数控机床坐标系简介
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数控机床参数范文
数控机床参数范文数控机床是一种能够通过预先编程的控制系统控制机床工作的自动化设备。
它主要包括控制系统、工作台、传动系统和刀具等组成部分。
数控机床的参数是指对于机床的一些基本性能和工作要求进行数值化的定义，以便于机床操作和使用时的参考。
下面将详细介绍数控机床的一些重要参数。
1.机床坐标系：数控机床是通过建立坐标系来定位和控制机床运动的。
一般来说，数控机床采用三个坐标轴来定义工作空间。
常用的坐标系包括直角坐标系和极坐标系两种。
直角坐标系通过X、Y和Z三个坐标轴来定义机床的位置和方向。
极坐标系通过半径、角度和Z轴来定义机床的位置和方向。
2.机床精度：机床精度是指机床在加工工件时所能达到的确定位置和形状的能力。
它包括定位精度、重复定位精度和形状精度等。
定位精度是指机床能够在规定的坐标系下进行精确定位的能力。
重复定位精度是指机床能够在多次加工中保持相同的定位精度的能力。
形状精度是指机床能够加工出的工件形状与理论值之间的差异。
3.工作台尺寸：工作台尺寸是指机床工作台的大小。
它通常用工作台的长度、宽度和高度来表示。
工作台的尺寸直接影响到机床能够加工的工件的最大尺寸和重量。
4.主轴转速：主轴转速是指机床主轴每分钟所能转动的圈数。
主轴转速决定了机床切削速度的大小。
不同的材料和不同的加工要求需要不同的切削速度。
主轴转速通过控制系统中的数值设置来调节。
5.进给速度：进给速度是指工作台在加工过程中每分钟的移动距离。
进给速度决定了机床加工工件的速度。
进给速度也可以通过控制系统中的数值设置来调节。
6.刀具数量：刀具数量是指数控机床上可以安装和使用的刀具的数量。
不同的加工任务需要不同的刀具。
刀具的数量和种类决定了机床的加工能力。
7.控制系统：控制系统是数控机床的核心部分，它通过预先编写的程序来控制机床的运动和工作。
控制系统包括硬件和软件两部分。
硬件包括电气元件、传感器和执行元件等，它们用于感知机床的状态和控制机床的运动。
软件包括操作系统、数控编程语言和控制算法等，它们用于编写和执行机床的控制程序。
数控车床坐标系
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。
数控车床编程基础
毛坯直径Φ45mm，长120mm，要求车出一段长为
80mm，直径为Φ40mm的轴
O0002；
N10T0101M03S800；
N20G00X40.0Z2.0；
N30G01Z-80.0F0.2； N40X46.0； N50G00X100.0Z50.0； N60T0100；
B
N30
N40 C
N50
A D
(1) 用G96方式的指令 ➢ G96是接通恒线速度控制的指令，用S指定的数值表
示切削速度，单位：m/min。 ➢ 车削过程中，若主轴转速不变，随着被加工工件直
径减小，切削速度会下降，最佳车削状态被破坏。 为保证在同一材料上加工时选取的最佳线切削速度 保持不变，可以用G96指令保持恒线速度切削。 ➢ 在恒线速度控制中，数控系统根据刀尖所在处的X 坐标值，作为工件的直径来计算主轴转速，在使用 G96指令前必须正确地设定工件坐标系。
④ 倒1/4圆角 编程格式：G01 Z(W)_ R(±r) ；圆弧倒角如图 或G01 X(U)_ R(±r)；圆弧倒角如图
Z轴向X轴
X轴向Z轴
加工如图所示零件的倒棱程序
N20 G00 X10.0 Z2.0;
N50
N40
N30 G01 Z-11.0 R5.0 F0.2; D C
N40 X38.0 C-4.0; N50 Z-21.0;
② 自动返回参考点指令——G28和G30 ➢ 第一参考点返回指令
G28 X(U) ；X向回参考点 G28 Z(W) ；Z向回参考点 G28 X(U) Z(W) ；刀架回参考点 ➢ G30 P2 X(U) Z(W) ；第二参考点返回 G30 P3 X(U) Z(W) ；第三参考点返回 G30 P4 X(U) Z(W) ；第四参考点返回
数控机床坐标系
▪ 机床原点与机床坐标系
▪ 机床原点
▪ 机床坐标系的零点。这个原点是在机床调试完成 后便确定了，是机床上固有的点。
▪ 机床原点的建立：用回零方式建立。 ▪ 机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立过程
第三节 数控机床的坐标系
▪ 机床坐标系
▪ 以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有 的座标系，它具有唯一性。
工件原点
立式数控机床的坐标系
卧式数控机床的坐标系
谢谢观看/欢迎下载
BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
第三节 数控机床的坐标系
一. 坐标轴的运动方向及其命名
统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可 使编程方便，并使编出的程序对同类型机床有通用 性。同时也给 维修和使用带来极大的方便。ISO和 我国都拟定了命名的标准。
