数控机床坐标轴及各轴确立1 1 1、、 数控机床坐标轴和坐标系概述数控机床坐标轴和坐标系概述情境二、数控机床的坐标轴和坐标系情境二、数控机床的坐标轴和坐标系数控机床采用在数控机床采用在坐标系坐标系中描述刀具与工件之间的相对运动轨迹，中描述刀具与工件之间的相对运动轨迹，这个坐标系是依据空间这个坐标系是依据空间右手直角笛卡尔坐标系右手直角笛卡尔坐标系的原则建立的，的原则建立的，称为称为基本坐标系基本坐标系基本坐标系中三个坐标轴，称为基本坐标系中三个坐标轴，称为基本坐标轴基本坐标轴分别用分别用X X、、Y Y、、Z Z表示基本坐标系基本坐标系基本坐标轴基本坐标轴2 X X、、Y Y、、Z Z直线进给坐标系按直线进给坐标系按右手定则右手定则规定规定伸出右手的拇指、食指和中指，并伸出右手的拇指、食指和中指，并互成互成9090度，度，拇指拇指代表代表X X坐标轴坐标轴，，食食指指代表代表Y Y坐标轴坐标轴，，中指中指代表代表Z Z坐标轴坐标轴，，拇指、食指和中指的拇指、食指和中指的指向指向分别代表分别代表X X、、Y Y、、Z Z坐标轴的坐标轴的正方向正方向右手直角坐标系（笛卡尔坐标系）右手直角坐标系（笛卡尔坐标系）右手直角坐标系（笛卡尔坐标系）右手直角坐标系（笛卡尔坐标系）3 笛卡尔直角坐标系统笛卡尔直角坐标系统4 围绕围绕X X、、Y Y、、Z Z轴轴旋转旋转的旋转进给坐标轴的旋转进给坐标轴A A、、B B、、C C则按则按右手螺旋定则右手螺旋定则判定。
判定右手直角坐标系（笛卡尔坐标系）右手直角坐标系（笛卡尔坐标系）右手直角坐标系（笛卡尔坐标系）右手直角坐标系（笛卡尔坐标系）大拇指大拇指指向指向+ + X X、、+Y+Y、、+Z+Z坐标坐标轴的方向，则轴的方向，则其余四指的旋其余四指的旋转方向转方向即为即为+A+A、、+B+B、、+C+C的方的方向5 笛卡尔直角坐标系统笛卡尔直角坐标系统6 刀具运动坐标与工件运动坐标刀具运动坐标与工件运动坐标刀具运动坐标与工件运动坐标刀具运动坐标与工件运动坐标刀具与刀具与工件间工件间的相对的相对运动方运动方式式刀具相对于工件运动刀具相对于工件运动字母字母不带不带“ ′′”的坐标表示工件的坐标表示工件固定、刀具运动的坐标固定、刀具运动的坐标工件相对于刀具运动工件相对于刀具运动字母字母带带“ ′′”的坐标表示工件运动、的坐标表示工件运动、刀具固定的坐标刀具固定的坐标+X = +X = −X X’ +Y = +Y = −Y Y’ +Z = +Z = −Z Z’ +A = +A = −A A’ +B =+B = −B B’ +C= +C=−C C’ 编程时采编程时采用用7 +X´+X´、、+Y ´ +Y ´ 、、+Z ´+Z ´表示表示工件的正移动方向。
工件的正移动方向先确定先确定Z Z轴，再确定轴，再确定X X轴和轴和Y Y轴！轴！8 2 2、数控机床坐标轴的规定、数控机床坐标轴的规定Z Z Z Z坐标轴坐标轴坐标轴坐标轴定义：定义：一般取传递切削动力的一般取传递切削动力的主轴轴线方向主轴轴线方向为为Z Z轴轴正方向：正方向：取取刀具远离工件的方向刀具远离工件的方向为正方向为正方向ü当机床有几个主轴时，选一个当机床有几个主轴时，选一个垂直工件装夹面垂直工件装夹面的主轴为的主轴为Z Z轴轴ü当机床没有主轴时，选与当机床没有主轴时，选与工件装夹相垂直工件装夹相垂直的直线为的直线为Z