数控车床坐标系
数控车的坐标系.
B A 工 件
G03: 逆时针圆弧插补
B 工 件
A
卡 盘
圆弧插补编程方式有好几种，这里仅
介绍终点、半径编程方式：
G02：顺时针圆弧插补
格式：G2 X… Z… CR=….. F…. G03：逆时针圆弧插补
格式：G3 X… Z… CR=….. F….
终点和半径尺寸：
上页图示的编程举例： N5 G90 X40 Z30 N10 G02 X40 Z50 CR=12.207 F100 注： CR 的数值为负号，表示圆弧段大 于半圆。
1
X 2 0 Z
卡 盘 工件
格式： G00 X… Z… 编程举例： G00 X 0 Z70
G01: 直线插补 （带进给率） 执行该指令，刀具将以设定的进给速度， 由原在位置移动到给定位置
X
卡 盘
2
工件
1 0
Z
格式： G01 X… Z… F … 编程举例： G01 X 30 Z-65 F80
G02: 顺时针圆弧插补
数控车的坐标系 以及常用的基本指令
授课人：王清欣
数控车床和数控车削加工
一、数控车床的坐标系 二、G00、G01指令
三、G02、G03指令
三、SINUMERIK 802S 数控车系统的编 程原则： 1、车床坐标系： 车床坐标系是以车床零点为原点的工作 坐标系，车床零点是机床生成厂家出厂时 设定的一个固定点。在进行数控加工之前 必须将机床的工作台（工具）回到机床原 点。车床坐标系采用标准坐标系，其中 Z 轴与车床导轨平行 （即主轴中心线），X 轴与Z轴垂直。刀具运动的正方向是刀具 与卡盘（工件）距离增大的方向。（见下 图）
谢谢大家！
ห้องสมุดไป่ตู้
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
数控机床的坐标轴及各轴确立
+Z
笛卡尔直角坐标系统
右手直角坐标系（笛卡尔坐标系） 围绕X、Y、Z轴旋转的旋转进给坐标轴A、B、C则按 右手螺旋定则判定。
大拇指指向+ X、+Y、+Z坐 标轴的方向，则其余四指的 旋转方向即为+A、+B、+C
的方向。
+Y
+B +Y
+C +Z
+X
+X
+X、+Y或+Z
+A +A、+B 或 +C
+Z
② Z轴为铅垂方向 （ 立式主轴）
a．对于单立柱机床 ，从刀具向立柱看时 X 轴的正方向指向右 边。
+X
立式数控机床+x
X坐标轴
对于刀具旋转的机床
（如铣、钻、镗床）
② Z轴为铅垂方向 （ 立式主轴）
a．对于单立柱机床 ，从刀具向立柱看时 X 轴的正方向指向右 边。
+Z +X/
立式数控机床+x
X坐标轴
+Z +W
+A +C/
+X/
+Y
立式5轴数控铣床的坐标系
多轴数控机床坐标系示例
（a）卧式镗铣床
（b）六轴加工中心
卧式数控车床
X坐标轴
对于刀具旋转的机床 （如铣、钻、镗床） ① 当Z轴水平时，沿刀具 主轴向工件看，X轴的正方 向指向右边。
卧式镗床
X坐标轴
对于刀具旋转的机床
（如铣、钻、镗床） ① 当Z轴水平时，沿刀具 主轴向工件看，X轴的正方 向指向右边。
+Z +X/
数控机床的坐标系
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
数控车床的坐标系
任务3
数控车床操作基础
数控车床的手动操作
1．掌握数控车床坐标系的确定方法。
2 ．巩固数控车床基本操作技能。 3．掌握对刀操作技能。
项目一
数控车床操作基础
本任务是采用手摇（HANDLE）或手动（JOG）切削方 式加工工件，工件材料选用φ50mm×90mm的45钢，刀具的 装夹与校正运用普通车床操作技能来完成。
运动类别
项目一
数控车床操作基础
按我国部颁标准JB/T3051—1999《数字控制机床坐标和 运动方向的命名》中的规定：
数控车床的主轴轴线方向作为Z轴，其正方向为刀具远
离工件的方向，X轴位于与工件安装面平行的水平平面内， 垂直于主轴轴线方向，刀具远离主轴轴线的方向为X轴的正
方向。
项目一
数控车床操作基础
数控车刀的刀位点
数控编程的实质：描述刀具的刀位点在编程坐标系中 运动的轨迹。
项目一
2．手动对刀
数控车床操作基础
手动对刀也可称为试切法对刀。 手动对刀的目的：建立工件坐标系及对刀架上安装的多