第三节 数控机床的坐标系
▪ 进给运动坐标系
ISO和中国标准规定： ▪ 数控机床的每个进给轴(直线进给、圆进给) 定义为
X +A、+B、+C
第三节 数控机床的坐标系
坐标轴方向：定义为刀具相对工件运动的方向。 编程时不必知道机床运动的具体配置，就能正确地进 行编程。
附加坐标轴：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴， 用U.V.W表示。
第三节 数控机床的坐标系
1. Z坐标（轴）
▪ 方位
▪ Z坐标平行主轴轴线的进给轴。
+X/ +Y/
▪ 机床原点
▪ 机床坐标系的零点。这个原点是在机床调试完成 后便确定了，是机床上固有的点。
▪ 机床原点的建立：用回零方式建立。 ▪ 机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立过程
第三节 数控机床的坐标系
▪ 机床坐标系
▪ 以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有 的座标系，它具有唯一性。
工件原点
立式数控机床的坐标系
卧式数控机床的坐标系
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第三节 数控机床的坐标系
一. 坐标轴的运动方向及其命名
统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可 使编程方便，并使编出的程序对同类型机床有通用 性。同时也给 维修和使用带来极大的方便。ISO和 我国都拟定了命名的标准。
第三节 数控机床的坐标系
▪ 进给运动坐标系
ISO和中国标准规定： ▪ 数控机床的每个进给轴(直线进给、圆进给) 定义为
X +A、+B、+C
第三节 数控机床的坐标系
坐标轴方向：定义为刀具相对工件运动的方向。 编程时不必知道机床运动的具体配置，就能正确地进 行编程。
附加坐标轴：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴， 用U.V.W表示。
第三节 数控机床的坐标系
1. Z坐标（轴）
▪ 方位
▪ Z坐标平行主轴轴线的进给轴。
+X/ +Y/
数控机床的两个坐标系
(3)工件原点选择： • 与设计基准一致 • 尽量选在尺寸精度高，粗糙度低的工件表面 • 最好在工件的对称中心上 • 要便于测量和检测
(a) 数控车床
(b) 数控铣床
谢谢大家！
2、工件坐标系（编程坐标系）
(1)工件坐标系
编程人员在编程时设定的坐标系，也称为编程坐标系。
工件坐标系与机床坐标系坐标轴方向一致，原点不同。 (2)工件坐标系原点
也称为工件原点或编程原点，由编程人员根据编程计算方便性、 机床调整方便性、对刀方便性、在毛坯上位置确定的方便性等具体情 况定义在工件上的几何基准点，一般为零件图上最重要的设计基准点。
数控机床的两个坐标系
黄河水利职业技术学院机电系
数控机床的两种坐标系
1、机床坐标ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ（机械坐标系）
机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基 本坐标系，是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系，并建立 在机床原点上。而机床原点一般设定在各轴正方向上的极限位置。
数控车床坐标系的原点
数控铣床坐标系的原点
数控机床坐标系
确定原 则
●不论机床的具体结构是工件静止、 刀具运动，或是工件运动、刀具静 止，在确定坐标系时一律看作是工 件相对静止，刀具产生运动
●机床的直线运动X、Y、Z采用右手 直角坐标系（见图）
●X、Y、Z的正向是使工件尺寸增大 的方向
2020/3/11
（第2）二机节床编坐程标的系的基确础定知方识法
顺序：先确定Z轴，再确定X轴，最后确定Y轴。
加工原点也称为程序原点，是指零件被装夹好后，相应 的编程原点在机床坐标系中的位置。
2020/3/11
4.4 数控机床上的有关点
1.机床原点
• 机床坐标系的原点，即机床基本坐标系的原点，它是一
个被确定的点，称为机床零点或机械零点(M)。它是机
床上的一个固定的点，由制造厂家确定。 • 数控车床的机床原点多定在主轴前端面的中心。 • 数控铣床的机床原点多定在进给行程范围的正极限点处， 但也有的设置在机床工作台中心，使用前可查阅机床用户手 册。
2020/3/11
4.4.3 起刀点、下刀点和换刀点
3. 换刀点及其位置的确定 •换刀点：具有自动换刀装置的数控机床，如加工中心等，在
加工中要自动换刀，还要设置换刀点。
★ 加工过程中更换刀具的位置； ★ 设在零件、夹具之外。以刀架转位时不碰到工件
、夹具和机床为准；
★ 可以是某一固定点，也可以是任意的一点。通常
• 每次开机启动后，或当机床因意外断电、紧急制动等原 因停机而重新启动时，都应该先让各轴返回参考点，进 行一次位置校准，以消除上次运动所带来的位置误差。
