数控机床坐标系

For数控机床坐标系授课学1课时personal授课形授课地 授课班时授课人式教学目标点 级了解数控机床坐标系的作用；掌握坐标和运动方向的命名原则；教学重点3掌握机床坐标系的规定内容教学方法1.熟练应用右手笛卡尔直角坐标系定则；讲授法、小组讨论法、教学难点内容教学方法1.掌握坐标轴及运动方向的确定。实习法教学方讲授法、小组讨论法、演示法、实习法法教具机床模型教学手多媒体教学段时间分配导入新课（9分钟）；讲授新课（30分钟）；教教学内容教学活动形式一、导入新课提问：什么是坐标系？为了说明质点的位置、运动的快慢、方向等，必须选取其坐标系。在参照系中，为确定空间一点的位置，按规定方法选取的有次序的一组数据，这就叫做“坐标”。在某一问题中规定坐标的方法，就是该问题所用的坐标系。坐标系的种类很多，常用的坐标系有：笛卡尔直角坐标系、平面极坐标系、柱面坐标系（或称柱坐标系）和球面坐标系（或称球坐标系）等。中学中常用的坐标系，为直角坐标系，或称为正交坐标系。数控机床坐标系的作用提问：在数控加工过程中，数控机床是通过什么来识别工件的加工提问，学生回答，教师总结

学过程位置的呢？机床坐标系。为了准确的描述机床的运动，简化程序的编制方法及保证记录数据的互换性，目前国际上数控机床的坐标轴和运动方向均已实现标准化。掌握机床坐标系，是具备人工设置编程坐标系和机床加工坐标系的基础。那我们应该如何去建立机床坐标系呢，怎样去判定机床的运动方向呢？带着这些问题，我们去学习今天的学习内容：数控机床坐标系。二、讲授新课（一） 、坐标和运动方向的命名原则数控机床的进给运动是相对的，有的是刀具相对于工件运动（如数控车床），有的是工件相对于刀具运动（如数控铣床），为了使编程人员能在不知道是刀具移向工件，还是工件移向刀具的情况下，可以确定机床的加工过程，统规定：假定刀具相对于静止的工件运动。（二） 、标准坐标系（机床坐标系）的规定在数控机床上加工零件，机床的动作是由数控系统的指令来控制。为了确定机床的运动方向和移动距离，就要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫标准坐标系，也叫机床坐标系。1.右手笛卡尔直角坐标系数控机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。如图2-3所示。它规定了乂、Y、Z三坐标轴的关系：用右手的拇指、食指和中指分别代表X、Y、Z三轴，三个手指互相垂直，所指方向分别为X、Y、Z轴的正方向。围绕X、Y、Z各轴的回转运动分别用+A、+B、+C表示，其正方向用右手螺旋定则确定。与+X、+Y、+Z、・・・+C相反的方向用宙 的+X、+Y、+Z'•••+C表示。提问，学生回答，教师总结图2-3右手直角坐标系+A图2-3右手直角坐标系+A、+B或+C教师通过多媒体讲解，模型演示，学生分组讨论，教师巡回指导2.刀具运动坐标与工件运动坐标学 数控机床的坐标系是机床运动部件进给运动的坐标系。由于进给运动可以是刀具相对于工件的运动（车床），也可以是工件相对于刀具的运动（铣床），所以统一规定：有字母不带“”的坐标表示刀具相过对于“静止”的工件而运动的刀具运动坐标；带“”的坐标表示工件相对于"静止”的刀具而运动的工件运动坐标。程 3.运动的正方向运动的正方向是使刀具与工件之间距离增大的方向。（三）、X、Y、Z坐标轴与正方向的确定1.Z坐标轴（1） Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴轴线平行的标准坐标轴为Z坐标轴，其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。（2） 若机床没有主轴（刨床），则Z坐标轴垂直与工件装夹平面。（3） 若机床有几个主轴，可选择一个垂直与工件装夹平面的主要轴为主轴，并以它确定Z坐标轴。

