基本坐标点的计算.doc

重庆万州技师学院（重庆市万州高级技工学校）

基本坐标点的计算

【教学目标】

(1)掌握:数控车床坐标系。

(2)了解:数控车床坐标系的确定方法。

【重点、难点】

(1)重点：数控车床坐标系的确定方法。

(2)难点：学会数控车削零件坐标点的计算。

【教学方法】

讲授法

任务引入

普通车床中，一个零件的加工需要自己动手把零件做出来，在做之前需要把相关的尺寸计算出来，但是不需要告诉车床；数控车床则不然，尺寸计算出来之后，一定要用数控车床认识的指令代码，把普车的加工过程编写出来，它的自动加工过程是由加工程序来控制的，加工程序中包含零件的几何形状及尺寸信息，其中尺寸信息是由点的坐标来描述的，图1-12所示的是典型的数控车削加工零件，在编写加工程序之前，必须先计算出图中各点的坐标，而坐标点的计算必须先确定坐标系及坐标原点。

相关知识

一．数控机床坐标系的确定方法。

1、坐标轴和运动方向命名原则

⑴标准的坐标系是一个右手直角笛卡尔坐标系，如图所示，其具体规定为：

伸出右手，拇指、食指、中指垂直放置，大拇指所指的方向为X轴正方向，食指所指的方向为Y轴正方向，中指所指的方向为Z轴正方向；各坐标轴与机床的主要导轨相平行。

⑵刀具相对于静止的工件而运动的原则

这一原则是为了编程人员能够在不知道是刀具移动，还是工件移动的情况下，就能够依据零件图纸，确定机床的加工过程。

（3）刀具远离工件的运动方向为坐标的正方向。

（4）围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正方向，其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正方向。

数控机床标准坐标系

2、机床坐标轴的确定方法

⑴先确定Z坐标轴

由传递切削力的主轴，在标准坐标系中始终与主轴轴线平行的坐标轴被规定为Z轴。例如：车床、磨床的Z轴是带动零件旋转的主轴；钻床、铣床的Z轴是带动刀具旋转的主轴。若机床上没有主轴（如刨床），则Z轴垂直于零件装夹面。

⑵然后确定X坐标轴

X坐标是水平的，平行于零件的装夹面。X坐标是在刀具或工件定位平面内运动的主要坐标轴。

⑶最后确定Y坐标轴

根据右手笛卡尔直角坐标系由X轴、Z轴确定。

3、机床坐标系与机床原点

机床坐标系又称机械坐标系，用以确定工件、刀具等在机床中的位置，是机床运动部件的进给运动坐标系，其坐标轴及运动方向按标准规定，是机床上的固有坐标系。

机床原点是生产厂家在制造机床时的固定坐标系原点，也称机床零点。它是在机床装配、调试时已经确定下来的，是机床加工的基准点。

4、机床参考点

数控装置上电时并不知道机床原点的位置，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，机床起动时，通常要进行回参考点操作（回零操作），以建立机床坐标系。

机床参考点可以与机床原点重合，也可以不重合，通过数控系统参数指定机床参考点到机床零点的距离。机床回到了参考点位置，也就知道了该坐标轴的零点位置，找到所有坐标轴的参考点，CNC就建立起了机床坐标系。

二．数控车床的坐标系。

1、数控车床的坐标系

根据坐标轴的确定原则，数控车床的平行于主轴方向（即纵向）为Z轴，垂直于主轴方向（及横向）为X轴。

水平床身前置刀架的数控车床，其机床坐标系如图a所示，X轴正方向指向操作者；

倾斜床身后置刀架的数控车床，其机床坐标系如图b所示，

X轴正方向背离操作者

a.水平床身前置架

b.倾斜床身后置刀架

2、数控车床的机床原点与机床参考点

数控车床的机床原点一般设置在主轴中心线与卡盘端面的交点处，机床参考点通常由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好，其位置在接近X、Z轴的最大行程处，如图1-15所示。

a.前置刀架

b.后置刀架

数控车床的机床原点与机床参考点

3、数控车床的编程坐标系与工件坐标系

⑴编程坐标系

编程坐标系是编程人员根据零件图纸及加工工艺等建立的坐标系，一般供编程使用，因此通常将坐标原点选择在便于坐标计算的位置，同时尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。

数控车床的编程原点通常选择在工件中心线与右端面的交点处（如图所示），这样便于在对刀时保证工件坐标原点与编程原点的重合。

数控车床的编程原点

⑵工件坐标系

工件坐标系是指以确定的加工原点为基准所建立的坐标系。

在加工过程中，工件各尺寸的坐标值都是相对于加工原点而确定的，因此机床操作者在对刀时，应将工件坐标系原点（即对刀时确定的原点）与编程原点设置重合，这样数控机床才能按照正确的加工坐标系开始加工。

任务实施

一．建立编程坐标系。

根据数控车床编程坐标系的确定原则和本任务零件的设计基准，确定编程原点在工件轴线与右端面的交点处，形成该零件的编程坐标系如图