2020/3/11
为什么要返回参考点？
数控机床开机时，必须先回零，即确定机床原点，而 确定机床原点的运动就是刀架返回参考点的操作，这样通 过确认参考点，就确定了机床原点。只有机床参考点被确 认后，刀具（或工作台）移动才有基准。
数控机床的坐标系统
13
3、编程坐标系(工件坐标系）
又称工件坐标系，是编程时用来定义工 件形状和刀具相对工件运动的坐标系。 工件装夹到机床上时，应使工件坐标系 与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。
14
3、工件原点
工件原点（编程原点）：由编程人员在工件上根据编程 方便性自行设定的编制加工程序的原点。
15
设置工件原点的一般原则
工件原点与设计基准或装配基准重合，以利于编程。
工件原点尽量选在尺寸精度高、表面粗糙度小的表 面上。
工件原点最好选在工件的对称中心上。
要便于测量和检验。
16
4
坐标轴方向的确定
（1）Z坐标
Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所 决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z 坐标的正向为刀具离开工件的方向。
注意：1、当机床有几个 主轴时，选一个与工件装 夹面垂直的主轴为Z坐标。 2、当机床无主轴时，选 与工件装夹面垂直的方向 为Z坐标。（牛头刨床）
思考：立式铣床中钻头钻孔 时为Z轴的哪个方向？卧式 车床Z轴正方向如何确定？
③ 对于没有回转轴或没有回转工件的机床，X轴平行于主要切削方 向，且以该方向为正方向。（牛头刨床）
8
坐标轴方向的确定
（3）Y坐标
在确定X、Z坐标的正方向后，可以用根据X和Z坐标的方向，按照右 手直角坐标系来确定Y坐标的方向。
9
数控机床的两种坐标系
机床坐标系 机床原点
机床零点
编程坐标系 编程原点
10
1、机床原点
机床原点（机械原点)：是指机床坐标系的原点,是机床 上的一个固定点.它不仅是在机床上建立工件坐标系的基准 点,而且还是机床调试和加工时的基准点.随着数控机床种类 型号的不同其机床原点也不同,通常车床的机床原点设在卡 盘端面与主轴中心线交点处,而铣床的机床原点则设在机床X、 Y、Z三根轴正方向的运动极限位置.
3、编程坐标系(工件坐标系）
又称工件坐标系，是编程时用来定义工 件形状和刀具相对工件运动的坐标系。 工件装夹到机床上时，应使工件坐标系 与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。
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3、工件原点
工件原点（编程原点）：由编程人员在工件上根据编程 方便性自行设定的编制加工程序的原点。
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设置工件原点的一般原则
工件原点与设计基准或装配基准重合，以利于编程。
工件原点尽量选在尺寸精度高、表面粗糙度小的表 面上。
工件原点最好选在工件的对称中心上。
要便于测量和检验。
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坐标轴方向的确定
（1）Z坐标
Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所 决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z 坐标的正向为刀具离开工件的方向。
注意：1、当机床有几个 主轴时，选一个与工件装 夹面垂直的主轴为Z坐标。 2、当机床无主轴时，选 与工件装夹面垂直的方向 为Z坐标。（牛头刨床）
思考：立式铣床中钻头钻孔 时为Z轴的哪个方向？卧式 车床Z轴正方向如何确定？
③ 对于没有回转轴或没有回转工件的机床，X轴平行于主要切削方 向，且以该方向为正方向。（牛头刨床）
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坐标轴方向的确定
（3）Y坐标
在确定X、Z坐标的正方向后，可以用根据X和Z坐标的方向，按照右 手直角坐标系来确定Y坐标的方向。
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数控机床的两种坐标系
机床坐标系 机床原点
机床零点
编程坐标系 编程原点
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1、机床原点
机床原点（机械原点)：是指机床坐标系的原点,是机床 上的一个固定点.它不仅是在机床上建立工件坐标系的基准 点,而且还是机床调试和加工时的基准点.随着数控机床种类 型号的不同其机床原点也不同,通常车床的机床原点设在卡 盘端面与主轴中心线交点处,而铣床的机床原点则设在机床X、 Y、Z三根轴正方向的运动极限位置.
