第二节数控铣床/加工中心的坐标系,一、坐标系命名原则,为了便于编程时描述机床的运动和方向，进行正确的数值计算，就需要明确数控机床坐标轴和进给方向。GB/T 19660-2005标准中采取的坐标轴和运动方向命名的规则为：刀具相对于静止的工件而运动。即永远假定刀具相对于静止的工件而运动。,二、机床坐标系,为了确定机床上的运动方向和运动距离，就需要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就称为机床坐标系。,1机床坐标系的规定,标准的机床坐标系是一个右手笛卡儿坐标系，如图16所示。规定了X、Y、Z三个坐标轴的方向，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。这三个坐标轴的方向与机床的主要导轨平行。围绕X、Y、Z坐标旋转的坐标分别用A、B、C表示。,图16 右手笛卡儿坐标系,2运动方向的确定,刀具离开工件的方向便是机床某一运动的正方向。,（1）Z坐标轴的确定 Z坐标轴的确定由传递切削力的主轴所决定，与主轴轴线平行的坐标轴即为Z坐标轴。Z坐标轴的正方向是增加刀具与工件距离的方向。,（2）X坐标轴的确定 X坐标轴一般是水平的，它垂直于Z轴且平行于工作台平面。,（3）Y坐标轴的确定 根据X、Z轴的正方向，按照右手笛卡儿坐标系可以确定Y轴的正方向。,卧式数控铣床的机床坐标系,立式数控铣床的机床坐标系,（4）A、B、C坐标轴的确定 A、B、C表示分别相对于X、Y、Z做旋转运动，A、B、C轴的正方向为：根据右手螺旋法则，大拇指指向X（Y、Z）轴的正方向，其他四指的指向为A（B、C）旋转轴的正方向。,3机床原点,机床原点是指机床上设置的一个固定的点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工的基准参考点。数控铣床的机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。,4机床参考点,为了工作时正确地建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点。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。,三、工件坐标系,工件坐标系是编程人员在编程时使用的，由编程人员选择工件上的某一个已知点为原点建立的一个坐标系。确定工件坐标系时不必考虑毛坯在机床上的实际装夹位置。工件坐标系各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致。,选择工件坐标系时一般应遵循以下原则：,1尽可能将工件坐标系原点选择在工艺定位基准上，这样有利于提高加工精度。 2工件坐标系原点的选择要尽量满足编程简单、尺寸换算少、引起的加工误差小等条件。 3尽量选在精度较高的工件表面上，以提高被加工零件的加工精度。 4将工件坐标系原点选择在零件的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，减少手工计算量。 5Z轴工件坐标系原点通常选在工件的上表面。 6X轴、Y轴工件坐标系原点设在与零件的设计基准重合的地方。,四、对刀点与换刀点,1刀位点,所谓刀位点，是指刀具的定位基准点，不同的刀具，刀位点不同。,2对刀点,对刀点是数控加工中刀具相对于工件运动的起点。程序也是从这一点开始执行的。所以对刀点也称为“程序起点”。 选择对刀点的原则是： （1）便于数学处理和简化程序编制。 （2）在机床上容易找正。 （3）在加工中便于检查。 （4）引起的加工误差小。 对刀点可以选择在工件上，也可以选择在工件外（如夹具上或机床上），但必须与工件的定位基准有一定的尺寸关系。,如图110所示，由于定位块的厚度尺寸1和2是已知的，工件在安装后工件坐标系与机床坐标系就有了确定的尺寸关系。在工件坐标系设定后，从对刀点开始的第一个程序段的坐标值为对刀点在机床坐标系中的坐标值（X、Y）。,图110 对刀点,3换刀点,数控铣床和加工中心在加工的过程中常需要换刀，为避免在换刀时刀具与工件或机床附件发生碰撞，编程时应设置一个换刀点。换刀点一般设置在被加工零件的外部，以防止换刀时刀具与工件或夹具发生碰撞。数控铣床的换刀是采用手动的方式进行的，该点是任意的一点，选择原则是在保证刀具不与机床、夹具或者工件产生干涉或碰撞的情况下，越近越好。其主要目的是节约辅助时间，提高加工效率。加工中心的换刀是机床自动进行的，该点是一个固定的点，是由机床制造厂家精确调整好的。,