1、数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 1 本章内容：本章内容： 2.1 数控机床的操作常识数控机床的操作常识 2.2 数控车床的基本操作及编程基础数控车床的基本操作及编程基础 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 2 2 2. .1.1 1.1 数控机床操作的一般常识数控机床操作的一般常识 2.1 数控机床的操作常识数控机床的操作常识 1.1.数控机床的启动过程数控机床的启动过程 2.2.数控机床的常用工作模式数控机床的常用工作模式 3.3.数控系统的模块功能数控系统的模块功能 4.4.数控加工的参数设定数控加
2、工的参数设定 5.5.程序调试与运行控制程序调试与运行控制 6.6.其它的辅助控制功能其它的辅助控制功能 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 3 数控机床的生产厂家虽然不同，所采用的数控系统数控机床的生产厂家虽然不同，所采用的数控系统 也不一样，其操作自然有所不同，但其操作原理却是大也不一样，其操作自然有所不同，但其操作原理却是大 同小异。同小异。 接通车接通车 间电源间电源 回参回参 考点考点 启动数控启动数控 系统系统和伺和伺 服系统服系统 启动外部动力启动外部动力 设备设备(气泵气泵) 接通机接通机 床电源床电源 机床的启动过程如下：机床的启动
3、过程如下： 机床的关机过程如下：机床的关机过程如下： 关闭总关闭总 电源电源 关闭外部关闭外部 动力部件动力部件 电源电源 关闭伺服系统关闭伺服系统 关闭数关闭数 控系统控系统 关闭机关闭机 床电源床电源 1.1.数控机床的启动过程数控机床的启动过程 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 4 也称加工模式（也称加工模式（MachineMachine），在该模式），在该模式 下可以自动运行程序对工件进行切削加工。下可以自动运行程序对工件进行切削加工。 点动进给模式，也有点动进给模式，也有 称称“寸动寸动”。用于点动移。用于点动移 动工作台或刀架，主要在动
4、工作台或刀架，主要在 机床调整和对刀时使用。机床调整和对刀时使用。 MDI(MDA)模式模式 编辑模式编辑模式 自动模式自动模式 参数输入参数输入 手动进给手动进给 JOG进给模式进给模式 手轮进给模式手轮进给模式 也称步进进给模式，也称步进进给模式， 倍率有倍率有1 1、1010、100100三三 种，种，主要在机床调整和对刀主要在机床调整和对刀 时使用。时使用。 MDIMDI（Manual Data InputManual Data Input， MDAMDAManual Data AutomaticManual Data Automatic）是）是 一种可执行写入部分程序段的模一种可执行
5、写入部分程序段的模 式，主要用于对单一运动部件的式，主要用于对单一运动部件的 编程运动控制，因此，有称编程运动控制，因此，有称“单单 动动”，对程序没有完整性要求。，对程序没有完整性要求。 该模式用于建立、编该模式用于建立、编 辑用户的数控加工程序。辑用户的数控加工程序。 在有些机床上，该模式代替在有些机床上，该模式代替MDIMDI模式；而模式；而 某些机床上，该模式为外部程序在线加工。某些机床上，该模式为外部程序在线加工。 2.2.数控机床的常用工作模式数控机床的常用工作模式 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 5 偏置设置模块偏置设置模块 系统设
6、置模块系统设置模块 仿真模块仿真模块 程序模块程序模块 位置显示模块位置显示模块 该模块用于对数控加工程序该模块用于对数控加工程序 的运行和管理，在的运行和管理，在自动自动、编辑模编辑模 式式下调用。下调用。 该模块用于对数控加工程序进该模块用于对数控加工程序进 行仿真检查，在行仿真检查，在加工模式加工模式下调用。下调用。 该模块用于刀具参数及补偿、工件该模块用于刀具参数及补偿、工件 坐标系偏置设置，在坐标系偏置设置，在MDIMDI模式模式下调用。下调用。 该模块用于数控系统参数的设置，该模块用于数控系统参数的设置， 一般在一般在MDIMDI模式模式下调用。下调用。 该模块用于显示刀位点的各种
