数控机床的坐标系

1.数控机床坐标系的统一规定

按照ISO标准及我国GB／T19660—2005《机床数值控制坐标系和运动命名》标准，数控机床坐标系的统一规定为：①数控机床的坐标系采用右手笛卡儿直角坐标系；②一律视为工件静止、刀具相对于工件移动来完成数控加工；③规定取刀具移动远离工件的方向，作为数控机床坐标轴的正方向。

按上述标准的统一规定，数控车床以主轴的径向为X轴方向，以主轴的轴向为Z轴方向；数控铣床以工作台的纵向为X轴方向，以工作台的横向为Y轴方向，以主轴的轴向为Z轴方向，如图12－4所示。需要指出的是，图中所示箭头方向均表示工件假想静止时，刀具相对于工件的移动方向。由于数控铣床加工的实际情况是工件移动但刀具不移动，故以X′、Y′、Z′表示工件的移动方向，其换算关系为：X′＝－X；Y′＝－Y；Z′＝－Z。

图12－4　数控机床的坐标系

（a）数控车床坐标系；（b）数控铣床坐标系

2.机床坐标系、机床原点、机床参考点

机床坐标系是数控机床固有的坐标系，其坐标轴及其正方向按前述标准统一规定，机床原点则由机床制造厂在出厂之前设置，并在机床说明书中加以注明，用户无权自行修改。

机床制造厂通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点，它可以与机床原点重合，也可以不重合。机床参考点又称机床零点。数控机床上电时并不知道机床零点的位置，因此上电后需要进行 “回参考点”操作，以正确建立机床坐标系。

3.工件坐标系、程序原点、对刀点

工件坐标系是编程时由编程人员在工件上任取一点作为坐标原点所建立的坐标系。工件坐标系的原点简称工件原点，也称工件零点、编程零点或程序原点，其位置由编程者自行设定，一般设定在零件图纸上尺寸标注的基准位置处。例如：对称零件或以同心圆为主的零件，X轴的程序原点应选在对称中心线上，Z轴的程序原点应选在工件的某一个端面位置。工件坐标系一旦建立，就一直后续有效，直到被新的工件坐标系所取代替换为止。

在机床回参考点之后开始数控加工之前，数控机床还必须完成 “对刀”操作。对刀的目的，是向计算机数控系统输入刀具当前位置的坐标参数值，以建立刀具与工件在机床坐标系中的正确坐标联系。对刀的方法有许多种，其目的和原理也都是大致相同的；对刀点的位置可以选择与程序原点重合，也可以选择其他任何方便操作的点，但该点与程序原点之间必须具有确定的坐标关系。

4.绝对坐标编程与增量坐标编程

以工件坐标系中的坐标值进行数控编程，称为绝对坐标方式编程，用G90指定；以刀具当前位置为原点建立一个平行于工件坐标系的相对坐标系，以这个相对坐标系中的坐标值进行数控编程，称为增量坐标方式编程，用G91指定。