數(shù)控機床坐標系

1、授課題目數(shù)控機床坐標系授課學時1課時授課形式授課地點授課班級授課人教學目標1.了解數(shù)控機床坐標系的作用；2.掌握坐標和運動方向的命名原則；3掌握機床坐標系的規(guī)定4.能夠熟練應(yīng)用右手笛卡爾直角坐標系定則；5.掌握坐標軸及運動方向的確定。教學重點內(nèi)容教學方法1.熟練應(yīng)用右手笛卡爾直角坐標系定則；2.掌握坐標軸及運動方向的確定。講授法、 小組討論法、 演示法教學難點內(nèi)容教學方法1.掌握坐標軸及運動方向的確定。 實習法 教學方法講授法、小組討論法、演示法、實習法 教具機床模型教學手段多媒體教學時間分配1導入新課（9分鐘）；2講授新課（30分鐘）； 3小結(jié) （5分鐘）； 4布置作業(yè)（1分鐘）。教學過程教

2、學過程教學過程教學過程教學內(nèi)容教學活動形式一、導入新課 提問：什么是坐標系？ 為了說明質(zhì)點的位置、運動的快慢、方向等，必須選取其坐標系。在參照系中，為確定空間一點的位置，按規(guī)定方法選取的有次序的一組數(shù)據(jù)，這就叫做“坐標”。在某一問題中規(guī)定坐標的方法，就是該問題所用的坐標系。坐標系的種類很多，常用的坐標系有：笛卡爾直角坐標系、平面極坐標系、柱面坐標系（或稱柱坐標系）和球面坐標系(或稱球坐標系)等。中學中常用的坐標系，為直角坐標系，或稱為正交坐標系。 數(shù)控機床坐標系的作用提問：在數(shù)控加工過程中，數(shù)控機床是通過什么來識別工件的加工位置的呢？ 機床坐標系。提問，學生回答，教師總結(jié)為了準確的描述機床的運

3、動，簡化程序的編制方法及保證記錄數(shù)據(jù)的互換性，目前國際上數(shù)控機床的坐標軸和運動方向均已實現(xiàn)標準化。掌握機床坐標系，是具備人工設(shè)置編程坐標系和機床加工坐標系的基礎(chǔ)。那我們應(yīng)該如何去建立機床坐標系呢，怎樣去判定機床的運動方向呢？帶著這些問題，我們?nèi)W習今天的學習內(nèi)容：數(shù)控機床坐標系。二、講授新課（一）、坐標和運動方向的命名原則數(shù)控機床的進給運動是相對的，有的是刀具相對于工件運動（如數(shù)控車床），有的是工件相對于刀具運動（如數(shù)控銑床），為了使編程人員能在不知道是刀具移向工件，還是工件移向刀具的情況下，可以確定機床的加工過程，統(tǒng)一規(guī)定：假定刀具相對于靜止的工件運動。（二）、標準坐標系（機床坐標系）的規(guī)定

4、 在數(shù)控機床上加工零件，機床的動作是由數(shù)控系統(tǒng)的指令來控制。為了確定機床的運動方向和移動距離，就要在機床上建立一個坐標系，這個坐標系就叫標準坐標系，也叫機床坐標系。1右手笛卡爾直角坐標系數(shù)控機床坐標系中X、Y、Z坐標軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標系決定。如圖2-3所示。它規(guī)定了X、Y、Z三坐標軸的關(guān)系：用右手的拇指、食指和中指分別代表X、Y、Z三軸，三個手指互相垂直，所指方向分別為X、Y、Z軸的正方向。圍繞X、Y、Z各軸的回轉(zhuǎn)運動分別用+A、+B、+C表示，其正方向用右手螺旋定則確定。與+X、+Y、+Z、+C相反的方向用帶“”的+X、+Y、+Z、+C表示。圖2-3 右手直角坐標系2刀具運動坐