7、瞬时该模块用于显示刀位点的各种瞬时 坐标位置，在坐标位置，在自动自动、手动手动、MDIMDI模式模式下均下均 可调用。可调用。 3.3.数控系统的模块功能数控系统的模块功能 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 6 机床参数设定机床参数设定 刀具参数与补偿参数设定刀具参数与补偿参数设定 工件坐标系设定工件坐标系设定 用用G指令设定工件坐标系指令设定工件坐标系 用用G54G59偏置工件坐标系偏置工件坐标系 4.4.数控加工的参数设定数控加工的参数设定 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 7 4.4.数控加工的参
8、数设定数控加工的参数设定 1 1）刀具补偿参数设置）刀具补偿参数设置 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 8 工 件 Z(-411.909) 工件 工作台 Z0平面 刀 具 4.4.数控加工的参数设定数控加工的参数设定 2 2）坐标系设定）坐标系设定 机械坐标系中的坐标值（机械坐标系中的坐标值（X1X1，Y1Y1） 机械坐标系中的坐标值机械坐标系中的坐标值Z1Z1 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 9 4.4.数控加工的参数设定数控加工的参数设定 3 3）机床参数设定）机床参数设定 指令参数指令参数 机床
9、运动参数机床运动参数 加工参数加工参数 这些参数可以改变机床的初始状这些参数可以改变机床的初始状 态，如态，如G20/G21G20/G21、G90/G91G90/G91、G22/G23G22/G23 等。一般机床生产厂家已经设定好，等。一般机床生产厂家已经设定好， 但对特殊的用户可以自己进行变动设但对特殊的用户可以自己进行变动设 定。定。 主要有机床运动部件的速度和极主要有机床运动部件的速度和极 限位移限制设定，一般限位移限制设定，一般机床生产厂家已机床生产厂家已 经设定好经设定好。 影响零件加工精度和工艺的参数，影响零件加工精度和工艺的参数， 如：如：SIEMENSSIEMENS系统循环加工
10、的系统循环加工的R R参数、参数、 FANUCFANUC系统的刚性攻丝参数等。系统的刚性攻丝参数等。 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 10 用于启动程序自动循环运行用于启动程序自动循环运行 开始对工件加工。开始对工件加工。 该功能键用于暂停机床的进该功能键用于暂停机床的进 给运动。给运动。 该功能键用于停止正在自动该功能键用于停止正在自动 循环运行的程序。循环运行的程序。 该功能用于控制数控加工程该功能用于控制数控加工程 序按单段运行。序按单段运行。 该功能按键配合编程中的该功能按键配合编程中的M1M1 指令实现加工过程中的暂停。指令实现加工过程
11、中的暂停。 该功能按键可实现带有该功能按键可实现带有“/ /” 的程序段跳转。的程序段跳转。 程序运行程序运行 进给保持进给保持 程序停止程序停止 单段运行单段运行 选择停止选择停止 单段跳转单段跳转 5.5.程序调试与运行控制程序调试与运行控制 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 11 用于锁定机床机械部分的运用于锁定机床机械部分的运 动，配合程序的仿真验证。动，配合程序的仿真验证。 该功能键用于调节主运动与该功能键用于调节主运动与 进给运动的速度。进给运动的速度。 照明、冷却、及其它运动件照明、冷却、及其它运动件 动作的手动控制。动作的手动控制。
12、 该功能用于保护用户的加工该功能用于保护用户的加工 程序不经授权不得随意改动。程序不经授权不得随意改动。 该功能用于外部程序在数控该功能用于外部程序在数控 系统中的存取。系统中的存取。 机械锁定机械锁定 速度调节速度调节 手动控制手动控制 程序保护程序保护 程序传输程序传输 6.6.其它的辅助控制功能其它的辅助控制功能 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 12 2 2. .1.2 1.2 数控机床操作的安全常识数控机床操作的安全常识 数控机床操作中，特别是对于刚刚接触或初学者， 经常会出现错误操作情况，这些错误操作错误操作出现时，轻者 损坏刀具损坏刀
13、具，工件报废工件报废，重者损伤机床损伤机床的相关机械部件， 严重影响机床精度，甚至伤及操作人员伤及操作人员人身安全。以下 针对操作中常见问题，加以分析其产生原因，以便更好 地预防、解决，保证安全生产。 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 13 机床原点机床原点就是就是机床坐标系机床坐标系的原点。它是机床上的一个固定的点，由的原点。它是机床上的一个固定的点，由 制造厂家确定。机床坐标系是通过制造厂家确定。机床坐标系是通过“alignalign”操作来确立的，操作来确立的，参考点参考点是是 确立机床坐标系的参照点。确立机床坐标系的参照点。 数控车床的机床
