在機床中，刀具的運動是在坐標系中進行的。在一臺機床上，有各種坐標系與零點。理解它們對使用、操作機床以及編程都是很重要的。數(shù)控機床最基本的有機床零點(原點)、機床參考點、工件零點以及刀架相關(guān)點，另外還有其他點。
    一、機床原點
    機床原點是指在機床上設(shè)置的一個固定的點，即機床坐標系的原點。它在機床裝配、調(diào)試時就已確定下來了，是數(shù)控機床進行加工運動的基準參考點。在數(shù)控車床上，一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點處。如圖4-12所示，圖中O：即為機床原點。在數(shù)控銑床上，機床原點一般取在X、r、Z三個直線坐標軸正方向的極限位置上。即為立式數(shù)控銑床的機床原點。
    二、機床參考點
    許多數(shù)控機床(全功能型及高檔型)都設(shè)有機床參考點，該點至機床原點在其進給坐標軸方向上的距離在機床出廠時已準確確定，使用時可通過回參考點方式進行確認。它與機床原點相對應，有的機床參考點與原點重合。它是機床制造商在機床上借助行程開關(guān)設(shè)置的一個物理位置，與機床原點的相對位置是固定的，機床出廠之前由機床制造商精密測量確定。一般來說，加工中心的參考點為機床的自動換刀位置。
    機床原點實際上是通過返回(或稱尋找)機床參考點來完成確定的。機床參考點的位置在每個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(或稱柵格零點)精定位的。數(shù)控機床通電后，必須首先使各軸均返回各自參考點，從而確定了機床坐標系后，才能進行其他操作。機床參考點相對機床原點的值是一個可設(shè)定的參數(shù)值。它由機床廠家測量并輸入至數(shù)控系統(tǒng)中，用戶不得改變。當返回參考點的工作完成后，顯示器即顯示出機床參考點在機床坐標系中的坐標值，此表明機床坐標系已經(jīng)建立。
    值得注意的是不同數(shù)控系統(tǒng)返回參考點的動作、細節(jié)不同，因此當使用時，應仔細閱讀其有關(guān)說明。
    1．返回參考點
    參考點是CNC機床上的固定點，可以利用返回參考點指令將刀架移動到該點，可以設(shè)置多個參考點，其中第一參考點與機床參考點一致，第二、第三和第四參考點與第一參考點的距離利用參數(shù)事先設(shè)置。接通電源后必須先進行第一參考點返回，否則不能進行其他操作。
    參考點返回有兩種方法：
    (1)手動參考點返回。
    (2)  自動參考點返回  該功能是用于接通電源已進行手動參考點返回后，在程序中需要返回參考點時使用自動參考點返回功能。
    執(zhí)行G27指令的前提是機床在通電后必須返回過一次參考點(手動返回或用G28返回)。執(zhí)行完G27指令以后，如果機床準確地返回參考點，則面板上的參考點返回指示燈亮，否則，機床將出現(xiàn)報警。在G27指令之后，X、Z表示參考點的坐標值，U、W表示到參考點所移動的距離。
    3．從參考點返回G29
    G29指令使刀具以快速移動速度，從機床參考點經(jīng)過G28指令設(shè)定的中間點，快速移動到G29指令設(shè)定的返回點，其程序段格式為：
    G29  X(U)一Z(W)一；    其中，X、Z值為返回點在工件坐標系的絕對坐標值，U、W為返回點相對于參考點的增量坐標值。當然，在從參考點返回時，可以不用G29而用GOO或G01，但此時，不經(jīng)過G28設(shè)置的中間點，而直接運動到返回點。
    在銑削類數(shù)控機床上，G28、G29后面可以跟X、Y、Z中的任一軸或任二軸，亦可以三軸都跟，其意義與以上介紹的相同。
    三、刀架相關(guān)點
    從機械上說，所謂尋找機床參考點，就是使刀架相關(guān)點與機床參考點重合，從而使數(shù)控系統(tǒng)得知刀架相關(guān)點在機床坐標系中的坐標位置。所有刀具的長度補償量均是刀尖相對該點長度尺寸，即為刀長。例如，對車床類有X”長、Zx長，對銑床類有Z))長�？刹捎脵C上或機外刀具測量的方法測得每把刀具的補償量。
