机床坐标系

一、基本坐标系机床坐标轴：为简化编程和保证程序的通用性，对数控机床的坐标轴和方向命名制定了统一的标准，规定直线进给坐标轴用X,Y,Z表示，称基本坐标轴。

X,Y,Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔法则确定，如下图所示图中大拇指指向X轴的正方向，食指指向Y轴的正方向，中指指向Z轴的正方向。

小结：机床坐标系坐标轴应遵循的原则运动方向的确定刀具相对与静止工件而运动的原则，且刀具远离工件的方向为坐标轴正方向。

则坐标系用加“’”的字母表示，按相对运动关系，工件运动的正方向恰好与刀具运动的正方向相反，则有：•+X=-X′ +Y=-Y′ +Z=-Z′•+A=-A′ +B=-B′ +C=-C′确定机床坐标轴的正方向坐标轴方向的确定1、Z轴坐标的运动一般取产生切削力的主轴轴线方向为Z轴方向2、X轴坐标的运动X轴一般位于平行于工件装夹面的水平面内，且垂直于Z轴，车床上是对应刀架的径向移动方向。

3、Ｙ轴坐标的运动Ｙ轴（车床上通常设为虚轴）于Ｘ轴和Ｚ轴一起构成遵循右手笛卡尔坐标系。

确定机床坐标系各坐标轴的具体方位的方法二、坐标系的类型1、机床坐标系以机床原点为坐标原点建立起来的直角坐标系称为机床坐标系。

机床坐标系是机床固有的，它是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础。

其坐标轴及方向按标准规定，其坐标原点的位置则由各机床生产厂设定，一般情况下，不允许用户随意变动。

刀具运动的参照坐标系机床坐标系2、工件坐标系工件坐标系也称编程坐标系，专供编程时使用，选择工件上的某一已知点为原点，建立一个新的坐标系，称为工件坐标系。

，如下图所示。

工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的坐标系所代替为止。

工件坐标系编制程序所用的参照坐标系机床坐标系和工件坐标系的对比工件坐标系机床坐标系三、各个基本点及关系画龙点睛1、机床原点机床坐标系的原点又称为机床原点或机床零点，这是一个固有的点，通常有机床制造厂确定。

它是数控车床进行加工运动的基准参考点。

数控车床基本坐标关系及几种对刀方法比较在数控车床的操作与编程过程中，弄清楚基本坐标关系和对刀原理是两个非常重要的环节。

这对我们更好地理解机床的加工原理，以及在处理加工过程中修改尺寸偏差有很大的帮助。

一、基本坐标关系一般来讲，通常使用的有两个坐标系：一个是机械坐标系；另外一个是工件坐标系，也叫做程序坐标系。

在机床的机械坐标系中设有一个固定的参考点(假设为(X，Z))。

这个参考点的作用主要是用来给机床本身一个定位。

因为每次开机后无论刀架停留在哪个位置，系统都把当前位置设定为(0，0)，这样势必造成基准的不统一，所以每次开机的第一步操作为参考点回归(有的称为回零点)，也就是通过确定(X，Z) 来确定原点(0，0)。

为了计算和编程方便，我们通常将程序原点设定在工件右端面的回转中心上，尽量使编程基准与设计、装配基准重合。

机械坐标系是机床唯一的基准，所以必须要弄清楚程序原点在机械坐标系中的位置。

这通常在接下来的对刀过程中完成。

二、对刀方法1. 试切法对刀试切法对刀是实际中应用的最多的一种对刀方法。

下面以采用MITSUBISHI 50L 数控系统的RFCZ12车床为例，来介绍具体操作方法。

工件和刀具装夹完毕，驱动主轴旋转，移动刀架至工件试切一段外圆。

然后保持X坐标不变移动Z轴刀具离开工件，测量出该段外圆的直径。

将其输入到相应的刀具参数中的刀长中，系统会自动用刀具当前X坐标减去试切出的那段外圆直径，即得到工件坐标系X原点的位置。

再移动刀具试切工件一端端面，在相应刀具参数中的刀宽中输入Z0，系统会自动将此时刀具的Z坐标减去刚才输入的数值，即得工件坐标系Z原点的位置。

例如，2#刀刀架在X为150.0车出的外圆直径为25.0，那么使用该把刀具切削时的程序原点X值为150.0-25.0=125.0；刀架在Z为180.0时切的端面为0，那么使用该把刀具切削时的程序原点Z值为180.0-0=180.0。

