為了便于編程時(shí)描述機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，簡化程序的編制方法及保證數(shù)據(jù)的互換性和加工程序的通用性，數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向均已標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一規(guī)定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸名稱及其運(yùn)動(dòng)的正負(fù)方向，使所編程序?qū)ν愋蜋C(jī)床有互換性，同時(shí)也使程序編制簡便。目前，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)的坐標(biāo)系。我國也已頒布了JB/T 3051—1999《數(shù)控機(jī)床一坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向的命名》標(biāo)準(zhǔn)。

　　1.刀具相對(duì)于零件運(yùn)動(dòng)的原則

　　這一原則認(rèn)為零件不運(yùn)動(dòng)，使編程人員能在不知道是刀具移動(dòng)還是零件移動(dòng)的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機(jī)床的加工過程。

　　2.標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)(機(jī)床坐標(biāo))系的規(guī)定

　　為了確定機(jī)床上的成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)，必須先確定機(jī)床上運(yùn)動(dòng)的方向和運(yùn)動(dòng)的距離，這就需要一個(gè)坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)就稱為機(jī)床坐標(biāo)系(又稱標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系)。標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)床坐標(biāo)系采用右手笛卡兒直角坐標(biāo)系。

　　3.機(jī)床坐標(biāo)軸的確定及運(yùn)動(dòng)方向

　　確定機(jī)床坐標(biāo)軸時(shí)，一般是先確定z軸，再確定z軸和y軸，同時(shí)規(guī)定運(yùn)動(dòng)方向。

　　在坐標(biāo)命名或編程時(shí)，通常不論機(jī)床在加工中是刀具移動(dòng)還是被加工工件移動(dòng)，都一律假定被加工工件相對(duì)靜止不動(dòng)，而刀具在移動(dòng)，并同時(shí)規(guī)定刀具遠(yuǎn)離工件的方向(即增大零件與刀具之間距離的方向)為坐標(biāo)的正方向。

　　在坐標(biāo)軸命名時(shí)，如果把刀具看作相對(duì)靜止不動(dòng)，工件運(yùn)動(dòng)，那么在坐標(biāo)軸的符號(hào)上應(yīng)加注標(biāo)記“”’，如戈’、y’、z’、A’、B’、c’等。其運(yùn)動(dòng)方向與不帶“”’的方向正好相反。

　　(1)z軸

　　z坐標(biāo)與主軸軸線平行，數(shù)控車床的主軸軸線為z軸，床尾方向?yàn)閦的正方向。在鉆鏜加工中，鉆入或鏜人零件的方向是z的負(fù)方向。對(duì)于有主軸的機(jī)床，如臥式車床、立式升降臺(tái)銑床等，則以主軸軸線方向作為z軸方向。對(duì)于沒有主軸的機(jī)床，如龍門銑床等，則以與裝夾工件的工作臺(tái)面相垂直的直線作為z軸方向。如果機(jī)床有幾根主軸，則選擇其中一個(gè)與工作臺(tái)面相垂直的主軸為主要主軸，并以它來確定z軸方向。同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閦軸的正方向。

　　(2)z軸

　　z坐標(biāo)是水平的(平行于零件裝夾面)，是刀具或零件定位平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的主要坐標(biāo)，一般位于與工件安裝面相平行的水平面內(nèi)。對(duì)于由主軸帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的車床、磨床上，則在水平面選定垂直于工件旋轉(zhuǎn)軸線的方向?yàn)檐S，戈的正方向是橫向滑座主要刀架上刀具離開零件回轉(zhuǎn)中心的方向;對(duì)于由主軸帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，若主軸是水平的，如臥式升降臺(tái)銑床等，由主要刀具主軸向工件看，選定主軸右側(cè)方向?yàn)閦正方向;若主軸是豎直的，如立式銑床、立式鉆床等，由主要刀具主軸向立柱看，選定主軸右側(cè)方向?yàn)閦軸正方向;對(duì)于無主軸的機(jī)床，則選定主要切削方向?yàn)榍演S正方向。對(duì)于橋式龍門機(jī)床，當(dāng)由主軸向左側(cè)立柱看時(shí)，石運(yùn)動(dòng)的正方向指向右方。 ’

　　(3)，，軸

　　y軸方向可根據(jù)已選定的z、x軸按右手直角笛卡爾坐標(biāo)系來確定。

　　(4)附加坐標(biāo)軸

　　如果機(jī)床除有z、y、z主要坐標(biāo)軸以外，還有平行于它們的坐標(biāo)軸，可分別指定為u、y、形。如果還有第三組運(yùn)動(dòng)，則分別指定為尸、Q、尺。

　　(5)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

　　A、B、c相應(yīng)表示圍繞z、y、z三軸軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其正方向分別按x、y、z軸右手螺旋法則判定。

　　(6)主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向

　　主軸順時(shí)針回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方向是按右手螺旋進(jìn)入工件的方向。

　　4.數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)數(shù)

