《数控加工基础（第五版）》 教案 第一章 数控机床基础知识

学科数控加工基础课题§1-1数控机床概述课次1授课时间年月日（星期）2教具数控机床、课件、视频教学目标1．掌握数控技术、数控机床的概念2．掌握数控机床的组成及各部分的作用3．掌握数控机床的工作过程4．了解数控机床的特点审批教学重点1．数控技术基本概念。2．数控机床的组成及各部分的作用。3．数控机床的工作过程。4．数控机床的特点。教学难点1．数控机床的组成。2．数控机床的工作过程。教学后记教学内容教学方法【组织教学】1．检查学生出勤情况。2．强调学习过程中应注意安全事项。【新课导入】阅读教材图1-1所示零件，引导学生分析零件的形状、特点，回答问题：1．能否应用普通车床和铣床加工该类零件？2．加工这类零件的难点在哪里？3．有更先进的设备加工这类零件吗？由上述问题，引入新课。【现场参观】安排学生参观数控车间或观看数控加工视频录像。通过参观回答下列问题：1．数控车床与普通车床在结构上有何不同？2．数控铣床与普通铣床在结构上有何不同？3．数控机床是如何工作的？通过问题，引导学生认真观察数控机床的结构和数控机床的工作过程。【讲授新课】§1-1数控机床概述简要介绍数控机床的产生历史与发展情况，让学生了解数控机床发展历程，激发学生的学习兴趣。一、数控技术的基本概念（重点）1．数字控制是一种借助数字、字符或其他符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。2．数控技术是指用数字量和字符发出指令并实现自动控制的技术。3．数控系统是指采用数字控制技术的控制系统。补充：数控系统的两个发展阶段和六代的历程。六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算机、微处理器和基于工控PC机的通用CNC系统。其中前三代为第一阶段称作硬件联接数控，简称NC系统，后三代为第二阶段称作计算机软件数控，也称CNC系统。4．计算机数控系统是指以计算机为核心的数控系统。5．数控机床（较难理解）是按加工要求预先编制的程序，由控制系统发出数字信息指令对工件进行加工的机床。二、数控机床的组成（重点、难点）板书数控机床的组成框图：1．控制介质是指将零件加工信息传送到数控装置中的程序载体。常用的有闪存卡、移动硬盘、U盘。随着数控技术的发展，也可通过通信将计算机中的程序传送到数控装置。2．数控装置组成：输入装置（如键盘）、控制运算器和输出装置（如显示器）等构成。作用：接收控制介质中的数字化信息或输入装置输入的数字化信息，经过控制软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的移动部件，使其进行规定、有序的运动。数控机床功能的强弱是由数控装置的功能确定的。3．伺服系统组成：驱动装置和执行部件（如伺服电动机）。分类：进给伺服系统和主轴伺服系统。作用：把来自CNC的指令信号转换为机床移动部件的运动，使工作台（或滑板）精确定位或按规定的轨迹做严格的相对运动，最后加工出符合图样要求的零件。数控机床的精度和速度是由伺服系统控制的。4．测量反馈装置作用：通过测量元件将机床移动的实际位置、速度参数检测出来，转换成电信号，并反馈到CNC装置中，使CNC能随时判断机床的实际位置、速度是否与指令一致，并发出相应指令，纠正所产生的误差。安装部位：工作台或丝杠上。5．机床主体包括床身、主轴、进给机构等机械部件，还有冷却、润滑、换刀、夹紧等辅助装置。三、数控机床的工作过程（重点、难点）引导学生识读教材图1-7，总结数控机床的工作过程：工件图样→制定工艺→编写程序→数控装置→伺服系统和辅助装置有序的动作与操作→刀具与工件的相对运动→工件。四、数控机床的特点1．加工零件适应性强，灵活性好2．加工精度高，产品质量稳定3．综合功能强，生产效率高4．自动化程度高，减轻工人劳动强度5．生产成本降低，经济效益好6．数字化生产，管理水平提高 【学习评价】1．什么是数控机床？2．数控机床主要由哪几部分组成？3．数控装置有何作用？4．简述数控机床的加工过程。5．与普通机床相比，数控机床有何特点？【知识总结与提升】根据学生学习情况，教师再对本次课的教学内容进行归纳总结，并强调重点与难点。1．数控技术的基本概念。(重点)2．数控机床的组成(控制介质、数控装置、伺服系统、机床主体、检测反馈装置)及各部分的作用。(重点，难点)3．数控机床的加工过程。（重点，难点）4．数控机床的特点（适应性强、加工精度高、生产效率高、劳动强度低、经济效益好、管理水平高）。5．数控机床有一般机床所不具备的许多优点，应用范围正在不断扩大，但它并不能完全代替普通机床，也还不能以最经济的方式解决机械加工中所有问题。【课后作业】1．名词解释（1）数控答：数字控制（NumericalControl）简称数控（NC），是一种借助数字、字符或其他符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。（2）数控技术答：数控技术（NumericalControlTechnology）是指用数字量和字符发出指令并实现自动控制的技术，它已经成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术。