1、教 案 案 首（总第 号）授课时间 2015 年 5 月 20 日 第 11 周 星期 3 第 3-4 节授课地点 A2-401 授课学时 2章节（单元、专题） 数控车床坐标系的确定授课内容内 容 机床原点、参考点、工件原点教学目标和要求1、 掌握数控机床的机床坐标系和工件坐标系2、 机床原点、参考点、工件原点的区别教学重点与难点 机床的机床坐标系和工件坐标系的关系理解1、方法：讲解2、教具：教学方法与手段3、是、否多媒体 是（）否（） 课件来源参考资料 数控车床 Fanuc 系统编程与操作实训教学内容与时间安排1、数控机床坐标系的作用2、右手直角笛卡尔坐标系与运动方向的确定3、机床坐标系与工
2、件坐标系4、机床坐标系与工件坐标系的关系正版 辅助手段板书设计1、数控机床坐标系的作用2、右手直角笛卡尔坐标系与运动方向的确定3、机床坐标系与工件坐标系4、机床坐标系与工件坐标系的关系板书 （ ）实物展示 （ ）投影片 （ ）电子教案 （ ）教学过程（附教案纸 页）：第 1 页 共 5 页教 案 纸教学过程教师活动 学生学习活动第 2 页 共 5 页一、组织教学 (分钟)1. 带队进入实习场地，保持良好的实习场地记律2. 班长汇报出勤情况3、学习委员汇报作业情况，讲评学生作业4. 注意地面卫生，注意实习场地安全文明生产二、复习 ( 分钟)1、数控系统操作面板上有什么键，各起什么作用？（系统操作
3、面板）2、机床操作小面板上有什么键，各起什么作用？（机床操作面板）三、课程导入 ( 分钟)同学们都在机械车间实习过，用普通车床加工零件的过程中是用双手控制托板，以至于控制刀具来保证零件的加工尺寸。那么在数控机床上加工零件是怎样保证零件的加工精度的呢？（提问）其实要保证工件和刀具的相对运动精确无误，想要在编程时控制工件和刀具运动，首先需要掌握数控机床常用的两个坐标系，机床坐标系和工件坐标系；其次还要掌握机床参考点、换刀点等内容。四、新课讲解 ( 分钟)1、机床坐标系的作用在加工过程中，数控机床是通过什么来识别工件的加工位置的呢？为了确定数控机床的运动方向，移动距离，就要在数控机床上建立一个坐标系
4、，称为机械坐标系或机床坐标系，机械坐标系是机床制造商在出厂时，已设置的一个坐标。在编制程序时，以机械坐标系来作为工件确定运动方向和距离的坐标系，从而与数控机床建立了坐标关系。数控机床能够在按照指令高效率、高精度的完成工作任务，主要是其能够准确、快速的到达指定位置，而坐标系就是解决这一问题的关键3、 右手直角笛卡尔坐标系与运动方向的规定数控机床上的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系。右手的大拇指、食指、中指保持相互垂直，拇指的方向为 x 轴的正方向，食指为 y 轴的正方向，中指的指向为 z 轴的正方向。如下图所示.第 3 页 共 5 页教 案 纸教师活动 学生学习活动教学过程数控机床上的坐标系是采用
5、右手直角笛卡尔坐标系。X 、Y 、Z 直线进给坐标系按右手定则规定，而围绕 X、Y 、Z 轴旋转的圆周进给坐标轴 A、B、C 则按右手螺旋定则判定。机床各坐标轴及其正方向的确定原则是：(1) 先确定 Z 轴。以平行于机床主轴的刀具运动坐标为 Z 轴，若有多根主轴，则可选垂直于工件装夹面的主轴为主要主轴，Z 坐标则平行于该主轴轴线。若没有主轴，则规定垂直于工件装夹表面的坐标轴为 Z 轴。Z 轴正方向是使刀具远离工件的方向。如立式铣床，主轴箱的上、下或主轴本身的上、下即可定为 Z 轴，且是向上为正；若主轴不能上下动作，则工作台的上、下便为 Z 轴，此时工作台向下运动的方向定为正向。(2) 再确定
6、X 轴。X 轴为水平方向且垂直于 Z 轴并平行于工件的装夹面。在工件旋转的机床(如车床、外圆磨床 )上，X 轴的运动方向是径向的，与横向导轨平行。刀具离开工件旋转中心的方向是正方向。对于刀具旋转的机床，若 Z 轴为水平(如卧式铣床、镗床) ，则沿刀具主轴后端向工件方向看，右手平伸出方向为 X 轴正向，若 Z 轴为垂直(如立式铣、镗床，钻床)，则从刀具主轴向床身立柱方向看，右手平伸出方向为 X 轴正向。(3) 最后确定 Y 轴。在确定了 X、Z 轴的正方向后，即可按右手定则定出 Y 轴正方向。+Z+Y+Z+C+X+Y+B+X+A+A、 +B或 +C+X、 +Y或 +Z第 4 页 共 5 页教 案
7、 纸教师活动 学生学习活动教学过程二、机床坐标系在数控编程时为了描述机床的运动，简化程序编制的方法及保证记录数据的互换性，数控机床的坐标系和运动方向均已标准化，ISO和我国都拟定了命名的标准。 机床坐标系( Machine Coordinate System )是以机床原点 O 为坐标系原点并遵循右手笛卡尔直角坐标系建立的由 X、Y、Z 轴组成的直角坐标系。 机床坐标系是用来确定工件坐标系的基本坐标系。是机床上固有的坐标系，并设有固定的坐标原点1、机床原点机床原点(机械零点)是指机床坐标系的原点,是机床上的一个固定点 .它不仅是在机床上建立工件坐标系的基准点, 而且还是机床调试和加工时的基准点
8、. 随着数控机床种类型号的不同其机床原点也不同,通常车床的机床原点设在卡盘端面与主轴中心线交点处,而铣床的机床原点则设在机床X、Y 、Z 三根轴正方向的运动极限位置.2、机床参考点机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。 通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的；而在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。上图所示为数控车床的参考点与机床原点。三、工件坐标系工件坐标系（ Workpiece Coordinate System ）固定于工件
9、上的笛卡尔坐标系。加工工件而使用的坐标系，称为工件坐标系。当工件在机床上固定以后，工件原点与机床原点也就有了确定的位置关系，即两坐标原点的偏差就已确定。这就要测量工件原点与机床原点之间的距离。这个偏差值通常是由机床操作者在手动操作下，通过工件测量头或碰刀的方式测量的。该测量值可以预存在数控系统内或编写在加工程序中，在加工时工件原点与机床原点的偏差值便自动加到工件坐标系上，使数控系统按照机床坐标系确定工件的坐标值，实现零件的自动加工。第 5 页 共 5 页教 案 纸教师活动 学生学习活动教学过程从理论上讲，工件坐标系的原点选在工件上任意一点都可以，但这可能带来繁琐的计算问题，增添编程的困难。为了方便计算，简化编程，通常是把工件坐标系的原点选在工件的回转中心上，具体位置可考虑设置在左端面（右端面）上，尽量使编程基准与设计基准、定位基准重合。五、机械坐标系与工件坐标系的关系1、机械坐标系（机床认识）是设置工件坐标系的基础2、两者无大小之分，也无隶属之别，可以相互表达3、机械坐标系是固定的，工件坐标系是不固定的六、课堂小结1、数控车床的坐标系是怎样规定的？运动方向是怎样规定的？2、右手直角笛卡尔坐标系是怎样规定的？3、区分机床坐标系与工件坐标系？3、简述工件坐标系与机床坐标系的关系。七、作业布置1、预习对刀操作
