数控铣床的坐标系统优化方案

1.数控铣床的机床坐标系及机床原点与机床参考点

1）立式数控铣床的坐标系

如图4-11所示，Z坐标轴与立式数控铣床主轴同轴，取刀具向上远离工件的方向为正方向。站在机床前，面对立柱，右手方向为X轴正方向，由右手笛卡儿坐标系知Y轴正方向为远离操作者、指向主轴的方向。

图4-11　立式数控铣床的机床坐标系

2）卧式数控铣床的坐标系

如图4-12所示，Z坐标轴与卧式数控铣床主轴同轴，取刀具远离工件的方向为正方向。从刀具主轴后向工件看，右手方向为X轴正方向，由右手笛卡儿坐标系知Y轴正方向为竖直向上的方向。

图4-12　卧式数控铣床的机床坐标系

3）机床原点与机床参考点

（1）机床原点。

通常立式数控铣床的机床原点位置因生产厂家不同而异，有的设置在机床工作台中心，有的设置在进给行程范围的正极限点，可从机床操作手册中查到。

（2）机床参考点及机床参考点返回。

通常立式数控铣床指定X轴正向、Y轴正向和Z轴正向的极限点为机床参考点。机床启动后，首先将机床位置“回零”，即执行手动返回机床参考点操作，使各轴都移至机床参考点，建立机床坐标系。

一般立式数控铣床的机床原点和机床参考点如图4-13所示。

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图4-13　立式数控铣床的机床原点和机床参考点

机床参考点返回以及机床参考点返回检查见本书第3章中的相关内容。

2.工件坐标系

由编程人员设定的在编程和加工时使用的坐标系，基本上不和机床坐标系重合，为了便于编程可任意指定。立式数控铣床机床坐标系和工件坐标系之间的关系如图4-14所示。

图4-14　立式数控铣床机床坐标系与工件坐标系之间的关系

工件坐标系原点的选择原则如下。

（1）工件坐标系原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。

（2）工件坐标系原点应尽量选择在精度较高的工件表面，以提高加工零件的加工精度。

（3）对于对称的零件，工件坐标系原点应选择在对称中心上。

（4）对于一般零件，工件坐标系原点可选择在工件外轮廓的某一角上。

（5）Z坐标的零点，一般设置在工件上表面。

3.刀位点

刀位点是指用于表示刀具特征的点，编程时通常用这一点来代替刀具，而不需要考虑刀具的实际大小和形状。铣削加工中的刀具在UG软件中有统一规定，不管是端铣刀、圆角铣刀（也称圆鼻刀）或者球头铣刀都以刀具下表面的中心作为刀位点，如图4-15所示；而在MasterCAM软件中，球头铣刀的刀位点可以选择性地设为球心或者下表面的中心。

图4-15　常见刀具的刀位点