（3）数控系统答：数控系统（NumericalControlSystem）是指采用数字控制技术的控制系统。（4）数控机床答：数控机床（Numerically-ControlledMachineTools）是按加工要求预先编制的程序，由控制系统发出数字信息指令对工件进行加工的机床。2．数控机床一般由哪几部分组成？各部分具有何作用？答：数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成。（1）控制介质是指将零件加工信息传送到数控装置中的程序载体。（2）数控装置接收控制介质中的数字化信息或输入装置输入的数字化信息，经过控制软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的移动部件，使其进行规定、有序的运动。（3）伺服系统的作用是把来自CNC的指令信号转换为机床移动部件的运动，使工作台（或滑板）精确定位或按规定的轨迹做严格的相对运动，最后加工出符合图样要求的零件。（4）测量反馈装置的作用是通过测量元件将机床移动的实际位置、速度参数检测出来，转换成电信号，并反馈到CNC装置中，使CNC能随时判断机床的实际位置、速度是否与指令一致，并发出相应指令，纠正所产生的误差。（5）机床本体构成机床的主体，主要承担承载和支承等作用。3．简述数控机床的工作过程。答：数控机床加工零件时，根据零件图样要求及加工工艺，将所用刀具、刀具运动轨迹与速度、主轴转速与旋转方向、冷却等辅助操作以及相互间的先后顺序，以规定的数控代码形式编制成程序，并将其输入数控装置，在数控装置内部控制软件的支持下，经过处理、计算后，向机床伺服系统及辅助装置发出指令，驱动机床各运动部件及辅助装置进行有序的动作与操作，实现刀具与工件的相对运动，加工出所要求的零件。如图1-7所示为数控车床的工作过程。4．与普通机床相比，数控机床有何特点？答：与普通机床相比，数控机床具有以下特点：（1）加工零件适应性强，灵活性好。（2）加工精度高，产品质量稳定。（3）综合功能强，生产率高。（4）自动化程度高，减轻工人劳动强度。（5）生产成本降低，经济效益好。（6）数字化生产，管理水平提高。【补充资料】1．数控机床产生的背景随着科学技术的不断进步和社会生产的不断发展，人们对机械产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求，而机械加工过程的自动化是实现上述要求的有效途径。从工业化革命以来，人们实现机械加工自动化的主要手段有：自动机床、组合机床、专用自动生产线等。这些设备的使用大大提高了机械加工自动化的程度，提高了劳动生产效率，促进了制造业的发展。但它也存在固有的缺点，如初始投资大、准备周期长、柔性差等。因此，上述方法仅适用于批量较大的零件生产。然而，一方面，随着市场竞争的日趋激烈，产品更新换代周期缩短，小批量产品的生产所占的比重越来越大，占总加工量的80%以上，在航空、航天、重型机床以及国防工业部门尤为突出。因此，迫切需要一种精度高、柔性好的加工设备来满足上述需求，这是机床数控技术产生和发展的内在动力。另一方面，电子技术和计算机技术的飞速发展则为数控机床的发展提供了坚实的技术基础。数控技术正是在这种背景下诞生和发展起来的，它极其有效地满足了上述要求，为小批量、精密复杂的零件生产提供了自动化加工手段。2．数控装置发展的6个阶段1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。1949年，该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床。从1952年第一台数控机床问世后，数控装置已先后经历了两个阶段和六代的发展，其六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算机、微处理器和基于工控PC机的通用CNC系统。其中前三代为第一阶段，称作硬件连接数控，简称NC系统；后三代为第二阶段，称作计算机软件数控，也称CNC系统。第一代：1952年试制成功三坐标数控铣床，其数控装置采用电子管元件。第二代：1959年，数控装置采用了晶体管元件和印制电路板，出现带自动换刀装置的加工中心(MC，MachiningCenter)。第三代：1965年出现了第三代的集成电路数控装置。第四代：20世纪60年代末，出现了小型计算机控制的计算机数控系统(简称CNC)，使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。第五代：1974年，研制成功使用微处理器和半导体存储器的微型计算机数控装置(简称MNC)。第六代：20世纪90年代后期，出现了PC+CNC智能数控系统，即以PC机为控制系统的硬件部分，在PC机上安装NC软件系统，此种方式系统维护方便，易于实现网络化制造。3．数控技术发展趋势（1）高速化随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。（2）高精度化现在数控机床精度的要求已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。（3）高可靠性数控机床与传统机床相比，增加了数控系统和相应的监控装置等，应用了大量的电气、液压和机电装置，导致失效的概率增大。