把刀具进行刀具位置补偿，从而在程序执行中使各刀具的刀
位点相对工件具有正确的运动轨迹。在数控车床的对刀操作 中，目前普遍采用刀具几何偏移的方法进行对刀。
项目一
三、工件坐标系
1．工件坐标系
数控车床操作基础
机床坐标系的建立保证了刀具在机床上的正确运动。
而实际加工中，刀具
的运动轨迹往往是相对被 加工工件描述的，为方便
编程和加工，还应在工件
上建立工件坐标系。
工件坐标系
项目一
数控车床操作基础
2．工件坐标系原点
工件坐标系原点是指工件装夹完成后，选择工件上的某
数控机床坐标系简介PPT课件
MM
W
P
W
XX
ZZ XX
MM
RR
ZZ 机机 床床原原点点 参参 考考点点
WW
PP
工工 件件原原点点 程程 序序原原点点
RR
参参 考考点 点 定定位位开开关 关
ZZ
Y
M MR RX
Y X
WW
XX ZZ
.
机床坐标系与工件坐标系的关系
工件坐标系 原点
.
机床坐标系 原点
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
工件坐标系 原点
机床坐标系 原点
.
二、数控机床坐标系确定原则
1、刀具相对静止工件而运动的原则 假设：工件固定，刀具相对工件运动。这一原则使编程人员能在不知道是刀
具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就能根据零件图样确定机床的加工过程。 反过来，如果假设当工件运动时，在坐标轴符号上加“′”表示。
.
2、标准坐标系（机床坐标系）的规定 标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则。基本坐标轴x、Y、z的关系及其正方
.
（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
.
（2）、X坐标轴 1）、X坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹面，是刀具或工件定位平面内 的运动的主要坐标。 2）、对于工件旋转的机床（车床、磨床），X坐标的方向在工件的径向上，并且 平行与横滑座，刀具离开工件回转中心的方向为X坐标的正方向。 3）、对于刀具旋转的机床（铣床），若Z坐标轴是水平的（卧式铣床），当由主 轴向工件看时，X坐标轴的正方向指向右方；若Z坐标轴是垂直的（立式铣床）， 当由主轴向立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方；对于双立柱的龙门铣床，当由 主轴向左侧立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方。 4）、对刀具和工件均不旋转的机床（刨床），X坐标平行于主要切削方向，并以 该方向为正方向。
数控机床坐标系简介
定位：确定工件 在机床中的位置
测量：测量工件 的尺寸和形状
校准：校准机床 和工件的精度
检测：检测工件 的质量和性能
数控机床坐标系 的校准与调整
校准的目的与内容
目的：确保数控机 床的精度和稳定性
内容：包括对机床 的机械、电气、液 压等各个部分的校 准
校准方法：使用专 用的校准工具和设 备按照规定的程序 进行
确定坐标系轴向： 选择合适的轴向 如X轴、Y轴、Z 轴等
设置坐标系参数： 根据实际需求设 置坐标系的尺寸、 精度等参数
验证坐标系设置： 通过实际加工验 证坐标系的设置 是否正确如有问 题及时调整
坐标系设置的原则
原点：选择便于 编程和操作的位
置
方向：选择便于 编程和操作的方
向
单位：选择便于 编程和操作的单
原点的位置可以通过数控系统 的参数设置进行修改
原点的位置对于数控机床的加 工精度和效率有重要影响
坐标系的方向
数控机床坐标系的原点：通常位于机床工作台的中心
坐标系的方向：通常采用右手定则来确定
右手定则：将右手握拳拇指指向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
坐标系的方向：可以按照右手定则进行旋转以适应不同的加工需求
技术展望