　　數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)數(shù)是指有幾個(gè)運(yùn)動(dòng)采用了數(shù)字控制。如一臺(tái)銑床，其z，y，z3個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)都能進(jìn)行數(shù)字控制，則它就是一個(gè)3坐標(biāo)數(shù)控銑床。有些機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件較多，在同一個(gè)坐標(biāo)軸方向上會(huì)有2個(gè)或更多的運(yùn)動(dòng)是數(shù)控的，所以還有4坐標(biāo)、5坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床。不要把數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)數(shù)與“2坐標(biāo)加工”、“3坐標(biāo)加工”相混淆。一臺(tái)3坐標(biāo)數(shù)控銑床，若控制系統(tǒng)只能控制任意2坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，則只能實(shí)現(xiàn)2坐標(biāo)加工，如圖7.4所示。有時(shí)對(duì)于一些簡單立體型面，也可采用這種機(jī)床加工，即某2個(gè)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，另一坐標(biāo)進(jìn)行周期進(jìn)給，將立體型面轉(zhuǎn)化為平面輪廓加工，這也叫“2.5坐標(biāo)加工”。若控制系統(tǒng)能控制3個(gè)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，則能實(shí)現(xiàn)3坐標(biāo)加工。

　　5.機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系

　　標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系原點(diǎn)(戈=0，y=0，z=0)的位置是任意選擇的，4，曰，c的 運(yùn)動(dòng)原點(diǎn)(A=0，B=0，c=0)也是任意的。機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，其原點(diǎn)在說明書中均有規(guī)定，一般利用機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)線來確定。例如，有的機(jī)床設(shè)有零位，這個(gè)零位就是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)(也叫機(jī)床原點(diǎn)、機(jī) 床零點(diǎn))。這個(gè)機(jī)床零位在機(jī)床制造出來時(shí)就已確定，是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)， 由機(jī)床生產(chǎn)廠在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)確定，原則上不能隨意改變。以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系就稱為機(jī)床坐標(biāo)系，機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，同時(shí)也是其他坐標(biāo)系與坐標(biāo)值的基準(zhǔn)點(diǎn)。也就是說只有確定了機(jī)床坐標(biāo)系，才能建立工件坐標(biāo)系，才能進(jìn)行其他操作。

　　6.機(jī)床參考點(diǎn) 。

　　機(jī)床參考點(diǎn)是由機(jī)床制造廠人為定義的點(diǎn)，它與機(jī)床原點(diǎn)之間的坐標(biāo)位置關(guān)系是固定的，并被存放在數(shù)控系統(tǒng)的相應(yīng)機(jī)床數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，一般是不允許 改變的，僅在特殊情況下可通過改變機(jī)床參考點(diǎn)的限位開關(guān)位置來改變，但同時(shí)必須能準(zhǔn)確測量出改變后的機(jī)床參考點(diǎn)相對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的幾何尺寸距離，并存放到數(shù)控系統(tǒng)的相應(yīng)機(jī)床數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，才能保證原設(shè)計(jì)的機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)不被破壞。

　　機(jī)床參考點(diǎn)的作用就是每次數(shù)控機(jī)床起動(dòng)時(shí)，執(zhí)行機(jī)床返回參考點(diǎn)的操作，使數(shù)控系統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)與機(jī)床本身坐標(biāo)系統(tǒng)相一致。換句話說當(dāng)執(zhí)行返回參考

　　點(diǎn)操作后，顯示器上將顯示參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)間的相關(guān)坐標(biāo)值，該數(shù)值即被記憶在系統(tǒng)中并在系統(tǒng)中建立機(jī)床原點(diǎn)，作為系內(nèi)運(yùn)算的基準(zhǔn)點(diǎn)。

　　機(jī)床參考點(diǎn)的位置在每個(gè)軸上都是通過減速行程開關(guān)粗定位，然后由編碼器零位電脈沖精定位的。當(dāng)返回參考點(diǎn)的工作完成后，顯示器即顯示出機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，這表明機(jī)床坐標(biāo)系已經(jīng)建立。

　　7.工件原點(diǎn)與工件坐標(biāo)系

　　工件原點(diǎn)又稱工件零點(diǎn)或編程零點(diǎn)，工件原點(diǎn)是為編制加工程序而定義的點(diǎn)，它可由編程人員根據(jù)需要來定義，一般選擇工件圖樣上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為工件原點(diǎn)，例如回轉(zhuǎn)體零件的端面中心、非回轉(zhuǎn)體零件的角邊、對(duì)稱圖形的中心作為幾何尺寸絕對(duì)值的基準(zhǔn)。

　　這種在工件上以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系稱為工件坐標(biāo)系，其坐標(biāo)軸及方向與機(jī)床坐標(biāo)系一致。工件坐標(biāo)系是編程人員在編程時(shí)使用的坐標(biāo)系，目的是為了編程方便，編程尺寸按工件坐標(biāo)系中的尺寸確定。除此之外，還可以用編制程序的方式來確定工件坐標(biāo)系。

　　8.起刀點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)

　　起刀點(diǎn)是指刀具起始運(yùn)動(dòng)的刀位點(diǎn)，即程序開始執(zhí)行時(shí)的刀位點(diǎn)。所謂刀位點(diǎn)即刀具的基準(zhǔn)點(diǎn)，如圓柱銑刀底面中心、球頭刀中心、車刀與鏜刀的理論刀尖;當(dāng)用夾具時(shí)常用與工件零點(diǎn)有固定聯(lián)系尺寸的圓柱銷等進(jìn)行對(duì)刀，此時(shí)用對(duì)刀點(diǎn)作為起刀點(diǎn)。