1.机床坐标系

为了保证数控机床的运动、操作及程序编制的一致性，数控标准统一规定了机床坐标系和运动方向，编程时采用统一的标准坐标系。

1）坐标系建立的基本原则

（1）坐标系采用笛卡儿直角坐标系、右手法则，如图2-13所示，基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标轴，相应于各坐标轴的旋转坐标分别记为A、B、C。

图2-13　右手直角坐标系统

（2）采用假设工件固定不动、刀具相对工件移动的原则。由于机床的结构不同，有的是刀具运动，工件固定不动；有的是工件运动，刀具固定不动。为编程方便，一律规定刀具运动，工件固定。

（3）采用使刀具与工件之间距离增大的方向为该坐标轴的正方向，反之则为负方向，即取刀具远离工件的方向为正方向。旋转坐标轴A、B、C的正方向确定方法如图2-13所示，即按右手法则确定。

2）各坐标轴的确定

确定机床坐标轴时，一般先确定Z轴，然后确定X轴和Y轴。

Z轴：规定与机床主轴轴线平行的标准坐标轴为Z轴。Z轴的正方向是刀具与工件之间距离增大的方向。

X轴：为水平的、平行于工件装夹平面的轴。对于刀具旋转的机床，若Z轴为水平的，从刀具主轴的后端向工件看，X轴正方向指向右方；若Z轴为垂直的，从主轴向立柱看，X轴正方向指向右方。对无主轴的机床（如刨床），X轴正方向平行于切削方向。

Y轴：垂直于X及Z轴，按右手法则确定其正方向。

图2-14所示为数控车床加工中心坐标系。

图2-14　数控车床加工中心坐标系

（a）数控车床坐标系；（b）加工中心坐标系(www.daowen.com)

3）机床坐标系的原点

机床坐标系的原点也称机械原点、参考点或零点，这个原点是机床上固有的点，机床一经设计和制造出来，机械原点就被确定下来。机床启动时，通常要进行机动或手动回零，就是回到机械原点。数控机床的机械原点一般在直线坐标或旋转坐标回到正向的极限位置。

2.工件坐标系

当零件在机床工作台上装夹好时，如果使用机床坐标系来编制数控加工程序，则会感到很麻烦。因为零件的形状及尺寸均以有关基准来标注，而零件图样上并未反映出它在数控机床加工空间中的位置，即使通过对刀或在线检测等手段获知了其位置数据，但要编制数控加工程序时，还需换算成零件各基点在机床坐标系中的数据。基于以上原因，工件坐标系就需要在与工件有确切位置关系且易于编程的空间点处建立。

工件坐标系是人为设定的，用于确定工件几何图形上各几何要素的位置，为编程提供数据基础，所以又被称为编程坐标系，该坐标系的原点称为工件原点。该坐标系与机床坐标系是不重合的。理论上工件原点的设置是任意的，但实际上，它是编程人员根据零件特点为了方便编程、保证加工精度以及尺寸的直观性而设定的。

工件坐标系原点的选择原则是：

（1）坐标值的计算方便，编程简单；

（2）引起的加工误差最小；

（3）加工时容易对刀和测量尺寸。

工件坐标系原点一般按以下几点进行选择：

（1）工件坐标系原点应选在零件的设计基准上，这样便于坐标值的计算，并减少误差；

（2）工件坐标系原点应尽量选在精度较高的工件表面，以提高被加工零件的对刀精度；

（3）对于对称零件，工件坐标系原点应设在对称中心上；

（4）对于回转类零件，工件坐标系原点应设在回转中心上；

（5）对于一般零件，工件坐标系原点应设在工件轮廓的某一角上；

（6）Z轴方向上的坐标系原点一般应设在工件表面。