智能化：数控机床 将更加智能化实现 自动编程、自动加 工等功能
网络化：数控机床 将实现网络化实现 远程监控、远程诊 断等功能
高速化：数控机床 将实现高速化提高 加工效率和精度
环保化：数控机床 将更加环保减少废 气、废液等污染物 排放
对未来发展的建议
加强技术创新提高数控机床的精度和效率 注重环保和节能降低数控机床的能耗和污染 加强人才培养提高数控机床的操作和维护水平 加强国际合作引进先进技术和经验提高数控机床的国际竞争力
数控车床中几个“点”，大家搞清楚了吗？
数控车床中几个“点”，大家搞清楚了吗？1、数控车床零点数控车床坐标系的原点称为机床零点( X = 0 , Y = 0 ,Z = 0) 。
机床零点是机床上的一个固定点, 由生产厂家事先确定。
机床零点M是机床坐标系的零点以及其他坐标系, 如工件坐标系、编程坐标系和机床内的参考点(或基准点) 的出发点。
数控车床的机床坐标系( XOZ) 的原点O一般位于卡盘端面 , 或离卡爪端面一定距离处 , 或机床参考点。
数控铣床的机床坐标系( X YZO) 的原点O 一般位于机床参考点或机床工作台的左角上表面。
2、机床参考点(基准点)机床参考点( R) 是由机床制造厂家人为定义的点，机床参考点( R) 与机床零点( M) 之间的坐标位置关系是固定的并被存放在数控系统的相应机床数据中，一般是不允许改变的。
仅在特殊情况下可通过变动机床参考点( R) 的限位开关位置来变动其位置；但同时必须能准确测量出机床参考点( R) 相对机床零点( M) 的几何尺寸距离并存入数控系统的相应机床数据中，才能保证原设计的机床坐标系统不被破坏。
控制系统启动后，所有的轴都要回一次参考点，以便校正行程测量系统。
多数机床都可以自动返回参考点，如因断电使控制系统失去现有坐标值，则可返回参考点，并重新获得准确的位置值。
参考点R的位置是在每个轴上用挡块和限位开关精确地预先确定好的。
参考点对机床零点的坐标是一个已知数, 参考点多位于加工区域的边缘。
3、工件零点(编程零点)由操作者或编程者在编制零件程序时, 以工件上某一固定点为零点建立的坐标系, 称为工件坐标系(或编程坐标系) 。
此工件坐标系的零点称为工件零点(或编程零点) W。
选择工件零点的原则是：让工件图中的尺寸容易换算成坐标值, 尽量直接用图样尺寸作为坐标值。
测量系统能方便地检查, 装夹、调整、容易定向、定位。
数控车床工件零点在成品件轮廓右侧边缘或左侧边缘的主轴轴线上。
铣床工件零点选工件的一个外角,工件零点选定后(往往是相对于参考点的距离) , 在起动机床时输入到数控装置中去。
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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。
数控机床车床原点的位置大多规定在主轴轴心线与装夹盘端面的交点上。
2.机床参考点
数控装置通电时并不知道机床原点，为了在机床工作时正确建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点（测量起点），机床启动时，首先要进行机动或手动的回参考点，以建立机床坐标系。
机床原点实际上是通过返回（或称寻找）机床参考点来确定的。
归纳总结：机床开机
后回参考点的目的就
是为了找到机床原点，
建立机床坐标系。
3、工件编程原点
工件编程原点是由编程人员在编程时根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。
编程坐标系中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。
满足编程简单，尺寸换算
少，引起的加工误差少
等条件。
对车床而言，工件坐标系
原点一般选在工件轴线
与右端面或左端面的交
点上。
小结：为了便于编程所设定的坐标原点
4、换刀点
换刀点是零件程序开始加工或是加工过程中相对与机床固定原点而设置的一个自动更换刀具的相关点，如下图所示。
设立换刀点的目的是在更换刀具时让刀具处于一个比较安全的区域。
为了安全换刀所设的一个安全点
练习：根据笛卡尔坐标原则，判断第三轴的正方向。