14、原点多定在主轴前端面的中心，数控铣床的机床原数控车床的机床原点多定在主轴前端面的中心，数控铣床的机床原 点多定在进给行程范围的正极限点处，但也有的设置在机床工作台中心，点多定在进给行程范围的正极限点处，但也有的设置在机床工作台中心， 使用前可使用前可查阅机床用户手册查阅机床用户手册。 +X+X +Z+Z 在对零件图形进行编程时，必须要建立用于在对零件图形进行编程时，必须要建立用于编程坐标系编程坐标系，其坐标原，其坐标原 点即为点即为编程原点编程原点。显然，编程原点是由编程员确定的。显然，编程原点是由编程员确定的。 编程原点在机床坐标系中的位置必须让机床的数控系统知道，这一编程原点在机床坐标系中
15、的位置必须让机床的数控系统知道，这一 操作就是操作就是对刀对刀，由机床操作员通过由机床操作员通过对刀对刀和和机床坐标偏置设置机床坐标偏置设置建立的坐标建立的坐标 系就是系就是工件坐标系工件坐标系。保证编程坐标系与工坐标系一致是加工操作的关键。保证编程坐标系与工坐标系一致是加工操作的关键。 因此，编程原点也可称之为因此，编程原点也可称之为工件原点工件原点，即，即工件零点工件零点。 1.1.坐标系的正确理解坐标系的正确理解 机床坐标系机床坐标系 坐标系坐标系编程坐标系编程坐标系 工件坐标系工件坐标系 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 14 2.2.编程
16、时的注意事项编程时的注意事项 进退刀进退刀 G00指令的应用指令的应用 工艺安排工艺安排 起刀点、下刀点、刀位点、换刀点起刀点、下刀点、刀位点、换刀点 进给速度进给速度F的单位的单位 走刀路线走刀路线 刀具快速接近工件的点，从该点刀具开始进行循环加刀具快速接近工件的点，从该点刀具开始进行循环加 工或单步切削加工。普通螺纹加工时刀具起刀点位置要相工或单步切削加工。普通螺纹加工时刀具起刀点位置要相 同，同，“X X”轴起点终点坐标要相同，避免乱扣和锥螺纹产生。轴起点终点坐标要相同，避免乱扣和锥螺纹产生。 刀具以工作进给（工进）速刀具以工作进给（工进）速 度切入工件的点。度切入工件的点。 刀具上代表
17、刀具编程或运刀具上代表刀具编程或运 动轨迹的点。动轨迹的点。 进行自动换刀的位置点。进行自动换刀的位置点。 编程时换刀要注意应给刀具足编程时换刀要注意应给刀具足 够空间，尤其是镗孔刀，要到够空间，尤其是镗孔刀，要到 机床上实际测量确定换刀点。机床上实际测量确定换刀点。 如遇工件较长需顶尖支撑，更如遇工件较长需顶尖支撑，更 应特别注意。应特别注意。 选择适当的加工顺序和装夹方法。遵循先选择适当的加工顺序和装夹方法。遵循先 粗后精、先近后远、内外交叉等一般性原粗后精、先近后远、内外交叉等一般性原 则，编程中应将工件的余量考虑进去，避则，编程中应将工件的余量考虑进去，避 免事故发生。免事故发生。 所
18、谓走刀路线即按图纸、工艺要所谓走刀路线即按图纸、工艺要 求，所确定的刀具运动轨迹。求，所确定的刀具运动轨迹。 进退刀点选择时要注意，进进退刀点选择时要注意，进刀不刀不 能撞工件、退能撞工件、退刀应先离开工件。刀应先离开工件。 “G0G0”指令在进退刀时尽量避免指令在进退刀时尽量避免 “X X、Y Y、Z Z”同时移动使用。同时移动使用。 “G01G01”指令中指令中F F值单位避免错乱。值单位避免错乱。 以防以防F F值过大，造成：一是机床不值过大，造成：一是机床不 动，伺服系统报警，二是刀具移动动，伺服系统报警，二是刀具移动 速度非常快（大于速度非常快（大于G0G0）, ,出现撞车出现撞车
19、事故。事故。 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 15 解决方法：解决方法：初学者在没有完全弄懂机床功能前尽量不要修改机床初学者在没有完全弄懂机床功能前尽量不要修改机床 功能参数，一定要弄清基本原理。应严格按照操作规程进行操作，功能参数，一定要弄清基本原理。应严格按照操作规程进行操作， 输入程序或刀补数值后应反复检查后方可操作。输入程序或刀补数值后应反复检查后方可操作。 数据误输入数据误输入 各轴运动顺序各轴运动顺序 操作不熟练操作不熟练 机床工作原理不理解，按键含义不熟悉机床工作原理不理解，按键含义不熟悉 机床功能参数误修改机床功能参数误修改 3.