数控坐标系xyz表示含义
数控坐标系xyz表示含义
在数控机床中，xyz坐标系是一种常用的坐标系表示方法，它用于描述物体在三维空间中的位置和方向。
数控坐标系xyz分别代表空间中的三个轴，即x轴、y 轴和z轴，它们分别沿着水平方向、垂直方向和高度方向延伸，组成一个三维直角坐标系。
x轴的表示意义
x轴通常代表水平方向，是数控机床上的工件运动方向。
当工件在x轴正方向移动时，表示工件相对于机床坐标系向右移动；当工件在x轴负方向移动时，表示工件向左移动。
x轴起始点通常位于机床的起点位置。
y轴的表示意义
y轴通常代表垂直方向，是数控机床上的工件运动方向。
当工件在y轴正方向移动时，表示工件相对于机床坐标系向前移动；当工件在y轴负方向移动时，表示工件向后移动。
y轴与x轴垂直，通常起始点位于x轴正方向朝上的位置。
z轴的表示意义
z轴通常代表高度方向，是数控机床上的工具或刀具的运动方向。
当工具在z 轴正方向移动时，表示工具相对于工件向下移动；当工具在z轴负方向移动时，表示工具向上移动。
z轴与x、y轴共同构成一个三维坐标系，用于定位工具在空间中的位置。
在数控机床加工中，xyz坐标系的正确理解和使用非常重要，它直接影响到工件加工的精度和效率。
通过合理地设置和控制数控坐标系xyz，可以实现复杂工件的精密加工，提高加工质量和效率。
总的来说，数控坐标系xyz表示了在三维空间中的方向和位置，正确理解和使用xyz坐标系是数控加工的基础，也是数控技术的重要组成部分。
通过熟练掌握xyz坐标系的含义和使用方法，可以更好地实现数控加工的自动化和精密化。
数控机床的坐标系
数控机床坐标系的维护与保 养
数控机床坐标系的日常维护
每日检查
检查坐标轴的移动是否 正常，润滑系统是否正 常工作，以及切削液的
供给情况。
定期清理
清理机床内部的切屑和 灰尘，保持机床的清洁。
紧固螺丝
定期检查并紧固坐标轴 上的螺丝，确保其稳定
可靠。
记录工作日志
记录每天的维护情况， 以便及时发现问题并进
行处理。
高加工效率和质量。
数控机床坐标系的新技术应用
智能技术
智能技术在数控机床坐标系中得到了广泛应用。例如，通过智能算法对加工过程进行优化 ，实现加工过程的自适应控制和智能监控。
传感器技术
传感器技术在数控机床坐标系中发挥着越来越重要的作用。例如，通过传感器实现加工过 程的实时监测和反馈控制，提高加工精度和稳定性。
集成化
未来数控机床坐标系将更加集成化，实现加工过程的集成控制和优化。集成化能够提高设备的整体性能和稳定性，降 低生产成本和维护成本。
绿色环保
未来数控机床坐标系将更加注重绿色环保，实现加工过程的节能减排和资源循环利用。通过采用新型的 节能技术和环保材料，可以降低设备的能耗和排放，提高设备的环保性能。
05
加工参数设置
在编程过程中，需要根据工件的材料、尺寸等参数，设置相应的加 工参数，这些参数与数控机床坐标系密切相关。
数控机床坐标系在故障诊断中的应用
故障定位
01
当数控机床出现故障时，可以通过检查坐标系的设定和实际位
置，快速定位故障原因。
故障排除
02
根据故障定位的结果，可以针对性地排除故障，恢复数控机床
坐标轴移动不灵活
检查传动系统是否正常，润滑系统是 否工作良好。
加工精度异常
数控机床坐标系的日常维护
每日检查
检查坐标轴的移动是否 正常，润滑系统是否正 常工作，以及切削液的
供给情况。
定期清理
清理机床内部的切屑和 灰尘，保持机床的清洁。
紧固螺丝
定期检查并紧固坐标轴 上的螺丝，确保其稳定
可靠。
记录工作日志
记录每天的维护情况， 以便及时发现问题并进
行处理。
高加工效率和质量。
数控机床坐标系的新技术应用
智能技术
智能技术在数控机床坐标系中得到了广泛应用。例如，通过智能算法对加工过程进行优化 ，实现加工过程的自适应控制和智能监控。
传感器技术
传感器技术在数控机床坐标系中发挥着越来越重要的作用。例如，通过传感器实现加工过 程的实时监测和反馈控制，提高加工精度和稳定性。
集成化
未来数控机床坐标系将更加集成化，实现加工过程的集成控制和优化。集成化能够提高设备的整体性能和稳定性，降 低生产成本和维护成本。
绿色环保
未来数控机床坐标系将更加注重绿色环保，实现加工过程的节能减排和资源循环利用。通过采用新型的 节能技术和环保材料，可以降低设备的能耗和排放，提高设备的环保性能。
05
加工参数设置
在编程过程中，需要根据工件的材料、尺寸等参数，设置相应的加 工参数，这些参数与数控机床坐标系密切相关。
数控机床坐标系在故障诊断中的应用
故障定位
01
当数控机床出现故障时，可以通过检查坐标系的设定和实际位
置，快速定位故障原因。
故障排除
02
根据故障定位的结果，可以针对性地排除故障，恢复数控机床
坐标轴移动不灵活
检查传动系统是否正常，润滑系统是 否工作良好。
加工精度异常
数控机床的标准坐标系
数控机床的标准坐标系数控机床是一种通过数字化程序控制工件加工的机床，它具有高精度、高效率、灵活性强等优点，在现代制造业中得到了广泛应用。
而数控机床的加工精度和效率，很大程度上取决于其标准坐标系的设置和使用。
因此，了解和掌握数控机床的标准坐标系对于提高加工质量和效率至关重要。
数控机床的标准坐标系一般包括三个坐标轴，X轴、Y轴和Z轴。
X轴是机床工作台沿着主轴方向的移动方向，Y轴是工作台的横向移动方向，Z轴是主轴的升降方向。
这个三轴的坐标系构成了数控机床的基本坐标系，也是数控加工中最常用的坐标系。
在数控机床的加工过程中，正确设置和使用标准坐标系是至关重要的。
