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第2-3讲  数控机床坐标系 【数控机床坐标系 】 数控机床坐标系的确定 数控机床的两种坐标系 数控编程的种类及步骤 FANUC 0i系统的编程指令 数控加工程序的结构 案例： 如图3.1所示，数控铣床的进给运动由三部分组成，工作台带动工件作横向和纵向进给运动，主轴箱带动刀具作垂直进给运动。当一个零件在数控铣床上加工时，如何用代码来描述刀具与零件的相对运动呢？ 一、数控机床坐标系的确定 1．规定原则 （1）右手直角笛卡尔坐标系 （2）刀具运动原则 数控机床的坐标系是机床运动部件进给运动的坐标系。进给运动既可以是刀具相对工件的运动（如数控车床），也可以是工件相对刀具的运动（如数控铣床），为了方便程序编制人员能在不知刀具移近工件，或工件移近刀具的情况下确定机床的加工操作。在标准中统一规定：永远假定刀具相对于静止的工件坐标系而运动。 （3）运动正方向的规定 机床的某一部件运动的正方向，是增大工件和刀具距离（即增大工件尺寸）的方向。 2．坐标轴确定的方法及步骤 （1）Z轴 一般取产生切削力的主轴轴线为Z坐标，刀具远离工件的方向为正向，如图3.3、3.4所示。当机床有几个主轴时，选一个与工件装夹面垂直的主轴为Z坐标。当机床无主轴时，选与工件装夹面垂直的方向为Z坐标，如图3.5所示。 （2）X轴 X坐标是水平的，它平行于工件的装卡面。对于工件作旋转切削运动的机床（如车床、磨床等），X坐标的方向是在工件的径向上，且平行于横滑座。对于安装在横滑座的刀架上的刀具，离开工件旋转中心的方向，是X坐标的正方向，如图3.3所示。 对于刀具作旋转切削运动的机床（如铣床、钻床、镗床等），当Z坐标垂直时，对于单立柱机床，当从主要刀具主轴向立柱看时，+X运动的方向指向右方，如图3.4（a）所示。当Z坐标水平时，从主要刀具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方，如图3.4（b）所示。 对于无主轴的机床（如牛头刨床），X坐标平行于主要的切削方向，且以该方向为正方向，如图3.5所示。 （3）Y轴 根据已确定的X、Z轴，按右手笛卡尔坐标系确定。 （4）A、B、C轴 A、B、C相应地表示其轴线平行于X、Y、Z坐标的旋转运动。正向的A、B、C，相应地表示在X、Y、Z坐标正方向上按照右旋螺纹前进的方向，如图3.6所示。 （5）附加的坐标 直线运动：如在X、Y和Z主要直线运动之外，另有第二组平行于它们的坐标，可分别指定为U、V 和W。如还有第三组运动，则分别指定为P、Q和R。如果在X、Y和Z主要直线运动之外，存在不平行或可以不平行于X、Y或Z的直线运动，亦可相宜地指定为U、V、W、P、Q 或R。对于镗铣床，径向刀架滑板的运动，可指定为U或P（如果这个字母合适的话），滑板离开主轴中心的方向为正方向，如图3.7所示。选择最接近主要主轴的直线运动指定为第一直线运动，其次接近的指定为第二直线运动，最远的指定为第三直线运动。 （6）主轴旋转运动的方向 主轴的顺时针旋转运动方向，是按照右旋螺纹进入工件的方向。 二、数控机床的两种坐标系 1、机床坐标系、机械原点、机床零点定义： 机床坐标系 又称机械坐标系，其坐标和运动方向视机床的种类和结构而定。 机床坐标系的原点也称机床原点或机械原点，如图3.8、图3.9（a）所示的O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。 与机床原点不同但又很容易混淆的另一个概念是机床零点，它是机床坐标系中一个固定不变的极限点，即运动部件回到正向极限的位置。在加工前及加工结束后，可用控制面板上的“回零”按钮使部件（如刀架）退到该点。例如：对数控车床而言，机床零点是指车刀退离主轴端面和中心线最远而且是某一固定的点，如图3.8所示的O/点，O/点在机床出厂时，就已经调好并记录在机床使用说明书中供用户编程使用，一般情况下，不允许随意变动。 ２．编程坐标系 又称工件坐标系，是编程时用来定义工件形状和刀具相对工件运动的坐标系。为保证编程与机床加工的一致性，工件坐标系也应是右手笛卡尔坐标系。工件装夹到机床上时，应使工件坐标系与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。 　　编程坐标系的原点，也称编程原点或工件原点，其位置由编程者确定，如图3.9（b）所示的O2点，工件原点的设置一般应遵循下列原则： （1）工件原点与设计基准或装配基准重合，以利于编程； （2）工件原点尽量选在尺寸精度高、表面粗糙度值小的工件表面上； （3）工件原点最好选在工件的对称中心上； （4）要便于测量和检验。 三、数控编程的种类及步骤 1、数控加工程序编制的步骤 （1）确定工艺过程 （2）计算刀具轨迹的坐标值 （3）编写加工程序 （4）将程序