Z轴轴9 对于铣床、镗床、钻对于铣床、镗床、钻床等是带动刀具旋转床等是带动刀具旋转的轴；的轴；铣床铣床+z+z轴轴Z Z Z Z坐标轴坐标轴坐标轴坐标轴+Z+Z10 车床车床Z Z轴方向的确定轴方向的确定 车床、磨床等是车床、磨床等是带动工件旋转的轴带动工件旋转的轴, ,其方向是平行于主轴其方向是平行于主轴轴线，远离工件方向轴线，远离工件方向为正方向为正方向Z Z Z Z坐标轴坐标轴坐标轴坐标轴11 X X X X坐标轴坐标轴坐标轴坐标轴定义：定义： X X轴为轴为水平方向且垂直于水平方向且垂直于Z Z轴并平行于工件的装夹面轴并平行于工件的装夹面。
正正方向：方向：取取刀具远离工件的方向刀具远离工件的方向为正方向为正方向12 X X X X坐标轴坐标轴坐标轴坐标轴u对于对于工件旋转工件旋转的机床的机床（如车床、磨床等），（如车床、磨床等），X X坐标是坐标是工件的径向工件的径向且平行于横向拖板，且平行于横向拖板，刀具远离回转中心刀具远离回转中心是正向是正向卧式数控车床卧式数控车床13 X X X X坐标轴坐标轴坐标轴坐标轴u对于对于刀具旋转的刀具旋转的机床机床（如铣、钻、镗床）（如铣、钻、镗床） ① ① 当当Z Z轴水平轴水平时，沿时，沿刀具刀具主轴向工件主轴向工件看，看，X X轴的轴的正方正方向指向右边向指向右边卧式镗床卧式镗床14 X X X X坐标轴坐标轴坐标轴坐标轴+Z+Z+X+X/ / ① ① 当当Z Z轴水平轴水平时，沿时，沿刀具刀具主轴向工件主轴向工件看，看，X X轴的轴的正方正方向指向右边向指向右边u对于对于刀具旋转的刀具旋转的机床机床（如铣、钻、镗床）（如铣、钻、镗床）15 X X X X坐标轴坐标轴坐标轴坐标轴u对于对于刀具旋转刀具旋转的机床的机床（如铣、钻、镗床）（如铣、钻、镗床）② ② Z Z轴为轴为铅垂方向铅垂方向 （（ 立式主轴）立式主轴） a a．对于单立柱机床，．对于单立柱机床，从从刀具向立柱看刀具向立柱看时时X X 轴的轴的正方向指向右边正方向指向右边。
立式数控机床立式数控机床+x+x+X16 X X X X坐标轴坐标轴坐标轴坐标轴立式数控机床立式数控机床+x+x+Z+Z+X+X/ /u对于对于刀具旋转刀具旋转的机床的机床（如铣、钻、镗床）（如铣、钻、镗床）② ② Z Z轴为轴为铅垂方向铅垂方向 （（ 立式主轴）立式主轴） a a．对于．对于单立柱机床单立柱机床，，从从刀具向立柱看刀具向立柱看时时X X 轴的轴的正方向指向右边正方向指向右边17 X X X X坐标轴坐标轴坐标轴坐标轴u对于对于刀具旋转的刀具旋转的机床机床（如铣、钻、镗床）（如铣、钻、镗床）② ② Z Z轴为轴为铅垂方向铅垂方向 （（ 立式主轴）立式主轴） b b．对于．对于双立柱机床双立柱机床（如（如龙门机床），当龙门机床），当站在操作台站在操作台一侧一侧从从主轴向左侧立柱看主轴向左侧立柱看时，时，X X轴的轴的正方向指向右边正方向指向右边龙门式机床龙门式机床+Z+Z+X+X/ /18 X X X X坐标轴坐标轴坐标轴坐标轴龙门式轮廓铣床龙门式轮廓铣床u对于对于刀具旋转的刀具旋转的机床机床（如铣、钻、镗床）（如铣、钻、镗床）② ② Z Z轴为轴为铅垂方向铅垂方向 （（ 立式主轴）立式主轴） b b．对于．对于双立柱机床双立柱机床（如（如龙门机床），当龙门机床），当站在操作台站在操作台一侧一侧从从主轴向左侧立柱看主轴向左侧立柱看时，时，X X轴的轴的正方向指向右边正方向指向右边。
