数控机床的两个坐标系
CNC机床坐标系的确定及工件坐标系
CNC机床坐标系的规定及工件坐标系1进给运动与坐标系数控加工必须准确描述进给运动。
加工过程中，刀具相对工件运动轨迹和位置决定了零件加工的尺寸、形状。
数控加工就是让数控机床按照数控程序所描述的刀具相对工件运动的轨迹进行切削运动，从而加工出零件的表面形状。
把刀具相对工件的进给运动轨迹简称刀轨，数控机床必须确切知道刀轨，编程人员必须准确描述表达刀轨。
刀轨一般由直线段或圆弧段组成，线段起点、终点、交点、切点的位置是表达刀轨的最主要信息。
数学中，点位可以在坐标系里定义为坐标值。
如果在数控机床上规定建立一个笛卡儿直角坐标系的数控机床坐标系，就可以方便地在机床或在工件的图样上描述刀轨。
CNC编程中，使用数字来“翻译”图纸，将图纸的尺寸变成刀轨。
国际数控标准I S0841规定数控机床标准坐标系采用右手笛卡儿坐标系，如图1所示，用右手笛卡儿坐标系来规定数控机床标准坐标系。
图1右手笛卡儿坐标系规定数控机床标准坐标系2机床标准坐标系规定1.机床坐标系基本规定⑴刀具相对工件运动的原则编程人员编程时可以假定机床加工时工件是静止的。
如果能假定刀具是相对于静止的工件进行进给运动，那么，编程人员可以不必考虑具体机床在加工时是刀具移向工件，还是工件移向刀具，可直接依据零件图样，确定机床加工过程及编程。
⑵机床进给运动的名称、方向规定机床进给运动的坐标轴向用X、Y、Z表示。
表示机床进给运动的坐标系中，X，Y，Z轴向的关系符合右手直角笛卡儿坐标系规则，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。
如图1。
围绕平行X、Y、Z旋转坐标轴的圆周进给坐标轴分别用A，B，C表示。
数控技术试题集+答案
填空题1、数控机床坐标系采用的是右手笛卡尔直角坐标系。
2、数控机床坐标系的正方向规定为增大刀刀具与工件距离的方向。
3、数控机床坐标系中Z轴的方向指的是与主轴平行的方向，其正方向是刀具远离工件的方向。
4、数控机床中旋转坐标有 A 轴、B 轴、 C 轴，其正方向的判断是用右手螺旋定则。
5、数控车床中X轴的方向是工件的径向，其正方向是远离工件的方向 .6、数控机床坐标系一般可分为机床坐标系和工件坐标系两大类。
7、数控机床坐标系按坐标值的读法不同可分为绝对坐标系和增量坐标系。
8、在绝对坐标系中所有刀具运动轨迹的坐标值都以坐标原点为计算基准,而增量坐标系中所有运动轨迹的坐标值都相对前一位置进行计算的。
9、数控系统的插补是指根据给定的数学函数，在理想的轨迹和轮廓上的已知点之间进行数据密化处理的过程。
10、大多数数控系统都具有的插补功能有直线插补和圆弧插补。
11、插补的精度是以脉冲当量的数值来衡量的。
12、所谓脉冲当量是指数控装置发出一个脉冲信号机床执行部件的位移量。
13、数控机床插补过程中的四个节拍是: 偏差差别、坐标进给、偏差计算、终点差别。
14、插补过程中终点判别的具体方法有：单向计数、双向计数、分别计数。
15、数控编程是从零件图样到获得数控机床所能识别的数控加工程序的全过程。
16、数控编程的步骤有工艺分析、数值计算、编写程序单、程序输入、程序检验和首件加工。
17、数控机床程序段的格式有固定程序段格式和可变程序段格式。
18、数控机床的编程方法有手动编程和自动编程。
19、以下指令的含义：G00 快速点定位；G01直线插补 ;G02 顺时针圆弧插补；G03 逆时针圆弧插补。
20、准备功能G代码有模态代码和非模态代码两大类.二、判断题1、数控加工程序是由若干程序段组成，而且一般常采用可变程序进行编程.（√）2、只需根据零件图样进行编程，而不必考虑是刀具运动还是工件运动。
（×）3、进给路线的确定一是要考虑加工精度，二是要实现最短的进给路线. （√）4、刀位点是刀具上代表刀具在工件坐标系的一个点,对刀时，应使刀位点与对刀点重合。
教案2数控机床的坐标系统与刀具运动
第一章 数控加工的编程基础
数控镗铣床、加工中心等机床， 数控镗铣床、加工中心等机床，它的各个坐 标方向的进给运动的速度能在一定范围内进行调 兼有点位和直线控制加工的功能， 整，兼有点位和直线控制加工的功能，这类机床 应该称为点位/直线控制的数控机床 直线控制的数控机床。 应该称为点位 直线控制的数控机床。
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第一章 数控加工的编程基础