5、標與工件運動坐標數(shù)控機床的坐標系是機床運動部件進給運動的坐標系。由于進給運動可以是刀具相對于工件的運動(車床)，也可以是工件相對于刀具的運動(銑床)，所以統(tǒng)一規(guī)定：有字母不帶“”的坐標表示刀具相對于“靜止”的工件而運動的刀具運動坐標；帶“”的坐標表示工件相對于“靜止”的刀具而運動的工件運動坐標。3運動的正方向運動的正方向是使刀具與工件之間距離增大的方向。（三）、X、Y、Z坐標軸與正方向的確定1Z坐標軸（1） Z坐標軸的運動由傳遞切削力的主軸決定，與主軸軸線平行的標準坐標軸為Z坐標軸，其正方向為增加刀具和工件之間距離的方向。（2）若機床沒有主軸（刨床），則Z坐標軸垂直與工件裝夾平面。（3）若機床

6、有幾個主軸，可選擇一個垂直與工件裝夾平面的主要軸為主軸，并以它確定Z坐標軸。 2X坐標軸 （1）X坐標軸的運動是水平的，它平行于工件裝夾平面，并垂直于Z坐標軸。是刀具或工件定位平面內(nèi)運動的主要坐標軸（2）對于工件旋轉(zhuǎn)的機床（車床、磨床），X坐標軸的方向在工件的徑向上，并且平行與橫滑座，刀具離開工件回轉(zhuǎn)中心的方向為X坐標軸的正方向。（3）對于刀具旋轉(zhuǎn)的機床（銑床），若Z坐標軸是水平的（臥式銑床），當由主軸向工件看時，X坐標軸的正方向指向右方；若Z坐標軸是垂直的（立式銑床），當由主軸向立柱看時，X坐標軸的正方向指向右方；對于雙立柱的龍門銑床，當由主軸向左側(cè)立柱看時，X坐標軸的正方向指向右方。（4）

7、對刀具和工件均不旋轉(zhuǎn)的機床（刨床），X坐標平行于主要切削方向，并以該方向為正方向。 3Y坐標軸 根據(jù)X、Z坐標軸，按照右手笛卡兒直角坐標系確定。注：如在X、Y、Z主要直線運動之外還有第二組平行于它們的運動，可分別將它們坐標定為U、V、W。 立式數(shù)控銑床的坐標方向為：Z軸垂直（與主軸軸線重合），向上為正方向；面對機床立柱的左右移動方向為X軸，將刀具向右移動（工作臺向左移動）定義為正方向；根據(jù)右手笛卡爾坐標系的原則，Y軸應(yīng)同時與Z軸和X軸垂直，且正方向指向床身立柱。臥式升降臺銑床的坐標方向為：Z軸水平，且向里為正方向（面對工作臺的平行移動方向）；工作臺的平行向左移動方向為X軸正方向；Y軸垂直向上。

8、圖2-5 數(shù)控銑床(a)立式； (b)臥式4旋轉(zhuǎn)坐標A、B、C軸旋轉(zhuǎn)坐標A、B、C軸相應(yīng)地表示其軸線平行于X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)運動，可根據(jù)右手螺旋定則來確定(如圖2-3所示)。大拇指的指向為X、Y、Z軸的正方向。四指彎曲的方向為對應(yīng)的A、B、C軸的正方向。5附加坐標若機床除有X、Y、Z軸(第一組)主要直線運動外，還有平行于它們的坐標運動，則分別命名為U、V、W軸(第二組)；若還有第三組運動，則分別命名為P、Q、R軸。若除了A、B、C軸(第一組)回轉(zhuǎn)運動外，還有其它回轉(zhuǎn)運動，則命名為D、E、F軸等。提問，學生回答，教師總結(jié)教師通過多媒體講解，模型演示，學生分組討論，教師巡回指導教師通過多媒體講解，模型演示，學生分組練習，教師巡回指導小結(jié)機床坐標系是機床上固有的坐標系，是用來確定工件坐標系的基本坐標系，是確定刀具(刀架)或工件(工作臺)位置的參考系。確定數(shù)控機床坐標系時總是假設(shè)工件固定，刀具相對工件運動。標準坐標系采用右手笛卡兒直角定則判斷，直線坐標軸X、Y、Z的判定順序是：先Z軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。Z坐標軸的運動由傳遞切削力的主軸決定，與主軸軸線平行的標準坐標軸為Z坐標軸。X坐標軸的運動是水平的，它平行于工件裝夾平面，并垂直于Z軸。 Y坐標軸根據(jù)X、Z坐