分别将(125.0，180.0)存入到2#刀具参数刀长中的X与Z中，在程序中使用T0202就可以成功建立出工件坐标系。

工件坐标系和机床坐标系的关系工件坐标系和机床坐标系是CNC加工中两个非常重要的概念之一。

其中，工件坐标系是指被加工零件的坐标系，而机床坐标系则是指机床自身的坐标系。

两者之间的关系十分密切，合理地处理两者之间的关系能够确保在CNC 加工过程中保证加工精度和效率。

一、工件坐标系工件坐标系是指被加工零件的坐标系，它是用来定义零件尺寸和几何形状的基准点，其确定需要根据具体被加工零件的尺寸、几何形状以及加工工艺来考虑。

通常情况下，工件坐标系的定义需要满足以下几个要点：1、工件坐标系的原点必须在被加工零件的几何中心、重心或者确定的基准点上。

2、工件坐标系的x、y、z三个方向需要根据零件尺寸和几何形状来确定，以实现对零件三维几何特征的描述。

3、工件坐标系的方向应与加工要求相适应，比如，在加工一个立方体时，其工件坐标系应与立方体边缘相垂直。

二、机床坐标系机床坐标系是指机床自身的坐标系，它是用来描述机床各个轴线的运动方向，以及机床加工范围的基准点。

在CNC机床中，通常用三轴坐标系表示机床坐标系。

其中，x、y、z三个方向分别对应机床的横向、纵向、爬刃方向，它们的起点通常定义在机床的机械中心或加工平台的中心。

三、工件坐标系和机床坐标系的关系工件坐标系和机床坐标系之间的关系十分密切，合理地处理两者之间的关系能够确保在CNC加工过程中保证加工精度和效率。

一般来说，需要通过以下几个步骤实现工件坐标系和机床坐标系之间的转换。

1、零点的设定在进行CNC加工之前，首先要将机床的坐标系与所加工零件的坐标系建立联系。

对此，需要根据工件的尺寸和几何图形确定工件坐标系的原点，然后通过机床手动操作，将机床坐标系的原点（通常为机床零点）与工件坐标系的原点重合。

这一步操作通常通过手动调节电动缸、旋钮、数字表等实现，具体方法因机床型号和加工内容而异。

2、坐标系的变换在确定机床坐标系与工件坐标系原点重合后，需要进行坐标系的变换，以便机床路径生成系统能根据工件坐标系生成正确的程序代码。

数控机床坐标系教学过程为了准确的描述机床的运动，简化程序的编制⽅法及保证记录数据的互换性，⽬前国际上数控机床的坐标轴和运动⽅向均已实现标准化。

掌握机床坐标系，是具备⼈⼯设置编程坐标系和机床加⼯坐标系的基础。

那我们应该如何去建⽴机床坐标系呢，怎样去判定机床的运动⽅向呢？带着这些问题，我们去学习今天的学习容：数控机床坐标系。

⼆、讲授新课（⼀）、坐标和运动⽅向的命名原则数控机床的进给运动是相对的，有的是⼑具相对于⼯件运动（如数控车床），有的是⼯件相对于⼑具运动（如数控铣床），为了使编程⼈员能在不知道是⼑具移向⼯件，还是⼯件移向⼑具的情况下，可以确定机床的加⼯过程，统⼀规定：假定⼑具相对于静⽌的⼯件运动。

（⼆）、标准坐标系（机床坐标系）的规定在数控机床上加⼯零件，机床的动作是由数控系统的指令来控制。

为了确定机床的运动⽅向和移动距离，就要在机床上建⽴⼀个坐标系，这个坐标系就叫标准坐标系，也叫机床坐标系。

1．右⼿笛卡尔直⾓坐标系数控机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系⽤右⼿笛卡尔直⾓坐标系决定。