首先，必须保证各个坐标轴的零点位置准确无误，只有这样才能保证数控机床在加工过程中能够按照预先设定的程序准确地进行移动和定位。
其次，操作人员需要清楚地了解各个坐标轴的移动方向和正负方向，这样才能正确地进行加工程序的编写和调试。
最后，在实际加工过程中，操作人员需要根据工件的具体形状和加工要求，合理选择和设置各个坐标轴的移动路径和速度，以保证加工质量和效率。
除了基本的三轴坐标系外，数控机床在实际加工过程中还可以根据需要设置其他坐标系，如工件坐标系、刀具坐标系等。
这些附加的坐标系可以帮助操作人员更方便地进行加工程序的编写和调试，提高加工的精度和效率。
总之，数控机床的标准坐标系是数控加工过程中至关重要的一环。
正确设置和使用标准坐标系可以保证数控机床在加工过程中能够准确地进行定位和移动，从而保证加工质量和效率。
因此，操作人员需要深入了解数控机床的标准坐标系，不断提高自己的技术水平，以适应制造业对加工精度和效率日益提高的需求。
同时，制造企业也需要加大对数控机床操作人员的培训和技术支持力度，以提高整个制造过程的质量和效率。
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§1-2数控机床坐标系
§1-2 数控机床的坐标系
本节内容要点:
一、数控机床坐标系的作用 二、数控机床坐标系确定原则 三、坐标轴运动方向的确定(重点) 四、机床坐标系与工件坐标系的关系(难点) 五、机床附加坐标系 六、工件的运动机床坐标系的关系
一、数控机床坐标系的作用
数控机床坐标系是为了确定工件在机床中的位置，机床运动部件特殊位置及 运动范围，即描述机床运动，产生数据信息而建立的几何坐标系。通过机床坐标 系的建立，可确定机床位置关系，获得所需的相关数据。
M M
W
M M
R R 参考点 参考点
P
W
Z Z
机床原点 机床原 点
W W X X
P P
程序原点 点 工件原点 工件原 点 程序原 R R 参考 点点 参 考 定 位 开 关关 定位开 W M Z
Z
Y
ZZ
M
R
X X
R
X
Y X
W
X X
Z Z
机床坐标系与工件坐标系的关系
机床坐标系 原点
工件坐标系 原点
在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上，见下图
（3）机床参考点 机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。机床 参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好 的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已 知数。
通常在数控铣床上机床原点和机 床参考点是重合的；而在数控车床上 机床参考点是离机床原点最远的极限 点。右图所示为数控车床的参考点与 机床原点。
数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床 原点的运动就是刀架返回参考点的操作，这样通过确认参 考点，就确定了机床原点。只有机床参考点被确认后，刀 具（或工作台）移动才有基准。
每次开机启动后，或当机床因意外断电、紧急制动等 原因停机而重新启动时，都应该先让各轴返回参考点，进 行一次位置校准，以消除上次运动所带来的位置误差。
（3）、Y坐标轴
根据X、Z坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定。 注：如在X、Y、Z主要直线运动之外还有第二组平行于它们的运动，可分别将它 们坐标定为U、V、W。
（4）工件的运动
上述坐标轴正方向，均是假定工件不动，刀具相对于工件作进给运动 而确定的方向，即刀具运动坐标系。但在实际机床加工时，有很多都是 刀具相对不动，而工件相对于刀具移动实现进给运动的情况。此时，应 在各轴字母后加上“ ’ ”表示工件运动坐标系。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，即有： +X = −X’ +Y = −Y’ +Z = −Z’ +A = −A’ +B = −B’ +C=−C’
（2）加工坐标系的设定 在机床坐标系中直接设定加工原点 ①加工坐标系的选择 编程原点设置在工件轴心线与工件底端面的 交点上。
假设编程原点02就在 距机床原点O1为X3、 Y3、Z3处。并且X3=345.700mm, Y3=196.220mm, Z3=53.165mm。见右图
②设定加工坐标系指令
• G54～G59为设定加工坐标系指令。G54 对应一号工件坐标系，其余以此类推。 可在MDI 方式的参数设置页面中，设定 加工坐标系。如对已选定的加工原点O3， 将其坐标值 X3= -345.700mm Y3= -196.220mm Z3=-53.165mm 设在G54中，则表明在数控系统中设定了 1号工件加工坐标。
3、加工坐标系
（1）加工坐标系的确定 • 加工坐标系是指以确定的加工原点为基 准所建立的坐标系。 • 加工原点也称为程序原点，是指零件被 装夹好后，相应的编程原点在机床坐标 系中的位置。
•