20、3.机床误操作的原因机床误操作的原因 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 16 4.4.刀具的安装刀具的安装 当刀具安装位置不正确时，会造成刀具工作角度的改变，有时会造当刀具安装位置不正确时，会造成刀具工作角度的改变，有时会造 成无法切削加工；当刀具装夹不可靠时，一旦切削，在切削力的作用下，成无法切削加工；当刀具装夹不可靠时，一旦切削，在切削力的作用下， 刀具会发生移动，从而导致工件加工尺寸误差甚至报废，以及刀具损坏，刀具会发生移动，从而导致工件加工尺寸误差甚至报废，以及刀具损坏， 严重时可能产生人身安全事故。因此，刀具装夹时必须保证：严重时可能产生
21、人身安全事故。因此，刀具装夹时必须保证： 刀片在刀柄上位置正确，装夹要可靠；刀柄在刀架要安装正确、可刀片在刀柄上位置正确，装夹要可靠；刀柄在刀架要安装正确、可 靠。下图为错误的刀具安装。靠。下图为错误的刀具安装。 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 17 由于加工时进行各种操作，如输入刀补、插入程序，执行后进由于加工时进行各种操作，如输入刀补、插入程序，执行后进 行删除等操作过多，使随机存储器行删除等操作过多，使随机存储器PMAPMA芯片中执行程序混乱，系统执芯片中执行程序混乱，系统执 行时出现错误，行时出现错误，X X或或Z Z向出现丢步，造成撞车
22、。向出现丢步，造成撞车。 EPROM EPROM芯片、系统主板或驱动板中元件有损坏，造成执行程序出芯片、系统主板或驱动板中元件有损坏，造成执行程序出 错。为避免这种情况出现，要经常检查机床系统，发现异常及时找专错。为避免这种情况出现，要经常检查机床系统，发现异常及时找专 业人员解决。业人员解决。 严禁多人同时操作同一台机床。多人操作时，容易出现不协严禁多人同时操作同一台机床。多人操作时，容易出现不协 调，极易产生撞车。调，极易产生撞车。 操作练习时，应按指导教师安排进行。操作练习时，应按指导教师安排进行。 不得运行不了解的程序。不得运行不了解的程序。 5.5.严禁多人同时操作严禁多人同时操作
23、6.6.机床数控系统本身原因机床数控系统本身原因 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 18 7.7.机床本身机械故障机床本身机械故障 步进电机出现机械故障步进电机出现机械故障，或者由于步进电机下的，或者由于步进电机下的接线接线在操作中被拉断，在操作中被拉断， 步进电机与滚珠丝杠之间连接步进电机与滚珠丝杠之间连接销钉脱落销钉脱落，使电机与拖板之间移动不同步，使电机与拖板之间移动不同步， 或或丝杠中有异物丝杠中有异物（如切屑等），造成机床两轴中其中一个方向不动或移动（如切屑等），造成机床两轴中其中一个方向不动或移动 缓慢，使机床出现撞车事故。操作时应做到
24、观其色，听其声，发现异常及缓慢，使机床出现撞车事故。操作时应做到观其色，听其声，发现异常及 时处理，机床导轨及丝杠使用完毕应清理干净。时处理，机床导轨及丝杠使用完毕应清理干净。 严格遵守操作规程，撞车现象应以预防为主。严格遵守操作规程，撞车现象应以预防为主。首先应使操作人员首先应使操作人员熟悉熟悉 系统的各种操作系统的各种操作，系统功能键应掌握，达到能熟练操作；这样在操作中，系统功能键应掌握，达到能熟练操作；这样在操作中， 减少失误，将误操作的概率降至最低点；特别是对刚开始使用数控系统的减少失误，将误操作的概率降至最低点；特别是对刚开始使用数控系统的 初学者来说，应对照操作步骤，一步一步的进行
25、，避免失误；初学者来说，应对照操作步骤，一步一步的进行，避免失误；编程时编程时：应：应 根据工作特点进行，退刀和回零的顺序是先退根据工作特点进行，退刀和回零的顺序是先退X X向，还是先退向，还是先退Z Z向，应按工向，应按工 件的形状及加工位置确定；操作者应注意机床的件的形状及加工位置确定；操作者应注意机床的保养保养：在平时加工后，丝：在平时加工后，丝 杠，导轨应擦拭干净，避免切解屑等杂物夹在滚珠丝杠和导轨内，造成加杠，导轨应擦拭干净，避免切解屑等杂物夹在滚珠丝杠和导轨内，造成加 工出现误差，损伤导轨，影响加工。工出现误差，损伤导轨，影响加工。 8.8.总结总结 数控机床的操作及编程基础数控机
26、床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 19 2 2. .1.3 1.3 数控机床的维护与保养数控机床的维护与保养 v点检点检按有关维护文件的规定，对数控机床进行定点、按有关维护文件的规定，对数控机床进行定点、 定时的检查和维护。定时的检查和维护。 v点检要求和内容点检要求和内容 专职点检专职点检重点设备、部位（设备部门）重点设备、部位（设备部门） 日常点检日常点检一般设备的检查及维护（车间）一般设备的检查及维护（车间） 生产点检生产点检开机前检查、润滑、日常清洁、紧固等开机前检查、润滑、日常清洁、紧固等 工作（操作者）工作（操作者） 1.1.机床点检机床点检 数控机床的操作及编程基
