数控机床坐标系规定及应用说明

在数控机床上加工零件时，刀具与工件相对运动，必须在确定的坐标系中才能按规定的程序进行加工。

数控机床的坐标系规定已标准化，按右手笛卡儿直角坐标系确定，如图4-2所示。一般假设工件静止，通过刀具相对工件的运动来确定机床各移动轴的方向。

1.数控机床的坐标轴及方向

机床坐标系是机床上固有的坐标系，机床坐标系的方位是由参考机床上的一些基准确定的。

1）Z轴由传递切削动力的主轴所规定，以平行于机床主轴的刀具运动坐标轴为Z轴，取刀具远离工件的方向为Z轴正方向。

2）X轴一般是水平的，且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。取刀具远离工件的方向为X轴正方向。

3）Y轴及其正方向则按图4-2中右手直角笛卡儿坐标系确定。

2.数控机床坐标系的象限

如图4-3所示，平面坐标分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个象限，在第Ⅰ象限中X、Y值均为正值；在第Ⅱ象限中X为负值，Y为正值；在第Ⅲ象限中X、Y均为负值；在第Ⅳ象限中X为正值，Y为负值。

3.机床坐标系

每台数控机床规定有相应的坐标系。在编制程序时，以相应坐标尺寸上的“+”、“-”来规定运动方向。

机床坐标系的坐标原点是固定不变的，由机床生产厂家在机床出厂前确定。机床的基准点、换刀点、托架的交换点、机床限位开关或挡块的位置都是机床上固有的点，这些点在机床坐标系中都由机床设计人员确定为固定点。

图4-2 右手笛卡儿直角坐标系

机床坐标系是最基本的坐标系，是在机床回确定参考点操作完成以后建立的。一旦建立起来除了受断电的影响外，不受控制程序和设定新坐标系的影响。(www.xing528.com)

常见机床的坐标方向如图4-4、图4-5、图4-6所示。图中字母表示运动坐标，箭头表示正方向。

4.工件坐标系

工件坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系，是程序的参考坐标系，工件坐标系的位置是以机床坐标系为参考点。编程人员以工件图样上的某点为工件坐标系的原点，而编程时的刀具轨迹坐标点是按工件轮廓在工件坐标系中的坐标确定。在加工时，用夹具将工件安装在机床上，并测量工件原点与机床原点间的距离，将其称作工件原点偏置，如图4-7所示，该偏置值需预存到数控系统中。在加工时，工件原点偏置便能自动加到工件坐标系上，使数控系统可按机床坐标系确定加工时的绝对坐标值。因此，编程人员可以不考虑工件在机床上的实际安装位置和安装精度，而利用数控系统的原点偏置功能，通过工件原点偏置值，补偿工件在工作台上的位置误差。

图4-3 坐标系的象限

图4-4 数控车床

图4-5 数控立式铣床

图4-6 数控外圆磨床

图4-7 工件坐标系