cnc机床坐标系确定及工件坐标系

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1、CNC机床坐标系的确定及工件坐标系CNC机床坐标系的规定及工件坐标系1进给运动与坐标系数控加工必须准确描述进给运动。加工过程中，刀具相对工件运动轨迹和位置决定了零件加工的尺寸、形状。数控加工就是让数控机床按照数控程序所描述的刀具相对工件运动的轨迹进行切削运动，从而加工出零件的表面形状。把刀具相对工件的进给运动轨迹简称刀轨，数控机床必须确切知道刀轨，编程人员必须准确描述表达刀轨。刀轨一般由直线段或圆弧段组成，线段起点、终点、交点、切点的位置是表达刀轨的最主要信息。数学中，点位可以在坐标系里定义为坐标值。如果在数控

2、机床上规定建立一个笛卡儿直角坐标系的数控机床坐标系，就可以方便地在机床或在工件的图样上描述刀轨。CNC编程中，使用数字来“翻译”图纸，将图纸的尺寸变成刀轨。国际数控标准IS0841规定数控机床标准坐标系采用右手笛卡儿坐标系，如图1所示，用右手笛卡儿坐标系来规定数控机床标准坐标系。图1右手笛卡儿坐标系规定数控机床标准坐标系2机床标准坐标系规定1.机床坐标系基本规定⑴刀具相对工件运动的原则编程人员编程时可以假定机床加工时工件是静止的。如果能假定刀具是相对于静止的工件进行进给运动，那么，编程人员可以不必考虑具体机床在

3、加工时是刀具移向工件，还是工件移向刀具，可直接依据零件图样，确定机床加工过程及编程。⑵机床进给运动的名称、方向规定机床进给运动的坐标轴向用X、Y、Z表示。表示机床进给运动的坐标系中，X，Y，Z轴向的关系符合右手直角笛卡儿坐标系规则，用右手的拇指、食指和中指分别代表X，Y，Z三轴，三个手指互相垂直，所指方向分别为X，Y，Z轴的正方向。如图1。围绕平行X、Y、Z旋转坐标轴的圆周进给坐标轴分别用A，B，C表示。其正向用右手螺旋定则确定，以大拇指指向＋x，＋Y，＋Z方向，其余四指环绕方向就是圆周进给运动的＋A，＋B，＋

4、C方向。⑶机床进给运动正方向的确定机床的某一运动部件的运动正方向规定为增大工件与刀具之间距离的方向。即刀具靠近工件表面为负方向标注为－X，－Y，－Z，刀具远离工件表面为正方向标注为＋X，＋Y，＋Z。⑷产生机床正向运动的工件运动的名称产生机床正向进给运动主要有两种情况：一是：由机床运动件带动刀具运动，刀具正向运动的表示直接用＋X，＋Y，＋Z，…，＋C来表示。例如：图2，表示卧式车床的进给运动。图右上角是机床正向运动＋X、＋Z的坐标方向，是由刀架带动刀具相对工件的＋X、＋Z向运动完成。二是：产生机床正向进给运动由机

5、床运动件带动工件实现时，此时工件运动方向用＋X′，＋Y′，＋Z′，…＋C′表示。＋X′，＋Y′，＋Z′，…＋C′用来表示产生机床正向运动的工件运动的名称，与＋X，＋Y，＋Z，…，＋C所表示的机床正向运动方向恰好相反。(a)前置刀架(b)后置刀架图2数控车床进给坐标轴例如：图3，表示立式铣床的进给运动。图左上角是刀具正向运动＋X、＋Y、＋Z的坐标方向，实际由是由工件相对刀具的＋X′、＋Y′向运动和刀具相对工件的＋Z向运动完成。这样就清楚表示了机床运动件的实际运动情况，这对操作工观察和手动操作机床运动件的实际运动有

6、用。图3立式铣床的坐标运动2.确定机床坐标轴的具体名称机床往往有多个直线运动坐标轴的方向，在具体确定某机床各直线运动的坐标轴的具体名称时（或Ｘ或Ｙ或Ｚ），一般是先确定机床Ｚ轴，再确定X轴，最后确定Ｙ轴。（1）Z轴坐标的运动方向。一般取产生切削动力的主轴轴线方向为Z轴方向。Z坐标的正方向是增加刀具和工件之间距离的方向，反之为负方向。CNC车床是主轴带动工件旋转的机床，主轴轴线方向为Z轴方向，如图2。CNC铣床、加工中心是主轴带动刀具旋转的机床，主轴轴线方向为Z轴方向，如图3，图4。在钻镗加工中，钻入或镗入工件的方

7、向是Z的负方向。图4卧式铣床的坐标运动(2)X轴坐标的运动方向。对工件做回转切削运动的车床，X向为工件的直径方向且平行于橫向导轨。如图2。对刀具做回转切削运动的机床(如铣床、镗床)，有两种情形：①当Z轴竖直(立式)时，人从刀具主轴向立式机床的立柱面向时，他的右手方向为正X方向，如图3的立式铣床的正X方向。②当Z轴水平(卧式)时，人从刀具主轴向工件面向时，他的右手方向为正X方向，如图4所示的卧式铣床的正X方向。(3)Y轴坐标的运动方向。当Z、X的运动正向确定后，可根据已知的X和Z的运动正向，按照右手直角笛卡儿坐标

8、系规定的X、Y、Z三者关系，来确定Y坐标的正运动方向。如图3，图4。3典型CNC机床坐标系(1)数控车床坐标系图5数控车床坐标系与工件坐标系一般数控车床只有两个进给运动方向，主轴轴线方向为Z轴方向，直径方向X向，刀架离开工件的方向为正向。如图5a，若数车生产厂把坐标零点设在主轴线与卡盘定位面之交点M，则建立了以M为原点的数控车床坐标系。如图5b，数车生产厂把机床坐标零点M设在X、Z正向