第二节数控铣床加工中心的坐标系
加工中心坐标系
加工中心坐标系一、概述加工中心坐标系是数控机床中的重要概念，在现代制造业中起着至关重要的作用。
它是用于描述和控制加工中心中各个工具、工件以及加工过程中的空间位置关系的坐标系。
二、加工中心坐标系的定义加工中心坐标系是一个三维直角坐标系，由X轴、Y轴和Z轴组成。
这三个轴分别代表了加工中心中的水平、垂直和进给方向。
X轴为水平方向，从左到右为正方向；Y轴为垂直方向，从前向后为正方向；Z轴为进给方向，从下向上为正方向。
三、加工中心坐标系的建立为了能够正确描述和控制加工中心中的加工过程，需要准确建立加工中心坐标系。
建立加工中心坐标系的步骤如下：1. 确定原点原点是坐标系中的一个重要参考点，用于确定其他点的位置。
在加工中心中，通常选择工件的某个特定点作为原点。
2. 确定X轴X轴是加工中心坐标系中的水平方向。
在确定X轴时，需要考虑工件的形状和加工过程中的工具路径。
通常选择工件的一个平面作为X轴。
3. 确定Y轴Y轴是加工中心坐标系中的垂直方向。
在确定Y轴时，需要与X轴垂直并尽量保持工件稳定。
通常选择工件的另一个平面作为Y轴。
4. 确定Z轴Z轴是加工中心坐标系中的进给方向。
在确定Z轴时，需要与X轴和Y轴垂直并尽量保持工件稳定。
通常选择工件的第三个平面作为Z轴。
5. 确定坐标正方向在建立坐标系时，还需要确定每个轴的正方向。
一般情况下，正方向遵循右手定则，即X轴指向右侧，Y轴指向前方，Z轴指向上方。
四、加工中心坐标系的应用加工中心坐标系广泛应用于数控机床中，用于描述和控制加工过程中的空间位置关系。
通过正确运用加工中心坐标系，可以实现以下目标：1. 精确定位工件加工中心坐标系可以精确描述工件在加工中心中的位置。
通过正确建立和使用坐标系，可以实现精确定位工件，保证加工精度。
2. 控制加工路径加工中心坐标系可以控制加工路径，使工具按照预定的路径进行加工。
通过控制坐标系中各个轴的运动，可以实现复杂形状的加工。
3. 实现加工过程控制加工中心坐标系可以实现对加工过程的完全控制。
电子课件-《数控铣床加工中心编程与操作(FANUC系统)(第二版)》-A0第二章 数控铣床加工中心的操作
机床操作面板
第二节 数控铣床/加工中心的基本操作
第二节 数控铣床/加工中心的基本操作
一、 开机与关机操作
1. 开机准备 2. 机床开机操作 3. 机床关机操作
第二节 数控铣床/加工中心的基本操作
二、 回原点操作
1. 操作步骤 (1)按下回原点键 ，系统进入回原点模式。 (2)依次选择相应的坐标轴如 “ 、 、 ”，然后按下正向移动键 ， 使各轴分别回原点。 2. 注意事项
(2)用 G54~G59指令建立工件坐标系 1)参数输入。 2)实例。
G54参数设置
输入参数
第二节 数控铣床/加工中心的基本操作
建立工件坐标系
第二节 数控铣床/加工中心的基本操作
参考程序
第二节 数控铣床/加工中心的基本操作
五、 程序的输入与编辑
1. 程序的新建与传输 (1)新建一个程序 (2)程序的传输
第二节 数控铣床/加工中心的基本操作
2. 程序的编辑 (1)翻页及光标移动 (2)插入字符 (3)删除输入域中的数据 (4)删除字符 (5)查找 (6)替换
第二节 数控铣床/加工中心的基本操作
3. 程序管理 (1)选择程序 (2)删除一个数控程序 (3)删除全部数控程序
第二节 数控铣床/加工中心的基本操作
六、 程序校验与自动加工
1. 程序校验 2. 自动加工 (1)自动连续加工 (2)加工的暂停与停止 (3)单段加工
第二节 数控铣床/加工中心的基本操作
七、 数控机床的操作规程
1. 机床启动前的注意事项 2. 调整程序时的注意事项 3. 机床运转中的注意事项 4. 加工完毕时的注意事项
第三节 数控铣床/加工中心的维护与保养
2. 数控铣床/加工中心常用的对刀方法 (1)X、Y 向对刀 1)试切对刀法。 2)刚性靠棒对刀法。 3)寻边器对刀法。 4)百分表对刀法。 5)对刀仪对刀法。
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
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（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。
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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。
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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。
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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。
数控铣床-加工中心的认识
伺服系统是数控铣床执行机构的驱动部件，主要包括主轴伺服系统和进给
伺服系统。它把来自数控装置的运动指令进行放大，驱动机床的运动部件，使 工作台按规定轨迹移动或准确定位。
（2）数控铣床/加工中心的工作原理 加工中心的基本工作原理如图1.6所示。根据被加工零件的图样、尺寸、材
料及技术要求等内容进行工艺分析，确定加工顺序、走刀路线、切削用量等， 把加工程序输入到数控装置中，经过驱动电路控制和放大，使伺服电机转动， 经滚珠丝杠驱动铣床工作台，最终完成整个加工。加工结束机床自动停止。