27、础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 20 2.2.数控系统的日常维护数控系统的日常维护 v机床电气柜的散热通风机床电气柜的散热通风 门上热交换器或轴流风扇对控制柜的内外进行空气门上热交换器或轴流风扇对控制柜的内外进行空气 循环。（少开柜门）循环。（少开柜门） v纸带阅读机的定期维护纸带阅读机的定期维护 对光电头、纸带压板定期进行防污处理。对光电头、纸带压板定期进行防污处理。 v支持电池的定期更换支持电池的定期更换 在机床断电期间，有电池供电保持存储在在机床断电期间，有电池供电保持存储在COMSCOMS器件器件 内的机床数据。内的机床数据。 数控机床的操作及编程基础数控机床
28、的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 21 2.2.数控系统的日常维护数控系统的日常维护 v检测反馈元件的维护检测反馈元件的维护 光电编码器、接近开关、行程开关与撞块、光栅等光电编码器、接近开关、行程开关与撞块、光栅等 元件的检查和维护。元件的检查和维护。 v备用电路板的定期通电备用电路板的定期通电 备用电路板应定期装到备用电路板应定期装到CNCCNC系统上通电运行，长期系统上通电运行，长期 停用的数控机床也要经常通电，利用电器元件本身的发停用的数控机床也要经常通电，利用电器元件本身的发 热来驱散电气柜内的潮气。保证电器元件性能的稳定可热来驱散电气柜内的潮气。保证电器元件性能的稳定可
29、 靠。靠。 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 22 2.2 数控车床的基本操作数控车床的基本操作 机机 床床 外外 观观 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 23 1.1.机床概况机床概况 机床型号 ；CNC系统为Fanuc 21 i-T ； 机床主要技术参数为： 机床主轴额定功率7.5kw，连续加工功率5.5kw ； 主轴转速30 5,500 rpm ； 卡爪可夹持工件直径51mm ； 各轴最大位移范围：Z轴440mm，X轴215mm ； 机床精度：Z轴移动精度0.004mm，重复定位精 度0.001m
30、m；X轴移动精度0.002mm，重复定位精 度0.0005mm； 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 24 控制面板区 屏幕显示区 MDI操作面板 2.2.操作界面操作界面 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 25 1 1）MDIMDI操作面板操作面板 2.2.操作界面操作界面 程序复位键 在线帮助键 上档键 英文字符键区 光标控制键 程序编辑键 数字键盘区 系统参数输入取消（退格） 段结束符“；” 功能键区 程序跳转符 数控机床的操作及编程基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 26
31、2 2）控制操作面板）控制操作面板 2.2.操作界面操作界面 系统保护钥匙 HANDLE(手轮) 手摇脉冲进给 主轴负载显示 尾架顶尖操作 卡盘松夹操作 机床启动键 程序运行键 OFF 紧急停止开关 进给倍率调整 冷却液控制键主轴控制键 主轴转速 调整键 刀架转塔 操作键 运动加速键 运动轴选择键 手轮倍率 选择键 系统参数 设置键 夹紧模式 选择键 JOG模式键 机床启动 回参考点键 程序停止键 程序循环 保持键 程序运行键 再运行键 轴禁止键程序调试键程序干运行键 选择停止键块删除键 程序逐块 运行键 程序MDI 操作键 程序编辑 （状态）键 程序循环运行 （状态）键 数控机床的操作及编程
32、基础数控机床的操作及编程基础 数控编程与加工数控编程与加工 27 3 3）输出显示）输出显示 2.2.操作界面操作界面 CF卡 数据输入/输出接口 CRT 显示操作软键 CRT 屏幕显示区 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 28 . .机床坐标系机床坐标系 在数控机床上加工零件，机床的动作是由数控系统发出的在数控机床上加工零件，机床的动作是由数控系统发出的 指令来控制的。为了确定机床的运动方向和移动的距指令来控制的。为了确定机床的运动方向和移动的距 离，就要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫离，就要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫 标准坐标系，也叫机