在加工过程中，数控机床是按照工件装夹 好后所确定的加工原点位置和程序要求进行加 工的。编程人员在编制程序时，只要根据零件 图样就可以选定编程原点、建立编程坐标系、 计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装夹的实 际位置。对于加工人员来说，则应在装夹工件、 调试程序时，将编程原点转换为加工原点，并 确定加工原点的位置，在数控系统中给予设定 （即给出原点设定值），设定加工坐标系后就 可根据刀具当前位置，确定刀具起始点的坐标 值。在加工时，工件各尺寸的坐标值都是相对 于加工原点而言的,这样数控机床才能按照准确 的加工坐标系位置开始加工。
对于钻、镗、铣加工中心机床，主轴的正旋转方向为右旋螺纹进入工件的方向， 与c轴正方向相反
附加坐标系
对于直线运动，通常建立的附加 坐标系有： 指定平行于X、Y、Z的坐标轴可以 采用的附加坐标系：第二组U、V、W坐 标，第三组P、Q、R坐标。
指定不平行于X、Y、Z的坐标轴也可 以采用的附加坐标系：第二组U、V、W坐 标，第三组P、Q、R坐标。对于回转运动， 如果还有平行或不平行于A、B、C的 第二回转运动，可指定为D、E和F。
刀具运动坐标方向相一致。比如，对立式数控铣床而言，按+X轴移
动钮或执行程序中+X移动指令，应该是达到假想工件不动，而刀具 相对工件往右(+X)移动的效果。但由于在X、Y平面方向，刀具实际
上是不移动的，所以相对于站立不动的人来说，真正产生的动作却
是工作台带动工件在往左移动(即+X'运动方向)。若按+Z轴移动钮， 对工作台不能升降的机床来说，应该就是刀具主轴向上回升；而对
• 例：根据图1.8所示的数 控立式铣床结构图，试确 定X、Y、Z直线坐标。 • （1）Z坐标：平行于主轴， 刀具离开工件的方向为正。 • （2）X坐标：Z坐标垂直， 且刀具旋转，所以面对刀 具主轴向立柱方向看，向 右为正。 • （3）Y坐标：在Z、X坐标 确定后，用右手直角坐标 系来确定。
事实上，不管是刀具运动还是工件运动，在进行编程计算时， 一律都是假定工件不动，按刀具相对运动的坐标来编程。机床操作 面板上的轴移动按钮所对应的正负运动方向，也应该是和编程用的
工作台能升降而刀具主轴不能上下调节的机床来说，则应该是工作
台带动工件向下移动，即刀具相对于工件向上提升。
四 机床坐标系与工件坐标系
1．机床坐标系与机床原点、机床参考点 (1)机床坐标系 机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基本坐标系， 是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系，并建立在机床原点上。
通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的；而
在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。
机床原点的设置（铣床）
机床参考点（车床）
2．工件坐标系与工件坐标系原点
(1)工件坐标系
编程人员在编程时根据零件图样及加工工艺设定的坐标系，也称为编程坐标系 工件坐标系坐标轴的确定与机床坐标系坐标轴方向一致。编程坐标系一般供 编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。
(2)机床原点 现代数控机床都有一个基准位置，称为机床原点，是机床制造商设置在机床 上的一个物理位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的 起始点。 机床坐标系原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床原点。它在机床装 配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。一般取在机 床运动方向的最远点。 通常车床的机床零点多在主轴法兰盘接触面的中心即主轴前端面的中心上。 主轴即为Z轴，主轴法兰盘接触面的水平面则为X轴。+X轴和+Z轴的方向指向加工 空间。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极 限位置上。
拇指为x轴，
食指为Y轴， 中指为z轴
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 。
卧式车床的坐标系
立式车床的坐标系
立式数控铣床的坐标方向为： Z轴垂直（与主轴轴线重合），向上为正方向；面对机床立柱的左右移动方 向为X轴，将刀具向右移动（工作台向左移动）定义为正方向；根据右手笛卡尔 坐标系的原则，Y轴应同时与Z轴和X轴垂直，且正方向指向床身立柱。
卧式升降台铣床的坐标方向为： Z轴水平，且向里为正方向（面对工作台的平 行移动方向）；工作台的平行向左移动方向为X轴正方向；Y轴垂直向上
2、旋转运动
旋转运动A、B、C相应地表示其轴 线平行于X、Y、Z的旋转运动，其正 方向按照右旋螺纹旋转的方向。
4轴联动的数控机床的坐标系
5轴联动的加工中心的坐标系
3、主轴正旋转方向与c轴正方向的关系
主轴正旋转方向：
从主轴尾端向前端(装刀具或工件端)看顺时针方向旋转为主轴正旋转方向
对于普通卧式数控车床，主轴的正旋转方向与C轴正方向相同
• G54～G59在加工程序中出现时，即选择 了相应的加工坐标系。
G92的应用
程序为 G92 X50 Y50 Z10
G92 指令不使机床运动，其指定的坐标轴只是设定了工件 原点在机床坐标系中的位置，刀具并不产生运动。
工件坐标系设定指令（G50） 工件坐标系设定指令以程序原点为工 件坐标系的中心（原点），指定刀具出 发点的坐标值（如图3-19所示）。图G50 设定工作坐标系 输入格式：G50 X Z ，式中X、Z的 值是起刀点相对于加工原点的位置。