    有些數(shù)控機床使用某把刀具作為基準刀具，其他刀具的長度補償均以該刀具作為基準，對刀則直接用基準刀具完成。這實際上是把基準刀尖作為刀架相關(guān)點，其含義與上相同。但采用這種方式，當基準刀具出現(xiàn)誤差或損壞時，整個刀庫的刀具要重新設(shè)置。
    四、裝夾原點
    除了上述三個基本原點以外，有的機床還有一個重要的原點，即裝夾原點，用C表示。裝夾原點常見于帶回轉(zhuǎn)(或擺動)工作臺的數(shù)控機床或加工中心，一般是機床工作臺上的一個固定點，比如回轉(zhuǎn)中心與機床參考點的偏移量可通過測量，存人CNC系統(tǒng)的原點偏置寄存器中，供CNC系統(tǒng)原點偏移計算用。
    五、工件坐標系原點
    在工件坐標系上，確定工件輪廓的編程和計算原點，稱為工件坐標系原點，簡稱為工件原點，亦稱編程零點。
    在加工中，因其工件的裝夾位置是相對于機床而固定的，所以工件坐標系在機床坐標系中位置也就確定了。
    1．數(shù)控車床上工件編程零點的確定
    為了編程方便，工件編程零點可根據(jù)計算最方便的原則來確定某一點為編程零點。如車削的階臺軸工件，用機床的零點M編程時，車端面和各階臺長度時都要進行煩瑣的計算。
    2．數(shù)控鏜銑類機床工件零點的確定
    在數(shù)控鏜銑類機床上G92指令與G54—G59指令都是用于設(shè)定工件加工坐標系的，但它們在使用中是有區(qū)別的，G92指令是通過程序來設(shè)定工件加工坐標系的，G54—G59指令是通過CRT／MDI在設(shè)置參數(shù)方式下設(shè)定工件加工坐標系的，一經(jīng)設(shè)定，加工坐標原點在機床坐標系中的位置是不變的，它與刀具的當前位置無關(guān)，除非再通過CRT／MDI方式更改。G92指令程序段只是設(shè)定加工坐標系，而不產(chǎn)生任何動作；G54—G59指令程序段則可以和GOO、G01指令組合在選定的加工坐標系中進行位移。
    (1)用G92確定工件坐標系  在編程中，一般是選擇工件或夾具上的某一點作為編程零點，并以這一點作為零點，建立一個坐標系，這個坐標系是通常所講的工件坐標系。這個坐標系的原點與機床坐標系的原點(機床零點)之間的距離用G92(EIA代碼中用G50)指令進行設(shè)定，即確定工件坐標系原點距刀具現(xiàn)在位置多遠的地方，也就是以程序的原點為準，確定刀具起始點的坐標值，并把這個設(shè)定值存于程序存儲器中，作為零件所有加工尺寸的基準點。因此，在每個程序的開頭都要設(shè)定工件坐標系，其標準編程格式如下：
    G92  X    Y  Z
    立式加工中心工件坐標系設(shè)定的例子。機床坐標系原點(機械原點)是指刀具退到機床坐標系最遠的距離點，在機床出廠之前已經(jīng)調(diào)好，并記錄在機床說明書或編程手冊之中，供用戶編程時使用。
    2．用G54—G59確定工件坐標系
    用G54—G59確定工件坐標系的方法。
    工件坐標系的設(shè)定可采用輸入每個坐標系距機械原點的J、r、Z軸的距離(X，Y，Z)來實現(xiàn)。在圖4-19中分別設(shè)定G54和G59時可用下列方法：
    G54時  G59時
    X—X1  X—X2
    Y—Y1  Y—Y2
    Z—Z1    Z—Z2
    當工件坐標系設(shè)定后，如果在程序中寫成：G90  G54  X30．0  Y40．0時，機床就會向預先設(shè)定的G54坐標系中的A點(30．0，40．0)處移動。同樣，當寫成G90 G59 X30．0Y40．0時，機床就會向預先設(shè)定的G59中
的B點(30．0，30．0)處移動。
    另外，在用G54—G59方式時，通過G92指令編程后，也可建立一個新的工件加工坐標系。在G54方式時，當?shù)毒叨ㄎ挥赬OY坐標平面中的(200，160)點時，執(zhí)行程序段：G92X100．0  Y100．0就由向量A偏移產(chǎn)生了一個新的工件坐標系X'O，r，坐標平面。