33、床坐标系。在编制程序时，就可标准坐标系，也叫机床坐标系。在编制程序时，就可 以以该坐标系来规定运动方向和距离。以以该坐标系来规定运动方向和距离。 机床坐标系：是数控机床安装调试时便设定好的固定坐标机床坐标系：是数控机床安装调试时便设定好的固定坐标 系，并设有固定的坐标原点，其坐标和运动方向视机系，并设有固定的坐标原点，其坐标和运动方向视机 床的种类和结构而定。一般情况下，坐标系是利用机床的种类和结构而定。一般情况下，坐标系是利用机 床机械结构的基准线来确定，这在机床说明书中均有床机械结构的基准线来确定，这在机床说明书中均有 规定。规定。 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 数控编程与加工基础数控
34、编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 29 . .机床坐标系机床坐标系 (1)数控机床坐标轴及其方向的规定 ISO标准坐标：“右手直角迪卡尔坐标系” 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 正方向：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向正方向：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向 回转座标：绕回转座标：绕X.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.C表示，轴相表示，轴相 互关系由右手螺旋法则而定。互关系由右手螺旋法则而定。 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 30 . .机床坐标系机床坐标系 (2) (2) 机床相对运动的规定机床相对运动的规定
35、 数控机床的进给运动是相对的，有的是刀具相对于工件的数控机床的进给运动是相对的，有的是刀具相对于工件的 运动（如车床），有的是工件相对于刀具的运动（如运动（如车床），有的是工件相对于刀具的运动（如 铣床）。在机床上，我们始终认为工件静止，这样编铣床）。在机床上，我们始终认为工件静止，这样编 程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下， 就可以依据零件图样，确定机床的加工过程。就可以依据零件图样，确定机床的加工过程。 如果把刀具看作静止不动，工件移动，那么在坐标轴的字如果把刀具看作静止不动，工件移动，那么在坐标轴的字 母上加母上加“”，如等；加
36、，如等；加“”字母表示的工件运动正字母表示的工件运动正 方向与不加方向与不加“”之同一字母表示的刀具运动方向相反之同一字母表示的刀具运动方向相反 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 31 . .机床坐标系机床坐标系 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 (3)(3)运动方向的规定运动方向的规定: :JB305182JB305182中规定：机床某一部件运动的正方中规定：机床某一部件运动的正方 向，是增大工件和刀具之间的距离的方向向，是增大工件和刀具之间的距离的方向( (或是刀具远离工件的方向或是刀具远离工件的方向) )。 确定机床坐标
37、轴时，一般先确定确定机床坐标轴时，一般先确定Z Z轴，再确定轴，再确定X X轴和轴和Y Y轴。轴。 1) Z坐标坐标 :通常把平行于机床主轴（传递切削动力）的轴线作为通常把平行于机床主轴（传递切削动力）的轴线作为Z坐标轴，坐标轴， 刀具远离工件的方向为刀具远离工件的方向为Z轴的正方向。如在钻镗加工中，钻入和镗入工件轴的正方向。如在钻镗加工中，钻入和镗入工件 的方向为的方向为Z坐标的负方向，而退出为正方向。坐标的负方向，而退出为正方向。 n若没有主轴若没有主轴( (牛头刨床牛头刨床) )或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面 的方向为的方向为Z Z坐标。坐标
38、。 n若主轴能摆动：若主轴能摆动： 在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则这个在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则这个 坐标便是坐标便是Z Z坐标；坐标； 若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的 方向为方向为Z Z坐标。坐标。 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 32 (3)(3)运动方向的规定运动方向的规定: : 1) Z坐标坐标 对于工件旋转的机床，如车床、外圆磨床等，平行于工件轴线的坐标为对于工件旋转的机床，如车床、外圆磨床等，平行于工件轴线的坐标为 坐标。如图