3.最好在工件的对称中心上 4.要便于测量和检测
车床的工件原点一般设在主轴中心线上，多定在工件的左端面或 右端面。铣床的工件原点，一般设在工件外轮廓的某一个角上或工件 对称中心处，进刀深度方向上的零点，大多取在工件表面。对于形状 较复杂的工件，有时为编程方便可根据需要通过相应的程序指令随时 改变新的工件坐标原点；对于在一个工作台上装夹加工多个工件的情 况，在机床功能允许的条件下，可分别设定编程原点独立地编程，再 通过工件原点预置的方法在机床上分别设定各自的工件坐标系。
§1-2 数控机床的坐标系
本节内容要点:
一、数控机床坐标系的作用 二、数控机床坐标系确定原则 三、坐标轴运动方向的确定(重点) 四、机床坐标系与工件坐标系的关系(难点) 五、机床附加坐标系 六、工件的运动机床坐标系的关系
一、数控机床坐标系的作用
数控机床坐标系是为了确定工件在机床中的位置，机床运动部件特殊位置及 运动范围，即描述机床运动，产生数据信息而建立的几何坐标系。通过机床坐标 系的建立，可确定机床位置关系，获得所需的相关数据。
M M
W
M M
R R 参考点 参考点
P
W
Z Z
机床原点 机床原 点
W W X X
P P
程序原点 点 工件原点 工件原 点 程序原 R R 参考 点点 参 考 定 位 开 关关 定位开 W M Z
Z
Y
ZZ
M
R
X X
R
X
Y X
W
X X
Z Z
机床坐标系与工件坐标系的关系
机床坐标系 原点
工件坐标系 原点
在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上，见下图
（3）机床参考点 机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。机床 参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好 的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已 知数。
通常在数控铣床上机床原点和机 床参考点是重合的；而在数控车床上 机床参考点是离机床原点最远的极限 点。右图所示为数控车床的参考点与 机床原点。
数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床 原点的运动就是刀架返回参考点的操作，这样通过确认参 考点，就确定了机床原点。只有机床参考点被确认后，刀 具（或工作台）移动才有基准。
每次开机启动后，或当机床因意外断电、紧急制动等 原因停机而重新启动时，都应该先让各轴返回参考点，进 行一次位置校准，以消除上次运动所带来的位置误差。
（3）、Y坐标轴
根据X、Z坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定。 注：如在X、Y、Z主要直线运动之外还有第二组平行于它们的运动，可分别将它 们坐标定为U、V、W。
（4）工件的运动
上述坐标轴正方向，均是假定工件不动，刀具相对于工件作进给运动 而确定的方向，即刀具运动坐标系。但在实际机床加工时，有很多都是 刀具相对不动，而工件相对于刀具移动实现进给运动的情况。此时，应 在各轴字母后加上“ ’ ”表示工件运动坐标系。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，即有： +X = −X’ +Y = −Y’ +Z = −Z’ +A = −A’ +B = −B’ +C=−C’
（2）加工坐标系的设定 在机床坐标系中直接设定加工原点 ①加工坐标系的选择 编程原点设置在工件轴心线与工件底端面的 交点上。
假设编程原点02就在 距机床原点O1为X3、 Y3、Z3处。并且X3=345.700mm, Y3=196.220mm, Z3=53.165mm。见右图
②设定加工坐标系指令
• G54～G59为设定加工坐标系指令。G54 对应一号工件坐标系，其余以此类推。 可在MDI 方式的参数设置页面中，设定 加工坐标系。如对已选定的加工原点O3， 将其坐标值 X3= -345.700mm Y3= -196.220mm Z3=-53.165mm 设在G54中，则表明在数控系统中设定了 1号工件加工坐标。
3、加工坐标系
（1）加工坐标系的确定 • 加工坐标系是指以确定的加工原点为基 准所建立的坐标系。 • 加工原点也称为程序原点，是指零件被 装夹好后，相应的编程原点在机床坐标 系中的位置。
•
在加工过程中，数控机床是按照工件装夹 好后所确定的加工原点位置和程序要求进行加 工的。编程人员在编制程序时，只要根据零件 图样就可以选定编程原点、建立编程坐标系、 计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装夹的实 际位置。对于加工人员来说，则应在装夹工件、 调试程序时，将编程原点转换为加工原点，并 确定加工原点的位置，在数控系统中给予设定 （即给出原点设定值），设定加工坐标系后就 可根据刀具当前位置，确定刀具起始点的坐标 值。在加工时，工件各尺寸的坐标值都是相对 于加工原点而言的,这样数控机床才能按照准确 的加工坐标系位置开始加工。
对于钻、镗、铣加工中心机床，主轴的正旋转方向为右旋螺纹进入工件的方向， 与c轴正方向相反
附加坐标系