2．直线控制数控机床 ． 直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进 给速度， 给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加 进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。 工，进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。 直线控制的简易数控车床，只有两个坐标轴， 直线控制的简易数控车床，只有两个坐标轴，可加 工阶梯轴。直线控制的数控铣床，有三个坐标轴， 工阶梯轴。直线控制的数控铣床，有三个坐标轴，可用于 平面的铣削加工。现代组合机床采用数控进给伺服系统， 平面的铣削加工。现代组合机床采用数控进给伺服系统， 驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工， 驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工，它也可 算是一种直线控制数控机床。 算是一种直线控制数控机床。
第一章 数控加工的编程基础
3．轮廓控制数控机床 ． 轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上运动的位移 及速度进行连续相关的控制， 及速度进行连续相关的控制，使合成的平面或空间的运动 轨迹能满足零件轮廓的要求。 轨迹能满足零件轮廓的要求。它不仅能控制机床移动部件 的起点与终点坐标， 的起点与终点坐标，而且能控制整个加工轮廓每一点的速 度和位移，将工件加工成要求的轮廓形状。 度和位移，将工件加工成要求的轮廓形状。
第一章 数控加工的编程基础
第一章 数控加工的编程基础
标准机床坐标系中X、 、 坐标轴的相互关系 标准机床坐标系中 、Y、Z坐标轴的相互关系 用右手笛卡尔直角坐标系决定： 用右手笛卡尔直角坐标系决定：
2.2机床坐标系
4） 坐标轴运动方向的确定
2023/12/27
4） 坐标轴运动方向的确定
+Z
+Z
+X
+Y
+X
斜床身数控车床坐标系
立式数控铣床坐标系
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4） 坐标轴运动方向的确定
（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。
4.要便于测量和检测
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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。
机床坐标系 原点
工件坐标系 原点
2023/12/27
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4） 坐标轴运动方向的确定
（1）Z坐标轴
1）Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴平行 的标准坐标轴为Z坐标轴，其正方向为增加刀具和工件之 间距离的方向。 2）若机床没有主轴（刨床），则Z坐标轴垂直与工件装夹 面。
3）若机床有几个主轴，可选择一个垂直与工件装夹面的 主要轴为主轴，并以它确定Z坐标轴。
(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
工件原点选择： 1.与设计基准一致 2.尽量选在尺寸精度高，粗糙度低
工件坐标 系原点
的工件表面
3.最好在工件的对称中心上
3）标准坐标系（机床坐标系）的规定
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。
机床坐标系名词解释
机床坐标系名词解释机床坐标系是在机床操作和编程中使用的坐标系统，用于确定工具相对于工件的位置和运动。
这个坐标系是在机床上的三维空间中建立的，通常由坐标轴和原点组成。
以下是对机床坐标系的详细解释：1.坐标轴：机床坐标系通常包括三个主要坐标轴，分别是X轴、Y轴和Z轴。
这些坐标轴表示了机床中工具或工件在三个不同方向上的位置和运动。
通常，X轴表示水平方向的运动，Y轴表示垂直方向的运动，Z轴表示沿机床的纵向运动。
2.原点：机床坐标系的原点是一个基准点，用于确定所有其他点的位置。
原点通常被定义为机床工作台上的一个特定位置，它是坐标轴的起点。
在机床编程中，所有运动和位置都是相对于这个原点来计算的。
3.绝对坐标和相对坐标：在机床编程中，可以使用绝对坐标或相对坐标来指定工具或工件的位置。
绝对坐标是相对于机床坐标系的原点的坐标值，而相对坐标是相对于当前位置的坐标值。
绝对坐标常用于定义终点位置，而相对坐标通常用于描述相对于当前位置的移动。
4.坐标系的选择：在机床编程中，可以选择不同的坐标系，以便更容易地定义工具或工件的位置和运动。
例如，零点坐标系通常将工件的某一点定义为原点，而工具坐标系将工具的某一点定义为原点。
5.工件坐标系和机床坐标系：通常，工件坐标系是相对于工件的特定位置定义的坐标系，而机床坐标系是相对于机床的特定位置定义的坐标系。
工件坐标系和机床坐标系之间的关系可以通过坐标变换来描述，以确保工具在机床坐标系中的正确位置和运动。
机床坐标系在数控机床和计算机辅助制造中非常重要，因为它们允许程序员和操作员精确地控制工具的位置和运动，以进行精密的加工和制造工作。
