一、坐标系及运动方向

时间：2023-12-13 百科知识版权反馈

【摘要】：Z坐标的运动，是由传递切削动力的主轴所规定的。旋转运动的A、B和C相应地表示其轴线平行于X、Y和Z坐标的旋转运动。图中字母表示运动的坐标，箭头表示正方向，当考虑刀具移动时，用不加“′”的字母表示运动的正方向；当考虑工件移动时，则用加“′”的字母表示。

一、坐标系及运动方向

（一）坐标系的确定原则

我国原机械工业部1982年颁布了JB3052—1982标准，其中规定的命名原则如下：

1.刀具相对于静止工件而运动的原则

这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就可依据零件图样，确定机床的加工过程。

2.标准坐标（机床坐标）系的规定

在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的方向和运动的距离，这就需要一个坐标系才能实现，这个坐标系就称为机床坐标系。

标准的机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系，如图1-5所示。

图1-5　右手笛卡尔直角坐标系

图1-5中规定了X、Y、Z三个直角坐标轴的方向，这个坐标系的各个坐标轴与机床的主要导轨相平行，它与安装在机床上并且按机床的主要直线导轨找正的工件相关。根据右手螺旋方法，我们可以很方便地确定出A、B、C三个旋转坐标的方向。

3.运动的方向

数控机床的某一部件运动的正方向，是增大工件和刀具之间距离的方向。

（二）Z坐标

Z坐标的运动，是由传递切削动力的主轴所规定的。对于铣床、镗床、钻床等是主轴带动刀具旋转；对于车床、磨床和其他成形表面的机床是主轴带动工件旋转。若机床上有几个主轴，则选一垂直于工件装夹平面的主轴作为主要的主轴；若主要的主轴始终平行于标准的三坐标系统中的一个坐标，则这个坐标就是Z坐标；若主要的主轴能摆动，在摆动范围内使主轴只平行于三坐标系统中的两个或三个坐标，则取垂直于机床工作台装夹面的方向为Z坐标；若机床没有主轴（如数控龙门式刨床），则Z坐标垂直于工件装夹平面。

对于钻、镗加工，钻入或镗入工件的方向是Z坐标的负方向。

（三）X坐标

X坐标一般是水平的，它平行于工件的装夹平面。这是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。如工件旋转的车床，X坐标的方向是在工件的径向上，且平行于横向滑板，以刀具离开工件旋转中心的方向为正方向。

对刀具旋转的机床（如铣、钻、镗床）作如下规定：如Z坐标是水平的，当从主要刀具主轴向工件看时，＋X运动的方向指向右方；如Z坐标是垂直的，对于单立柱机床，当从主要刀具主轴向立柱看时，＋X的运动方向指向右方。对于龙门式机床，面向机床正面，从主轴向左侧立柱看时，＋X运动的方向指向右方。对没有旋转刀具或旋转工件的机床，X坐标平行于主要的切削力方向，且以该方向为正方向。

（四）Y坐标

＋Y的运动方向，根据X和Z坐标的运动方向，按照右手直角笛卡尔坐标系来确定。

（五）旋转坐标A、B和C

旋转运动的A、B和C相应地表示其轴线平行于X、Y和Z坐标的旋转运动。正向的A、B和C，相应地表示在X、Y和Z坐标正方向上按照右旋螺纹前进的方向。

（六）附加坐标

对于较复杂的数控机床，为了编程和加工的方便，有时还要设置附加坐标。对于直线运动：如在X、Y、Z主要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；如果主要直线运动之外存在不平行于X、Y或Z的直线运动，也可相应地指定为U、V、W或P、Q、R。对于旋转运动：如在第一组旋转运动A、B和C的同时，还有平行或不平行于A、B和C的第二组旋转运动，可指定为D、E和F。

（七）数控机床的坐标简图

图1-6～图1-17是12种代表性的数控机床坐标简图。图中字母表示运动的坐标，箭头表示正方向，当考虑刀具移动时，用不加“′”的字母表示运动的正方向；当考虑工件移动时，则用加“′”的字母表示。加“′”与未加“′”的字母所表示的运动方向正好相反。在图中没有列出的机床，可按前述的原则命名运动的坐标。对于使用者，机床运动的坐标可在机床的使用说明书上找到。不少数控机床还用标牌将运动的坐标标注在机床显著位置。