对于直线运动，通常建立的附加 坐标系有： 指定平行于X、Y、Z的坐标轴可以 采用的附加坐标系：第二组U、V、W坐 标，第三组P、Q、R坐标。
指定不平行于X、Y、Z的坐标轴也可 以采用的附加坐标系：第二组U、V、W坐 标，第三组P、Q、R坐标。对于回转运动， 如果还有平行或不平行于A、B、C的 第二回转运动，可指定为D、E和F。
刀具运动坐标方向相一致。比如，对立式数控铣床而言，按+X轴移
动钮或执行程序中+X移动指令，应该是达到假想工件不动，而刀具 相对工件往右(+X)移动的效果。但由于在X、Y平面方向，刀具实际
上是不移动的，所以相对于站立不动的人来说，真正产生的动作却
是工作台带动工件在往左移动(即+X'运动方向)。若按+Z轴移动钮， 对工作台不能升降的机床来说，应该就是刀具主轴向上回升；而对
• 例：根据图1.8所示的数 控立式铣床结构图，试确 定X、Y、Z直线坐标。 • （1）Z坐标：平行于主轴， 刀具离开工件的方向为正。 • （2）X坐标：Z坐标垂直， 且刀具旋转，所以面对刀 具主轴向立柱方向看，向 右为正。 • （3）Y坐标：在Z、X坐标 确定后，用右手直角坐标 系来确定。
事实上，不管是刀具运动还是工件运动，在进行编程计算时， 一律都是假定工件不动，按刀具相对运动的坐标来编程。机床操作 面板上的轴移动按钮所对应的正负运动方向，也应该是和编程用的
工作台能升降而刀具主轴不能上下调节的机床来说，则应该是工作
台带动工件向下移动，即刀具相对于工件向上提升。
四 机床坐标系与工件坐标系
1．机床坐标系与机床原点、机床参考点 (1)机床坐标系 机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基本坐标系， 是确定刀具(刀架)或工件(工作台)位置的参考系，并建立在机床原点上。
通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的；而
在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。
机床原点的设置（铣床）
机床参考点（车床）
2．工件坐标系与工件坐标系原点
(1)工件坐标系
编程人员在编程时根据零件图样及加工工艺设定的坐标系，也称为编程坐标系 工件坐标系坐标轴的确定与机床坐标系坐标轴方向一致。编程坐标系一般供 编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。
(2)机床原点 现代数控机床都有一个基准位置，称为机床原点，是机床制造商设置在机床 上的一个物理位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的 起始点。 机床坐标系原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床原点。它在机床装 配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。一般取在机 床运动方向的最远点。 通常车床的机床零点多在主轴法兰盘接触面的中心即主轴前端面的中心上。 主轴即为Z轴，主轴法兰盘接触面的水平面则为X轴。+X轴和+Z轴的方向指向加工 空间。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极 限位置上。
拇指为x轴，
食指为Y轴， 中指为z轴
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 。
卧式车床的坐标系
立式车床的坐标系
立式数控铣床的坐标方向为： Z轴垂直（与主轴轴线重合），向上为正方向；面对机床立柱的左右移动方 向为X轴，将刀具向右移动（工作台向左移动）定义为正方向；根据右手笛卡尔 坐标系的原则，Y轴应同时与Z轴和X轴垂直，且正方向指向床身立柱。
卧式升降台铣床的坐标方向为： Z轴水平，且向里为正方向（面对工作台的平 行移动方向）；工作台的平行向左移动方向为X轴正方向；Y轴垂直向上
2、旋转运动
旋转运动A、B、C相应地表示其轴 线平行于X、Y、Z的旋转运动，其正 方向按照右旋螺纹旋转的方向。
4轴联动的数控机床的坐标系
5轴联动的加工中心的坐标系
3、主轴正旋转方向与c轴正方向的关系
主轴正旋转方向：
从主轴尾端向前端(装刀具或工件端)看顺时针方向旋转为主轴正旋转方向
对于普通卧式数控车床，主轴的正旋转方向与C轴正方向相同
• G54～G59在加工程序中出现时，即选择 了相应的加工坐标系。
G92的应用
程序为 G92 X50 Y50 Z10
G92 指令不使机床运动，其指定的坐标轴只是设定了工件 原点在机床坐标系中的位置，刀具并不产生运动。
工件坐标系设定指令（G50） 工件坐标系设定指令以程序原点为工 件坐标系的中心（原点），指定刀具出 发点的坐标值（如图3-19所示）。图G50 设定工作坐标系 输入格式：G50 X Z ，式中X、Z的 值是起刀点相对于加工原点的位置。
3.最好在工件的对称中心上 4.要便于测量和检测
车床的工件原点一般设在主轴中心线上，多定在工件的左端面或 右端面。铣床的工件原点，一般设在工件外轮廓的某一个角上或工件 对称中心处，进刀深度方向上的零点，大多取在工件表面。对于形状 较复杂的工件，有时为编程方便可根据需要通过相应的程序指令随时 改变新的工件坐标原点；对于在一个工作台上装夹加工多个工件的情 况，在机床功能允许的条件下，可分别设定编程原点独立地编程，再 通过工件原点预置的方法在机床上分别设定各自的工件坐标系。