Để tính toàn quỹ đạo chuyển động của dụng cụ, cần thiết phải gắn vào chi tiết một hệ trục tọa độ. Thông thƣờng trên các máy CNC ngƣời ta thƣờng sử dụng hệ tọa độ Đê-các OXYZ theo quy tắc bàn thay phải (hệ tọa độ thuận).
Hình 1.8. Hệ tọa độ trên máy CNC
Gốc của hệ trục tọa độ có thể đặt tại bất kỳ điểm nào trên chi tiết (về mặt nguyên tắc), nhƣng thông thƣờng ngƣời ta sẽ chọn những điểm thuận lợi cho việc lập trình, đồng thời để dễ dàng kiểm tra kích thƣớc theo bản vẽ chi tiết gia công mà không phải thực hiện nhiều bƣớc tính toán bổ xung.
Một số điểm mang tính quy ƣớc là trên các máy CNC, chi tiết gia công đƣợc xem là cố định và luôn gắn với hệ tọa độ cố định, còn mọi chuyển động tạo hình và cắt gọt đều do dụng cụ thực hiện. Trong thực tế, điều này đôi khi là ngƣợc lại, ví dụ trên máy phay
thì chính bàn máy mang phôi thực hiện chuyển động tạo hình, còn dụng cụ chỉ thực hiện chuyển động cắt gọt.Vì vậy, khi sử dụng máy CNC cần luôn tạo ra thói quen để tránh nhầm lẫn đáng tiếc có thể gây nguy hiểm cho dụng cụ và con ngƣời.
Theo quy ƣớc chung, phƣơng của trục chính máy là phƣơng của trục OZ, còn chiều dƣơng của nó đƣợc quy ƣớc là khi dao tiến ra xa khỏi chi tiết.
Hình 1.9. Chiều chuyển động của các trục trên máy CNC
Ví dụ, với máy tiện 2D thông thƣờng thì trục chính nằm ngang và trùng với phƣơng OZ của hệ tọa độ, chiều dƣơng hƣớng ra khỏi ụ chính (hƣớng về phía bàn dao). Phƣơng chuyển động của bàn xe dao theo hƣớng kính là phƣơng OX và chiều dƣơng của nó là hƣớng ra xa bề mặt chi tiết gia công.
Đối với máy phay thẳng đứng, trục Z hƣớng theo phƣơng thẳng đứng lên trên, còn trục X và trục Y đƣợc xác định theo quy tắc bàn tay phải, tuy nhiên trong thực tế các nhà chế tạo lại thƣờng ƣu tiên chọn trục X là trục mà có chuyển động bàn máy dài hơn… Đối với các chuyển động quay xung quanh các trục tƣơng ứng X, Y, Z đƣợc xác định bằng các ký hiệu A, B, C sẽ đƣợc xác định là dƣơng khi chiều quay của nó có hƣớng thuận chiều kim đồng hồ khi nhìn theo chiều dƣơng của các trục tọa độ tƣơng ứng (khi nhìn vào gốc hệ trục tọa độ từ phía các trục thì chiều quay của chúng là ngƣợc chiều kim đồng hồ). Ngoài ra, còn một số chuyển động phụ song song với các trục tƣơng ứng với X, Y, Z là các chuyển động có ký hiệu U, V, W và hƣớng của chúng đƣợc biểu diễn trên hình 1.9.
Hệ tọa độ trên máy tiện
Máy tiện thƣờng có hai loại 2D và 3D, trong đó loại 2D phổ biến hơn vì nó có thể gia công đƣợc tất cả các bề mặt trụ ngoài hoặc trụ trong có đƣờng sinh bất kỳ. Các máy tiện 3D đƣợc bố trí thêm trục quay thứ 3 là trục quay của trục chính (thƣờng gọi là
trục C – quay quanh OZ) và trên đầu dao Rovonve còn có một chuyển động quay của dụng cụ tạo nên vận tốc cắt để thực hiện các công việc nhƣ khoan, khoét, doa các lỗ đồng tâm hay lệch tâm với tâm chi tiết hoặc phay các rãnh then, rãnh cam thùng trên chi tiết gia công. Chiều quay của trục C là cùng chiều kim đồng hồ nếu nhìn theo hƣớng của trục Z.
Hình 1.10. Hệ tọa độ trên máy tiện 3D với bàn dao phía sau
Hệ tọa độ trên máy khoan, máy phay đứng
Với máy khoan và máy phay đứng, trục chính của máy hƣớng theo phƣơng thẳng đứng và trùng với phƣơng của trục OZ trong hệ Đê- các, chiều dƣơng của trục OZ hƣớng lên trên. Trục OX và OY là hai trục nằm trên bàn máy với quy ƣớc chọn OX là trục có chiều dài dịch chuyển lớn hơn. Chiều dƣơng của trục OX có hƣớng sang bên phải khi nhìn từ trục chính xuống chi tiết gia công (nhìn ngƣợc chiều với chiều dƣơng của trục OZ)
Hệ tọa độ trên máy phay nằm ngang
Trục chính máy phay ngang là nằm ngang theo phƣơng của trục OZ, chiều dƣơng của trục OZ hƣớng vào máy. Trục OX nằm trên mặt phẳng định vị của chi tiết (hoặc song song với mặt phẳng định vị) và chiều dƣơng của OX hƣớng về phía trái nếu nhìn theo hƣớng trục chính.