如图2-3所⽰。

它规定了X、Y、Z三坐标轴的关系：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。

围绕X、Y、Z各轴的回转运动分别⽤+A、+B、+C表⽰，其正⽅向⽤右⼿螺旋定则确定。

与+X、+Y、+Z、…+C相反的⽅向⽤带“＇”的+X＇、+Y＇、+Z＇、…+C＇表⽰。

图2-3 右⼿直⾓坐标系2．⼑具运动坐标与⼯件运动坐标数控机床的坐标系是机床运动部件进给运动的坐标系。

由于进给运动可以是⼑具相对于⼯件的运动(车床)，也可以是⼯件相对于⼑具的运动(铣床)，所以统⼀规定：有字母不带“＇”的坐标表⽰⼑具相对于“静⽌”的⼯件⽽运动的⼑具运动坐标；带“＇”的坐标表⽰⼯件相对于“静⽌”的⼑具⽽运动的⼯件运动坐标。

3．运动的正⽅向运动的正⽅向是使⼑具与⼯件之间距离增⼤的⽅向。

（三）、X、Y、Z坐标轴与正⽅向的确定1．Z坐标轴提问，学⽣回答，教师总结教师通过多媒体讲解，模型演⽰，学⽣分组讨论，教师巡回指导教学过程向。

机床坐标系名词解释机床坐标系是机床加工中的一个重要概念，它定义了机床加工过程中所需要的坐标系统。

机床坐标系主要用于描述零件在机床上的位置和运动，它确定了各个坐标轴的方向、原点的位置以及坐标轴之间的相对位置关系。

机床坐标系是机床编程和加工过程中的基础，对于机床操作员和编程人员来说，了解和熟悉机床坐标系是十分重要的。

在机床加工中，通常使用的机床坐标系有三种，分别是绝对坐标系、相对坐标系和机床坐标系。

下面将分别对这三种机床坐标系进行详细解释。

1. 绝对坐标系绝对坐标系是指在机床坐标系中，确定一个固定的原点和三个固定的坐标轴，分别为X轴、Y轴和Z轴。

在绝对坐标系中，原点的位置是固定的，不会因为加工过程中的移动而改变。

各个坐标轴的正方向也是固定的，并且与机床的结构有关。

绝对坐标系通常用于确定零件的绝对位置，操作时需要精确地指定零件在机床上的坐标位置。

2. 相对坐标系相对坐标系是相对于某个参考点或已知的点来确定坐标位置。

在相对坐标系中，原点的位置是可变的，取决于所选取的参考点。

在加工过程中，可以通过改变参考点的位置来实现相对坐标的变化。

相对坐标系的优点是可以通过改变参考点的位置，简化编程和操作过程。

3. 机床坐标系机床坐标系是机床操作和编程中最常用的坐标系。

机床坐标系是在绝对坐标系或相对坐标系的基础上定义的，它确定了机床的原点和各个坐标轴的方向以及坐标轴之间的相对位置关系。

机床坐标系通常用于描述机床加工过程中各个坐标轴的移动和定位，编程时需要根据加工要求来选择合适的坐标系。

在机床加工中，机床坐标系的正确设置对于保证零件加工的精度和质量非常重要。

合理的坐标系设置可以简化编程和操作过程，提高加工效率。

加工人员和编程人员需要对机床坐标系有深入的理解，并根据加工要求来选择合适的坐标系。

总结回顾：在机床加工中，机床坐标系是一个重要的概念，用于描述机床加工过程中的位置和运动。

绝对坐标系用于确定零件的绝对位置，原点位置固定。

数控机床的坐标系机床坐标系的确定步骤及方法在数控编程时，为了描述机床的运动，简化程序编制的方法及保证纪录数据的互换性，数控机床的坐标系和运动方向均已标准化，ISO和我国都拟定了命名的标准。

通过这一部分的学习，能够掌握机床坐标系、编程坐标系、加工坐标系的概念，具备实际动手设置机床加工坐标系的能力。

机床坐标系的确定步骤及方法:（1）机床相对运动的规定在机床上，我们始终认为工件静止，而刀具是运动的。

这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定机床的加工过程。

（2）机床坐标系的规定标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。

在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。

例如铣床上，有机床的纵向运动、横向运动以及垂向运动，如下图所示。

在数控加工中就应该用机床坐标系来描述。

图立式数控铣床标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定：图直角坐标系1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。

则大拇指代表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。

2)大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。

3)围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向,见上图。

（3）运动方向的规定增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向，如图所示为数控车床上两个运动的正方向。

图机床运动的方向。