39、坐标。如图4-8。而对于刀具旋转的机床，如铣床、钻床、镗床等，则。而对于刀具旋转的机床，如铣床、钻床、镗床等，则 平行于旋转刀具轴线的坐标为平行于旋转刀具轴线的坐标为Z坐标。如图坐标。如图4-9、4-10。如果机床没有主。如果机床没有主 轴（如牛头刨床），轴（如牛头刨床），Z轴垂直于工件装卡面。如图轴垂直于工件装卡面。如图4-11。 对于有几根主轴的机床：如龙门铣床，选择其中一个与工作台面相垂对于有几根主轴的机床：如龙门铣床，选择其中一个与工作台面相垂 直的主轴为主要主轴，并以它来确定直的主轴为主要主轴，并以它来确定z轴方向。轴方向。 若主轴能摆动：在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行
40、时，若主轴能摆动：在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时， 则这个坐标便是则这个坐标便是Z坐标；坐标； 若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z 坐标坐标 . .机床坐标系机床坐标系 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 33 . .机床坐标系机床坐标系 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 (3)(3)运动方向的规定运动方向的规定: : X X坐标坐标 标准规定：水平、垂直于标准规定：水平、垂直于Z Z轴、平行于工件的夹装面轴、平行于工件的夹装
41、面 在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。 n Z Z轴水平（卧式），则从刀具轴水平（卧式），则从刀具( (主轴主轴) )向工件看时，向工件看时，X X坐标的正方向坐标的正方向 指向右边。指向右边。 n Z Z轴垂直（立式）：轴垂直（立式）： 单立柱机床，从刀具向立柱看时，单立柱机床，从刀具向立柱看时，X X的正方向指向右边；的正方向指向右边； 双立柱机床双立柱机床( (龙门机床龙门机床) )，从刀具向左立柱看时，从刀具向左立柱看时，X X轴的正方向指轴的正方向指 向右边。向右边。 在工件旋转的机床上（车床、磨床等），在工件旋转的机床上（车床、磨床
42、等），X X轴的运动方向是工件的径轴的运动方向是工件的径 向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X X轴的正方轴的正方 向。向。 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 34 Y坐标 p利用已确定的X.Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺 旋法则，确定Y坐标的正方向。 右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向 为食指指向。 右手螺旋法则：在X Z平面，从Z至X，姆指所指的方 向为+y。 . .机床坐标系机床坐标系 4.2数控机床的坐标系数控机床的坐标系 (3)(3)运动方向的规定运动方向的规定:
43、: 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 35 . .机床坐标系机床坐标系 4.2数控机床的坐标系数控机床的坐标系 例题例题:确定下面机床的坐标轴确定下面机床的坐标轴 图图4-8 4-8 卧式车床卧式车床 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 36 . .机床坐标系机床坐标系 数控机床的坐标系数控机床的坐标系 图图4-9 4-9 立式升降台铣床立式升降台铣床 图图4-10 4-10 卧式升降台铣床卧式升降台铣床 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 37 37 2、机床坐标系与工件坐标系 编程总是基于某一
44、坐标系统的，因此，弄清楚 数控机床坐标系和工件坐标系的概念及相互关 系是至关重要的。 2.2 数控编程的基础知识数控编程的基础知识 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 38 38 及机床参考点及机床参考点 n机床原点（零点）机床原点（零点） 机床坐标系原点（机械原点）（机械原点）是在机床调试完成 后便确定了，是机床上固有的点点。数控机床进行数控机床进行 加工运动的基准参考点加工运动的基准参考点. 机床原点的建立：用回零方式建立。 机床原点建立过程实质上是机床坐标系建立过程。 2.2 数控编程的基础知识数控编程的基础知识 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控
