1.1 机床坐标系定义

为了确定机床的运动方向和移动距离，需要在机床上建立一个坐标系，这就是机床坐标系。

机床坐标系是为了确定工件在机床上的位置 、机床运动部件的特殊位置（如换刀点、参考点）以及运动范围（如行程范围、保护区）等而建立的几何坐标系，是机床上固有的坐标系。

1.2 机床原点与机床参考点

机床原点又称为机械原点，它是机床坐标的原点。该点是机床上的一个固定的点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，通常不允许用户改变。机床原点是工件坐标系、编程坐标系、机床参考的基准点。这个点不是一个硬件点，而是一个定义点。

机床参考点是采用增量式测量的数控机床所特有的，机床原点是由机床参考点体现出来的。机床参考点是一个硬件点。（相对式编码器电机无法记录原点的位置，每次开机后都需要通过回零动作，利用挡块碰触限位开关确定机床的参考点位置。）

1.3 数控机床坐标系的确定

1.3.1 机床坐标轴遵循的原则

1.3.2 坐标系的确定

（1）刀具相对于静止工件而运动的原则

（2）机床坐标系的规定：右手直角笛卡尔坐标系

1.3.3 坐标轴的确定

（1）Z 轴

一般取产生切削力主轴轴线方向Z轴方向，且与主轴轴线方向平行，对于工件旋转的机床，Z轴方向平行于工件的轴线。

（2）X 轴

X 轴坐标为水平方向，一般位于平行于工件装夹面的水平面内，且垂直于Z 轴，车床上是对应刀架的径向移动方向。

（3）Y 轴

Y 轴于X 轴和Z 轴一起构成遵循右手笛卡尔坐标系。（车床上通常设为虚轴，普 通车床上没有 Y轴）

1.3.4 坐标轴的确定方法

顺序：先确定Z轴，再确定X轴，最后确定Y轴。

（1）Z坐标

将平行于机床主轴的刀具运动坐标定义为Z坐标。

所谓主轴是指产生切削动力的轴，例如铣床、钻床、镗床上的刀具旋转轴和车床上的工件旋转轴。

当机床有几个主轴时，选一个垂直工件装夹面的主轴为Z轴。

当机床没有主轴时，选与装卡工件的工作台面相垂直的直线为Z轴。

正方向：取刀具远离工件的方向为正方向。

（2）X坐标

X 轴为水平方向且垂直于Z 轴并平行于工件的装夹平面。

① 工件旋转运动的机床（例如：车床、磨床）

X轴在工件径向上，平行于横滑座。

X轴正方向：为刀具离开工件旋转中心的方向

② 刀具旋转运动的机床（例如：铣床、镗床、钻床）见图1

③ 对于无主轴的机床（如刨床），X轴方向平行于切削方向。见图2

（3）Y坐标

Y轴与X轴、Z轴垂直。当X\Z轴确定后，按右手笛卡尔法则确定Y轴正方向。

（4）A、B、C坐标

A、B、C坐标分别为X、Y、Z坐标的回转进给运动坐标，确定X、Y、Z坐标的正方向后，可按右手螺旋定则来确定A、B、C坐标的正方向。

1.4 坐标系的类型

1.4.1 机床坐标系

以机床原点为坐标原点建立起来的直角坐标系称为机床坐标系。

机床坐标系是机床固有的，它是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础。其坐标轴及方向按标准规定，坐标原点的位置则由各机床生产厂家设定，一般情况下不允许用户随意变动。

1.4.2 工件坐标系

工件坐标系也称编程坐标系，专供编程时使用，选择工件上的某一已知点为原点，建立一个新的坐标系称为工件坐标系。

选择工件坐标系的原点的原则：

1、尽量选在工件同样的基准上，便于计算，减少错误，利于编程；

2、尽量选在尺寸精度高，粗糙度值低的工件表面上，以提高被加工件的加工精度；

3、要便于测量和检验；

4、对于对称的工件，最好选在工件的对称中心上；

5、对于一般零件，选在工件外轮廓的某一角上；

6、Z轴方向的原点，一般设在工件表面。

1.4.3 工件编程原点

工件编程原点，是有编程人员在编程时根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系原点。编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致。

原点的选择应满足编程简单，尺寸换算少，引起的加工误差少等条件。

对车床而言，工件坐标系原点一般选在工件轴线与右端面或左端面的交点上。

1.4.4 换刀点

换刀点是零件程序开始加工或是加工过程中相对于机床固定原点而设置的一个自动更换刀具的相关点。

设立换刀点的目的是在更换刀具时让刀具处于一个比较安全的区域。

坐标系介绍到这里。