3.数控铣床加工范围与常用的刀具 （1）数控铣床的加工范围
1)平面类零件 平面类零件是指加工面平行或垂直于水平面，以及加工米昂与水平面的夹角为 一定值的零件，这类加工面可展开为平面。
1.数控铣床/加工中心的分类 （1）按控制轴数可分为： 1）三轴数控铣床（加工中心） 2）四轴数控铣床（加工中心） 3）五轴数控铣床（加工中心） （2）按主轴与工作台相对位置分类 1）立式加工中心 2）卧式加工中心
2.数控铣床的组成和工作原理 （1）数控铣床的组成
数控铣床与其他数控机床一样，由数控系统、伺服系统、机床本体三部分 组成。其中数控系统是核心部件。
项目
配分
刀具识别
50பைடு நூலகம்
机床面板识别
50
考核标准 能正确识别刀具的种类并说明其加工场合
能正确识别面板上的所有功能按键
得分
【复习与思考】
1.判断题。
（1）数控机床产生于1958年。（ ）
（2）二轴半的数控铣床是指具有二根半轴的数控铣床。（ ）
（3）加工中心不适宜加工箱体类零件。（ ）
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。
数控机床坐标系
Z Y
ZP 0 YP
Y1
X Z1 XP
X1
O
OP Z(ZP) OP
Z X
1
XP
2.机床参考点 2.机床参考点
机床参考点是采用增量式测量的数控机床所 机床参考点是采用增量式测量的数控机床所 增量式测量 特有的，机床原点是由机床参考点体现出来 特有的，机床原点是由机床参考点体现出来 的，它是一个硬件点。机床参考点对机床原 它是一个硬件点。 点的坐标是已知值。 点的坐标是已知值。 通常，机床参考点设置在机床各轴 靠近正向极限的位置（如图示）。
+X
⑶Y坐标:由右手直角笛卡尔坐标系确定。 坐标:由右手直角笛卡尔坐标系确定。 3.旋转坐标A 3.旋转坐标A、B、C 旋转坐标 分别是围绕X A、B、C分别是围绕X、Y、Z轴的旋转坐标
4.附加坐标系 4.附加坐标系 X、Y、Z坐标系称为主坐标系或第一坐标 其它坐标系称为附加坐标系。 系，其它坐标系称为附加坐标系。 :U、 P、 直线运动 :U、V、W ; P、Q、R :D、 旋转运动 :D、E、F
10.确定车床坐标系 10.确定车床坐标系
前置刀架
后置刀架
11.确定加工中心坐标系 11.确定加工中心坐标系
卧式加工中心 立式加工中心
• 8.数控机床上有一个机械原点，该点 8.数控机床上有一个机械原点 数控机床上有一个机械原点， 到机床坐标零点在进给坐标轴方向上 的距离可以在机床出厂时设定， 的距离可以在机床出厂时设定，该点 称（）。 • A．工件零点 B．机床零点 C．机 床参考点 D．机械原点 • 9.数控机床上工件坐标系的零点可以 9.数控机床上工件坐标系的零点可以 随意设定
不是一个硬件点， 而是一个定义点 在数控车床上，机床原点一般取在卡盘前端 数控车床上 机床原点一般取在卡盘前端 面或后端面与主轴中心线的交点处。 面或后端面与主轴中心线的交点处。如图 所示，图中O即为机床原点。 所示，图中O即为机床原点。 在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z 数控铣床上 机床原点一般取在X 三个坐标轴正方向的极限位置上。 三个坐标轴正方向的极限位置上。如图所 图中O即为机床原点。 示，图中O即为机床原点。
数控编程与操作教案(机工版)——第二讲 数控编程基础
【授课时数】2学时【复习旧课】1.数控编程的主要内容是什么？2.在数控机床上如何使用右手直角笛卡尔法则判断坐标轴？3.数控编程的方法有哪几种?【导入新课】作为数控编程与操作人员，编程时如何确定各个点的位置，采用什么样的坐标系，使用什么方法编程？下面我们通过学习机床坐标系与工件坐标系以及绝对坐标与相对坐标编程方式来了解这方面的内容。
【授课内容】第二节机床坐标系与工件坐标系一、机床坐标系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，该坐标系就叫机床坐标系，也叫标准坐标系。
机床坐标系是确定工件位置和机床运动的基本坐标系，是机床固有的坐标系。
二、工件坐标系工件坐标系是由编程人员根据零件图样及加工工艺，以零件上某一固定点为原点建立的坐标系。
又称为编程坐标系或工作坐标系。
工件坐标系一般供编程使用，确定工件坐标系时不必考虑工件在机床上的实际装夹位置。
工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。
三、附加坐标系为了编程和加工的方便，如果还有平行于X、Y、Z坐标轴的坐标，有时还需设置附加坐标系，可以采用的附加坐标系有：第二组U、V、W坐标，第三组P、Q、R坐标。
四、几个重要概念1．机床原点机床原点又称为机械原点，是机床坐标系的原点。
该点是机床上一个固定的点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，通常不允许用户改变。
机床原点是工件坐标系、机床参考点的基准点，也是制造和调整机床的基础。
数控车床的机床原点一般设在卡盘后端面的中心，有的设在进给行程的终点。
数控铣床的机床原点，各生产厂不一致，有的设在机床工作台的中心，有的设在进给行程的终点。
数控机床上电时并不知道机床原点，每个坐标轴的机械行程是由最大和最小限位开关来限定的。
