1 坐標系

    1）機床的坐標系統，包括所有實際存在的機床軸。

    2）參考點、刀具和托盤交換點由機床坐標系確定。機床坐標系包括坐標系、坐標原點、運動方向。

    3）ISO對數控機床的坐標系統的規定如下：采用笛卡爾直角坐標系，右手定則。

圖1 右手直角笛卡爾坐標系

 

2 坐標軸及其運動方向命名原則

    1）不論機床的具體結構是工件靜止、刀具運動，還是工件運動、刀具靜止，數控機床的坐標運動指的是刀具相對于工件的運動,

    2）即規定以工件為基準，假定工件不動，刀具運動的原則。

    3）即以刀具的運動軌跡來編程。

    4）機床運動部件運動方向的規定：機床坐標系位置與機床類型有關，JB3051——82規定，增大工件與刀具之間距離的方向是機床運動的正方向。

 

a)數控車床 b) 立式數控鏜銑床 c) 臥式數控鏜銑床

圖2 數控機床的坐標軸及其運動方向

(1)Z軸坐標運動的定義

    Z 軸：平行于機床主軸的坐標軸。

    正方向：為從工作臺到刀具夾持的方向，即刀具遠離工作臺的運動方向。

(2)X軸坐標運動的定義

    1)對工件旋轉機床(車、磨)

    X軸在工件徑向上，平行于橫滑座；X軸正方向：為刀具離開工件旋轉中心的方向。

    2)對刀具旋轉機床(銑、鉆)

    立式：

    X軸：為水平的、平行于工件裝夾面的坐標軸；正方向：從主軸向立柱看，立柱右方為正。

    臥式：

    X軸:為水平的、平行于工件裝夾平面的坐標軸；正方向：從主軸向工件看，工件右方為正。

(3)Y軸坐標運動的定義

    Y軸的正方向則根據X和Z軸按右手法則確定。

(4)旋轉軸坐標運動的定義

    旋轉坐標軸A、B和C的正方向相應地在X、Y、Z坐標軸正方向上，按右手螺紋前進的方向來確定。

5.工件坐標系可以在工件坐標系中描述工件的幾何形狀，即NC程序中的數據要參照工件坐標系。

3 坐標原點

    在NC機床上可以確定不同的原點和參考點位置，這些參考點的作用：

    1）用于機床定位；

    2）對工件尺寸進行編程。它們是：

    (1)機床原點(M)(Machine Origin或home position)是建立測量機床運動坐標的起始點。

    (2)機床參考點(R)(reference point)用行程開關設置的一個物理位置，與機床原點的相對位置是固定的，機床出廠之前由機床制造商精密測量確定,一般來說，加工中心的參考點為機床的自動換刀位置。

 

圖7 機床坐標系

(3)程序原點(W)

程序原點：又稱工件原點(Part Origin)

工件坐標系：以工件原點為坐標原點建立起來的直角坐標系。

是編程員在數控編程過程中定義在工件上的幾何基準點。

(4)裝夾原點：Fixture Origin (又稱卡盤零點)，可以與工件原點重合。

 

圖8 數控車床圖9 數控鏜銑床

4 絕對坐標和相對坐標

    1.絕對坐標表示法：將刀具運動位置的坐標值表示為相對于坐標原點的距離，這種坐標的表示法稱之為絕對坐標表示法。如圖10所示。大多數的數控系統都以G90指令表示使用絕對坐標編程。

 

圖10 絕對坐標表示法

    2.相對坐標表示法：將刀具運動位置的坐標值表示為相對于前一位置坐標的增量，即為目標點絕對坐標值與當前點絕對坐標值的差值，這種坐標的表示法稱之為相對坐標表示法。如圖11所示。大多數的數控系統都以G91指令表示使用相對坐標編程，有的數控系統用X、Y、Z表示絕對坐標代碼，用U、V、W表示相對坐標代碼。在一個加工程序中可以混合使用這二種坐標表示法編程。

 

圖11 相對坐標表示法