X
Y
Y
数控车床机床的坐标系及机床原点数控车床机床的坐标系及机床原点
机床原点的
寻找
及其位置
编程坐标系
（工件坐标系）
原点的合理位置编程原点，选在机床原点时，
结果是：
工件原点，
在右端面比
在机床原点
尺寸数字更简，
一目了然。
编程原点
选在工件右端面回转中心原点时，
Fanuc系统数控车床设置工件零点常用方法
一、直接用刀具试切对刀
1.用外园车刀先试车一外园，记住当前X坐标，测量外园直径后，用X坐标减外园直径，所的值输入offset界面的几何形状X值里。
2.用外园车刀先试车一外园端面，记住当前Z坐标，输入offset界面的几何形状Z值里。
二、用G50设置工件零点
1.用外园车刀先试车一外园，测量外园直径后，把刀沿Z轴正方向退点，切端面到中心（X轴坐标减去直径值）。
2.选择MDI方式，输入G50 X0 Z0，启动START键，把当前点设为零点。
3.选择MDI方式，输入G0 X150 Z150 ，使刀具离开工件进刀加工。
4.这时程序开头：G50 X150 Z150 …….。
5.注意：用G50 X150 Z150，你起点和终点必须一致即X150 Z150，这样才能保证重复加工不乱刀。
6.如用第二参考点G30，即能保证重复加工不乱刀，这时程序开头G30 U0 W0 G50
X150 Z150
三、用工件移设置工件零点
1.在FANUC0-TD系统的Offset里，有一工件移界面，可输入零点偏移值。
2.用外园车刀先试切工件端面，这时Z坐标的位置如：Z200，直接输入到偏移值里。
3.选择“Ref”回参考点方式，按X、Z轴回参考点，这时工件零点坐标系即建立。
4.注意：这个零点一直保持，只有从新设置偏移值Z0，才清除。
四、用G54-G59设置工件零点
1.用外园车刀先试车一外园，测量外园直径后，把刀沿Z轴正方向退点，切端面到中心。
2.把当前的X和Z轴坐标直接输入到G54----G59里,程序直接调用如:G54X50Z50……。
3.注意:可用G53指令清除G54-----G59工件坐标系。
要求：
加工结束后，
刀具回到起刀点。
用G50确定工件原点坐标系的确定方法
用G50
可以确定任意点
作为工件原点。
但，
确定在右端面O
3
为更方便。
20
例如，
O1点，G50 X70 Z70；
O2点，G50 X70 Z60；
……
O3点，G50 X70 Z20；
用刀具补偿指令Txxxx
设定工件原点
零点
用刀具刀尖对准右端面O P 处，当刀具位于右端面位置，输入Z0，并按测量时，机械坐标所显示数值为：O P 点到机床原点(零点)的距离；切外圆后，测量其直径，该直径是外圆到回转中心的距离，将该直径值写入，并按测量时所显示的机械坐标X 数值为：回转中心到机床原点的距离。
所以，等于是将机床零点偏移了所显示的数值后，零点偏到了右端面中心。
数控车床的编程基础
•数控车床编程特点
•一、坐标系统
•机床坐标系:是数控机床安装调试时便设定好的一固定的坐标系统。
机床原点在主轴端面中心，参考点在X轴和Z轴的正向极限位置处•编程坐标系:是在对图纸上零件编程时就建立的，程序数据便是基于该坐标系的坐标值。
•工件坐标系时编程坐标系在机床上的具体体现。
由相应的编程指令建立。
•由对刀操作建立三者之间的相互联系
二、直径编程方式
❖在车削加工的数控程序中，X 轴的坐标值取为零件图样上的直径值的编程方式。
与设计、标注
一致、减少换算。
❖如图所示：图中A点的坐标值为（30，
80），
B点的坐标值为（40,60）。
❖编程方式可由指令指定。
也可由参数设定。
❖一般默认直径方式。
如：华中数控G36|—直径编程G37—半径编程西门子G22—直径编程G23—半径编程X
Z
三、绝对编程与增量编程
•数控编程通常都是按照组成图形的线段或圆弧的端点的坐标来进行的。
•绝对编程：指令轮廓终点相对于工件原点绝对坐标值的编程方式。
•增量编程：指令轮廓终点相对于轮廓起点坐标增量的编程方式。
•有些数控系统还可采用极坐标编程
❖X、Z 取值原则：
❖1、方便数学计算和简化编程；❖2、容易找正对刀；
❖3、不要与机床、工件发生碰撞；❖4、方便拆卸工件；
❖5、空行程不要太长；。