2.X坐标轴（1） X坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹平面，并垂直于Z坐标轴。是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标轴2.X坐标轴（2） 对于工件旋转的机床（车床、磨床），X坐标轴的方向在工件的径向上，并且平行与横滑座，刀具离开工件回转中心的方向为X坐标轴的正方向。（3） 对于刀具旋转的机床（铣床），若Z坐标轴是水平的（卧式铣床），当由主轴向工件看时，X坐标轴的正方向指向右方；若Z坐标轴是垂直的（立式铣床），当由主轴向立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方；对于双立柱的龙门铣床，当由主轴向左侧立柱看时，X坐标轴的正方向指向右方。教师通过多媒体讲解，模型演示，学生分组练习，教师巡回指导3.Y坐标轴I（4）对刀具和工件均不旋转的机床（刨床），X坐标平行于主要切削方向，并以该方向为正方向。教师通过多媒体讲解，模型演示，学生分组练习，教师巡回指导3.Y坐标轴根据X、Z坐标轴，按照右手笛卡儿直角坐标系确定。注：如在X、Y、Z主要直线运动之外还有第二组平行于它们的运动，可分别将它们坐标定为U、V、W。I?■:3毅故式豪生标系教立式数控铣床的坐标方向为：学Z轴垂直（与主轴轴线重合），向上为正方向；面对机床立柱的左右移动方向为X轴，将刀具向右移动（工作台向左移动）定义为正过方向；根据右手笛卡尔坐标系的原则，Y轴应同时与Z轴和X轴垂直，且正程方向指向床身立柱。卧式升降台铣床的坐标方向为：Z轴水平，且向里为正方向（面对工作台的平行移动方向）；工作台的平行向左移动方向为X轴正方向；Y轴垂直向上。图2-5数控铣床（a）立式；（b）卧式4.旋转坐标A、B、C轴旋转坐标A、B、C轴相应地表示其轴线平行于X、Y、Z轴的旋转运动，可根据右手螺旋定则来确定（如图2-3所示）。大拇指的指向为X、Y、Z轴的正方向。四指弯曲的方向为对应的A、B、C轴的正方向。图LfS立式5.勘数控魅*的蚩标蛹 [-21卧式5轴数控械床的坐标辎5.附加坐标I若机床除有X、Y、Z轴（第一组）主要直线运动外，还有平行于它们的坐标运动，则分别命名为U、V、W轴（第二组）；若还有第三组运动，则分别命名为P、Q、R轴。若除了A、B、C轴（第一组）回转运动外，还有其它回转运动，则命名为D、E、F轴等。

小结机床坐标系是机床上固有的坐标系，是用来确定工件坐标系的基本坐标系，是确定刀具（刀架）或工件（工作台）位置的参考系。确定数控机床坐标系时总是假设工件固定，刀具相对工件运动。标准坐标系采用右手笛卡儿直角定则判断，直线坐标轴X、Y、Z的判定顺序是：先Z轴，再X轴，最后按右手定则判定Y轴。Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定，与主轴轴线平行的标准坐标轴为Z坐标轴。X坐标轴的运动是水平的，它平行于工件装夹平面，并垂直于Z轴。Y坐标轴根据X、Z坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定，各坐标轴的正方向为增加刀具和工件之间距离的方向；旋转坐标轴A、B、C轴相应地表示其轴线平时X、Y、Z轴的旋转运动，其正方向按照右手螺旋定则判定。对于移动部分是工件而不是刀具的机床，用带“'”的字母表示工件的正向运动。作业P286.教学反思仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.NurfurdenpersonlichenfurStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.Pourl'etudeetlarechercheuniquementadesfinspersonnelles;pasadesfinscommerciales.TO^bKOgnq刀Qge",KOTopbieucno刀b3yQTC9g_nqo6yueHU9,uccnegoBaHu忻uHego刀*hbiucno^b3OBaTbcabKOMMepuecKuxi^e刀只x.以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.NurfurdenpersonlichenfurStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.Pourl'etudeetlarechercheuni