2．机床参考点为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，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)，机床参考点已由机床制造厂测定后输入数控系统，并且记录在机床说明书中，用户不得更改。
机械制造与自动化专业《数控机床的坐标系和对刀》
数控机床的坐标系和对刀1．数控机床坐标系规定数控机床的坐标系及其运动方向，在国际标准中有统一规定。
标准的机床坐标系统一规定采用右手直角笛卡儿坐标系，如图5-9〔a〕所示。
图中大拇指的指向为X轴的正方向，食指指向为Y 轴的正方向，中指指向为Z轴的正方向。
围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A、B、C表示，其正方向用右手螺旋法那么确定，以大拇指指向十X、十Y、十Z方向，那么食指、中指等的指向是圆周进给运动的＋A、＋B、＋C，如图5-9〔c〕所示。
机床在加工过程中不管是刀具移动，还是被加工工件移动，都一律假定被加工工件相对静止不动，而刀具在移动，并规定刀具远离工件的运动方向为坐标轴的正方向。
图5-9 右手笛卡尔坐标系2．数控机床坐标系机床原点〔亦称为机床零点〕是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、调试时就已调整好，一般情况下不允许用户进行更改，因此它是一个固定点。
机床原点也是数控机床进行加工运动的基准参考点。
〔1〕数控车床的机床坐标系数控车床坐标系如图5-10所示，Z轴与车床导轨平行〔取卡盘中心线〕，正方向是远离车床卡盘的方向，X轴与Z轴垂直，平行于横向滑座，正方向是刀具远离主轴轴线的方向，坐标原点O 定在卡盘后端面与中心线交点处。
通常，当数控车床配置后置刀架时，其坐标系的表示形式如图5-11所示，机床原点为主轴轴线与主轴前端面的交点，如图5-11中的O点。
数控车床坐标系的原点也称机械原点。
从机床设计的角度来看，该点位置可任选，但从使用某一具体机床来看，这点却是机床上一个固定的点。
为了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作为测量起点，它是机床坐标系中一个固定不变的极限点，其固定位置由各轴向的机械挡块来确定。
一般数控机床开机后，通常要进行机动或手动回参考点以建立机床坐标系。
机床参考点可以与机床零点重合也可以不重合，通过参数指定机床参考点到机床零点的距离。
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（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。
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
立式数控铣床的机床坐标系
卧式数控铣床的机床坐标系
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
（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。
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
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。
5．Z轴工件坐标系原点通常选在工件的上表面。 6．X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。
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
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。
第一章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”。
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
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1－6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。
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。
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
如图1－10所示，由 于定位块的厚度尺寸δ1 和δ2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）。
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
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。
图1－6 右手笛卡儿坐标系
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
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
图1－10 对刀点
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
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。