45、编程与加工数控编程与加工 39 39 n机床坐标系机床坐标系 以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固 有的坐标系，它具有唯一性。 机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系 的参考坐标系。 注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅作为工注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅作为工 件坐标系的参考坐标系。件坐标系的参考坐标系。 2.2 数控编程的基础知识数控编程的基础知识 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 40 2021年10月18日 n 机床参考点：机床参考点： n用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。是机床坐标系中一个固用于对机床运动进行检测和控制的固
46、定位置点。是机床坐标系中一个固 定不变的极限点，其固定位置由各轴向的机械挡块来确定。对数控铣床定不变的极限点，其固定位置由各轴向的机械挡块来确定。对数控铣床 、加工中心而言，机床参考点与机床原点重合，一般取在、加工中心而言，机床参考点与机床原点重合，一般取在X X、Y Y、Z Z坐标坐标 的正方向极限位置上；对数控车床（如图的正方向极限位置上；对数控车床（如图2-82-8），机床原点取在卡盘右），机床原点取在卡盘右 端面与旋转中心线的交点之处，机床参考点在车刀退离主轴端面和旋转端面与旋转中心线的交点之处，机床参考点在车刀退离主轴端面和旋转 中心线最远的某一固定点。中心线最远的某一固定点。 +X
47、 2.2 数控编程的基础知识数控编程的基础知识 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 41 41 Y 轴 偏 置 量 X轴偏置量 工件原点 Z轴偏置量 Y轴 机床原点 X轴 Z轴 卧式数控机床的坐标系 X轴 Z 轴 偏 置 量 Y轴 Y轴偏置量 X轴偏置量 机床原点 工件原点 立式数控机床的坐标系 Z轴 2.2 数控编程的基础知识数控编程的基础知识 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 42 42 n工件原点与工件坐标系 n工件原点：工件原点：为编程方便在零件、工装夹具上选定的 某一点或与之相关的点。该点也可以是对刀点重合。 n工件坐
48、标系：工件坐标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系， 编程时，所有的尺寸都基于此坐标系计算。 n工件原点偏置：工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件 原点与机床原点间的距离。 n现代数控机床均可设置多个工件坐标系，在加工时 通过G指令进行换。 2.2 数控编程的基础知识数控编程的基础知识 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 43 2021年10月18日 n 工件原点只与工件有关，而与机床坐标系无关。但考工件原点只与工件有关，而与机床坐标系无关。但考 虑到编程的方便性，工件坐标系中各轴的方向应该与所虑到编程的方便性，工件坐标系中各轴的方向应该与所 使用的数控
49、机床的坐标轴方向一致。使用的数控机床的坐标轴方向一致。工件原点的设置一工件原点的设置一 般应遵循下列原则般应遵循下列原则： n （1）工件原点与设计基准或装配基准重合，以利于编）工件原点与设计基准或装配基准重合，以利于编 程；程； n （2）工件原点尽量选在尺寸精度高、表面粗糙度值小）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；的工件表面上； n （3）工件原点最好选在工件的对称中心上；）工件原点最好选在工件的对称中心上； n （4）要便于测量和检验。）要便于测量和检验。 n注意：设定编程坐标系时，注意：设定编程坐标系时， 假定工件固定不动，用刀具运动假定工件固定不动，用刀具运动
50、 的坐标系来编程。的坐标系来编程。 2.2 数控编程的基础知识数控编程的基础知识 数控编程与加工基础数控编程与加工基础 数控编程与加工数控编程与加工 44 2021年10月18日 n3） 机床坐标系与工件坐标系的关系机床坐标系与工件坐标系的关系 n 机床坐标系与工件坐标系的相应坐标轴一般相平行，方向也机床坐标系与工件坐标系的相应坐标轴一般相平行，方向也 相同，但原点不同。工件原点与机床原点间的距离称为工件原相同，但原点不同。工件原点与机床原点间的距离称为工件原 点偏置，加工时，这个偏置值需预先输入到数控系统中。（图点偏置，加工时，这个偏置值需预先输入到数控系统中。（图 29） 2.2 数控编程