通过正确理解和使用机床坐标系，可以实现高质量的制造和生产过程。
数控铣床的坐标系
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1.Z坐标的方向判定
–
方向原则：与主轴轴线平行的坐标轴为Z坐标轴。对
于铣床、钻床、镗床、其主
运动为刀具的旋转运动，主轴为刀具旋转 轴心，则与刀具旋转轴心平行的坐标轴为Z坐标 轴。
– 正方向原则：为刀具远离工件的方向 方向原则：X坐标轴平行于工件的装夹平面 正方向原则：对于刀具旋转的机床（如铣床、钻床、 镗床），X坐标轴的正方向为由刀具向立体柱看，右 侧为正
系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控 机床进行加工运动的基准参考点。它是不能更改的。一般用字母
M表示。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。
2.2.2编程坐标系
• 编程坐标系是编程人员根据零件样图及加工工艺等在工件 数控程序中的所有坐标值都是假设刀具的运动轨迹点在工 件坐标系中的位置。确定编程坐标系时不必考虑共建毛皮 在机床上的实际庄装夹位置。编程坐标系个坐标轴方向与 机床坐标系一致。 • 编程原点是编程坐标系的原点，一般用字母W表示，又称
上。 • 原则2：尽量选择便于对刀的位置
2.2.3工件坐标系与机床坐标系的关系
• 在加工过程中，数控机床是按照工件装夹好后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，只要根据零件样图就可以选定编程 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，则应在装夹工件和调试程序时，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），设定工件坐标系后就可根据刀具的当前位置，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，通常把这个确定工件坐标 系在机床坐标系位置的过程称为对刀。具体的对刀方法在后面的机床操作章 节中进行介绍。 总之，机床坐标系是机床运动控制的参考基准，而工件坐标系是编
数控机床与编程第五章编程基础21-22
就程序结构和组成而言
, 子程序和主程序并 无本质区别 , 但使用上子程序有以下特点 : 1) 子程序可以被任何主程序或其他子程序 所调用 , 并且可以多次循环执行。 2）被主程序调用的子程序 , 还可以调用其 他子程序 , 这一切能称为子程序的嵌套。 3) 子程序执行结束 , 能自动返回到调用的 程序中。 4) 子程序一般都不可以作为独立的加工程 序使用 , 它只能通过调用来实现加工中的局 部动作。
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开机默认代码
为了避免编程人员在程序编制中出现
的指令代码遗漏 , 像计算机一样 , 数控 系统 中也对每一组的代码指令 , 都取 其中的一个作为开机默认代码 , 此代码 在开机或系统复位时可以自动生效。
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分组代码的使用注意点
1)
同一组的代码在一个程序段中只能 有一个生效 , 当编入两个以上时 , 一般 以最后输入的代码为准 ; 但不同组的代 码可以在同一程序段中编入多个。 2) 对于开机默认的模态代码 , 若机床在 开机或复位状态下执行该程序 , 程序中 允许不进行编写。
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子程序的调用
在大多数数控系统中
, 子程序的程序号 和主程序号的格式相同 ,即：也用 O 后 缀数字组成。但其结束标记必须使用 M99( 或 M17), 才能实现程序的自动返 回功能。 对于采用 M99 作为结束标记的子程序 , 其调用可以通过辅助机能中的 M98 代 码指令进 行。但在调用指令中子程序 的程序号由地址 P 规定 ,
标系 , 用右手螺旋法则判定 。右手的拇 指、食指、中指互相垂直 , 并分别代表 +X 、 +Y 、 +Z 轴。围绕 +X 、 +Y 、 +Z 轴的回转运 动分别用 +A 、 +B 、 +C 表示 , 其正向用右手螺旋定则确定。与 +X 、 +Y 、 +Z 、 +A 、 +B 、 +C 相 反 的方向用带 “′” 的 +X ′ 、 +Y′ 、 +Z ′ 、 +A ′ 、 +B ′ 、 +C ′表示。
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(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