數(shù)。通常在數(shù)控銑床上機(jī)床原點和機(jī)床參考點是重合的；而在數(shù)控車床上機(jī)床參考點是離機(jī)床原點最遠(yuǎn)的極限點。下圖為數(shù)控車床的參考點與機(jī)床原點。

第6頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三7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的坐標(biāo)系。編程坐標(biāo)系一般供編程使用，確定編程坐標(biāo)系時不必考慮工件毛坯在機(jī)床上的實際裝夾位置。如下圖所示，其中O2即為編程坐標(biāo)系原點。第7頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三8

編程原點是根據(jù)加工零件圖樣及加工工藝要求選定的編程坐標(biāo)系的原點。編程原點應(yīng)盡量選擇在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，編程坐標(biāo)系中各軸的方向應(yīng)該與所使用的數(shù)控機(jī)床相應(yīng)的坐標(biāo)軸方向一致，如下圖所示為車削零件的編程原點。第8頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三9加工坐標(biāo)系1、加工坐標(biāo)系的確定

加工坐標(biāo)系是指以確定的加工原點為基準(zhǔn)所建立的坐標(biāo)系。加工原點也稱為程序原點，是指零件被裝夾好后，相應(yīng)的編程原點在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。第9頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三102、加工坐標(biāo)系的設(shè)定

在機(jī)床坐標(biāo)系中直接設(shè)定加工原點。例：以下圖為例，在配置FANUC-OM系統(tǒng)的立式數(shù)控銑床上設(shè)置加工原點03。（1）加工坐標(biāo)系的選擇編程原點設(shè)置在工件軸心線與工件底端面的交點上。設(shè)工作臺工作面尺寸為800mm×320mm，若工件裝夾在接近工作臺中間處，則確定了加工坐標(biāo)系的位置，其加工原點03就在距機(jī)床原點O1為X3、Y3、Z3處。并且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對應(yīng)一號工件坐標(biāo)系，其余以此類推?？稍贛DI方式的參數(shù)設(shè)置頁面中，設(shè)定加工坐標(biāo)系。如對已選定的加工原點O3，將其坐標(biāo)值X3=-345.700mm,Y3=-196.220mm,Z3=-53.165mm第10頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三11數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

坐標(biāo)軸的運動方向及其命名

統(tǒng)一規(guī)定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸及其運動的方向，可使編程方便，并使編出的程序?qū)ν愋蜋C(jī)床有通用性。同時也給

維修和使用帶來極大的方便。ISO和我國都擬定了命名的標(biāo)準(zhǔn)。第11頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三12

進(jìn)給運動坐標(biāo)系

ISO和中國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：數(shù)控機(jī)床的每個進(jìn)給軸(直線進(jìn)給、圓進(jìn)給)定義為坐標(biāo)系中的一個坐標(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)；第12頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三13基本坐標(biāo)系：直線進(jìn)給運動的坐標(biāo)系（X.Y.Z）。坐標(biāo)軸相互關(guān)系：由右手定則決定。回轉(zhuǎn)坐標(biāo)：繞X.Y.Z

軸轉(zhuǎn)動的圓進(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+A第13頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三14坐標(biāo)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(jī)床運動的具體配置，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)軸的進(jìn)給軸，用U.V.W表示。第14頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三15Z坐標(biāo)（軸）方位Z坐標(biāo)平行主軸軸線的進(jìn)給軸。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(biāo)。主軸能擺動：在擺動的范圍內(nèi)只與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中的某一坐標(biāo)平行時，則這個坐標(biāo)便是Z坐標(biāo)；若在擺動的范圍內(nèi)與多個坐標(biāo)平行，則取垂直于工件裝夾面的方向為Z坐標(biāo)。第15頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三16立式5軸數(shù)控銑床的坐標(biāo)系Z坐標(biāo)正方向規(guī)定：刀具遠(yuǎn)離工件的方向。+Z+Z第16頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三17+Z第17頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三18X坐標(biāo)

在刀具旋轉(zhuǎn)的機(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，X坐標(biāo)的正方向指向右邊。+Z+X第18頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三19Z軸鉛直（立式）：單立柱機(jī)床，從刀具向立柱看時，X的正方向指向右邊；+Z立式5軸數(shù)控銑床的坐標(biāo)系+Z+X+X第19頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三20+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，

X軸的正方向指向右邊。+X第20頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三21在工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)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(zhuǎn)中心的方向是X軸的正方向。+Z+X第21頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三22Y坐標(biāo)利用已確定的X、Z坐標(biāo)的正方向，用右手定則或右手螺旋法則，確定Y坐標(biāo)的正方向。右手定則：大姆指指向+X，中指指向+Z，則+Y方向為食指指向。右手螺旋法則：在XZ平面，姆指之外四指從Z抓向X，姆指所指的方向為+y。第22頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三23立、臥式數(shù)控銑床+Z+X+Z+X+Y+Y第23頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三24+Z+X+Y立式5軸聯(lián)動數(shù)控銑床+Z+X+Y龍門數(shù)控銑床第24頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三25+Z+Y+Z+Y/+C+A+C5.回轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C+X+X第25頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三26立式5軸數(shù)控銑床的坐標(biāo)系+Z+X+Y+A+C+W6.輔助坐標(biāo)U、V、W

第26頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三27二、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)的，因此，弄清楚數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的概念及相互關(guān)系是至關(guān)重要的。第27頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三28機(jī)床原點與機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床原點機(jī)床坐標(biāo)系的零點。這個原點是在機(jī)床調(diào)試完成后便確定了，是機(jī)床上固有的點。機(jī)床原點的建立：用回零方式建立。機(jī)床原點建立過程實質(zhì)上是機(jī)床坐標(biāo)系建立過程第28頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三29機(jī)床坐標(biāo)系以機(jī)床原點為坐標(biāo)系原點的坐標(biāo)系，是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，它具有唯一性。機(jī)床坐標(biāo)系是數(shù)控機(jī)床中所建立的工件坐標(biāo)系的參考坐標(biāo)系。注意：機(jī)床坐標(biāo)系一般不作為編程坐標(biāo)系，僅作為工件坐標(biāo)系的參考坐標(biāo)系。第29頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三30工件原點與工件坐標(biāo)系工件原點：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點或與之相關(guān)的點。該點也可以是對刀點重合。工件坐標(biāo)系：以工件原點為零點建立的一個坐標(biāo)系，編程時，所有的尺寸都基于此坐標(biāo)系計算。工件原點偏置：工件隨夾具在機(jī)床上安裝后，工件原點與機(jī)床原點間的距離。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床均可設(shè)置多個工件坐標(biāo)系，在加工時通過G指令進(jìn)行轉(zhuǎn)換。第30頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三31Y軸偏置量X軸偏置量工件原點Z軸偏置量Y軸機(jī)床原點X軸Z軸臥式數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系X軸Z軸偏置量Y軸Y軸偏置量X軸偏置量機(jī)床原點工件原點立式數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系Z軸第31頁，講稿共35頁，2023年5月2日，星期三32三、絕對坐標(biāo)編程和相對坐標(biāo)編程定義絕對坐標(biāo)編程：工件所有點的坐標(biāo)值基于某一坐標(biāo)系（機(jī)床或工件）零點計量的編程方式。相對坐標(biāo)編程：運動軌跡的終點坐標(biāo)值是相對于起點計量的編程方式（增量坐標(biāo)編程）。第32頁，講稿共35頁