19 Y Y Y Y坐标轴坐标轴坐标轴坐标轴利用已确定的利用已确定的利用已确定的利用已确定的X X X X、、、、Z Z Z Z坐标的正方向，坐标的正方向，坐标的正方向，坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法用右手定则或右手螺旋法用右手定则或右手螺旋法用右手定则或右手螺旋法则则则则，确定，确定，确定，确定Y Y Y Y坐标的正方向坐标的正方向坐标的正方向坐标的正方向üü右手定则右手定则右手定则右手定则：大姆指指向：大姆指指向：大姆指指向：大姆指指向+X+X+X+X，中指指向，中指指向，中指指向，中指指向+Z+Z+Z+Z，则，则，则，则+Y+Y+Y+Y方向为食方向为食方向为食方向为食指指向指指向指指向指指向üü右手螺旋法则右手螺旋法则右手螺旋法则右手螺旋法则：在：在：在：在X ZX ZX ZX Z平面平面平面平面，从，从，从，从Z Z Z Z至至至至X X X X，，，，姆指所指的方向姆指所指的方向姆指所指的方向姆指所指的方向为为为为+y+y+y+y20 立、卧式数控铣床立、卧式数控铣床+Z+Z+X+X/ /+Z+Z+X+X+Y+Y+Y+Y21 +Z+Z+X+X/ /+Y+Y龙门数控铣床龙门数控铣床22 立式立式5 5轴数控铣床的坐标系轴数控铣床的坐标系+Z+Z+X+X/ / / /+Y+Y23 ZX24 立式车床的坐标系立式车床的坐标系25 ZXY卧式铣床的坐标系卧式铣床的坐标系26 A A A A、、、、B B B B、、、、C C C C旋转坐标轴旋转坐标轴旋转坐标轴旋转坐标轴绕绕X.Y.ZX.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别用轴转动的圆进给坐标轴分别用A.B.CA.B.C表示，坐标轴相互关表示，坐标轴相互关系由右手螺旋法则而定系由右手螺旋法则而定27 A A A A、、、、B B B B、、、、C C C C旋转坐标轴旋转坐标轴旋转坐标轴旋转坐标轴+Z+Z+X+X/ /+Y+Y+C+C/ / / /28 立式立式5 5轴数控铣床的坐标系轴数控铣床的坐标系+Z+Z+X+X/ / / /+Y+Y+A+A+C+C/ / / /29 附加坐标轴附加坐标轴附加坐标轴附加坐标轴如果在基本的直角坐标轴如果在基本的直角坐标轴X X、、Y Y、、Z Z之外，还有其他轴线平行于之外，还有其他轴线平行于X X、、Y Y、、Z Z，则附加的直角坐标系指定为，则附加的直角坐标系指定为U U、、V V、、W W和和P P、、Q Q、、R R。
主坐标或第一坐标系：主坐标或第一坐标系：X X、、Y Y、、Z Z第二组附加坐标：第二组附加坐标：U U、、V V、、W W第三组附加坐标：第三组附加坐标：P P、、Q Q、、R R旋转坐标：旋转坐标：D D、、E E30 立式立式5 5轴数控铣床的坐标系轴数控铣床的坐标系+Z+Z+X+X/ / / /+Y+Y+A+A+C+C/ / / /+W+W31 （（a a）卧式镗铣床）卧式镗铣床 （（b b）六轴加工中心）六轴加工中心 多轴数控机床坐标系示例多轴数控机床坐标系示例32 。