工业电网电压的波动和干扰对数控机床的可靠性极为不利，而数控机床加工的零件型面较为复杂，加工周期长，要求平均无故障时间在2万h以上。为了保证数控机床有高的可靠性，就要精心设计系统、严格制造和明确可靠性目标以及通过维修分析故障模式并找出薄弱环节。国外数控系统平均无故障时间为7万~10万h，国产数控系统平均无故障时间仅为10000h左右，国外整机平均无故障工作时间在800h以上，而国内最高只有300h。（4）功能复合化复合机床是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床，如镗铣钻复合一加工中心、车铣复合一车削中心、铣镗钻车复合-复合加工中心等；工序复合型机床，如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。采用复合机床进行加工，减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能力，相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。（5）控制智能化随着人工智能技术的发展，为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求，数控机床的智能化程度在不断提高。点名，查看学生出勤情况，并强调安全注意事项问题启发法参观教学法，参观数控实训车间或播放数控实训车间简介视频，让学生初步了解数控机床，并通过问题，让学生明确观察的要点讲授法讲授法，详细讲授数控技术的基本概念，强调数控是一种用数字化信号进行控制的自动控制技术补充数控系统发展的两个阶段和六代历程播放数控机床加工视频，讲解数控机床的概念根据学生参观的内容，教师采用启发式教学，讲解数控机床的组成及各部分的作用问题启发：加工程序是通过什么装置输入到数控装置呢?问题启发：数控机床的加工动作是由数控机床的哪个部分控制的？详细讲解数控装置的作用，让学生明确数控装置的核心地位。相当于人的大脑。问题启发：数控机床的加工动作是由数控机床的哪个部分完成的？让学生明确伺服系统是数控系统的执行机构，它相当于人的四肢。详细讲解测量反馈装置的作用。让学生明确它相当于人的眼睛。问题启发：数控机床的机械部件有哪些？绘制出数控机床加工零件的一般过程图，帮助学生理解数控机床的工作过程教师根据学生参观（或观看）感受及平时所见所闻，对比普通机床讲解数控机床的特点，并作提炼概括教师提出问题，让学生回答，检查学生学习情况根据学生学习情况，教师再对本次课的教学内容进行归纳总结，并强调重点与难点。布置课后作业，讲解作业要求补充资料学科数控加工基础课题§1-2数控机床的分类及常见数控机床简介课次2授课时间年月日（星期）2教具数控机床、课件、视频教学目标1．了解数控机床的分类方式。2．掌握点位、直线、轮廓数控机床的特点及区别。3．掌握开环、闭环、半闭环数控机床的特点及区别。4．熟悉常见数控机床的用途。审批教学重点1．点位、直线、轮廓数控机床的特点及区别。2．开环、闭环、半闭环数控机床的特点及区别。3．常见数控机床简介。教学难点1．点位、直线、轮廓数控机床的特点及区别。2．开环、闭环、半闭环数控机床的特点及区别。教学后记教学内容教学方法【组织教学】1．检查学生出勤情况。2．强调学习过程中应注意安全事项。【复习提问】1．什么是数控？2．什么是数控机床？3．数控机床主要有哪几部分组成？4．哪一部分是数控机床的核心？5．哪一部分是数控机床的执行环节？6．数控机床是如何加工零件的？7．数控机床与普通机床相比具有哪些优点？【新课导入】普通机床按加工性质和所用刀具可分为哪些种类？数控机床的分类方法与普通机床分类方法是否相同？【讲授新课】§1-2数控机床的分类及常见数控机床简介一、数控机床的分类（重点）1．按加工路线分类（1）点位控制数控机床刀具相对于工件移动过程中不进行切削加工，它对运动轨迹没有严格要求，只控制刀具实现从一点坐标到另一点坐标位置的准确移动，而不考虑两坐标点之间的运动路径和方向。（2）直线控制方式刀具与工件相对运动时，除控制刀具从起点到终点的准确定位外，还要保证平行于坐标轴方向的直线切削运动。（3）轮廓控制方式刀具与工作相对运动时，能对两个或两个以上坐标轴的运动同时进行控制。它不仅能够控制机床移动部件的起点和终点坐标，而且能按需要严格控制刀具移动轨迹，以加工出任意斜率的直线、圆弧、抛物线及其他函数关系的曲线和曲面。2．按控制方式分类（1）开环控制没有反馈装置，伺服系统主要使用步进电动机，结构简单，调试方便，容易维修，成本较低。（2）闭环控制有反馈装置，反馈装置安装在工作台上，伺服系统采用直流伺服电动机或交流伺服电动机，闭环控制的特点是加工精度高，移动速度快。（3）半闭环控制也有反馈装置，但反馈装置安装在电动机轴或丝杠上，采用转角位移检测元件，测出伺服电动机或丝杠的转角，推算出工作台的实际位移量，因此，其控制精度低于闭环控制。3．按加工方式分类（1）金属切削类数控机床（2）金属成形类数控机床（3）数控特种加工机床（4）其他类型的数控机床二、常见数控机床简介1．数控车床车削加工，主要用于旋转体工件的加工。2．数控铣床铣削加工或镗削加工的数控机床。3．加工中心带有刀库，具有自动换刀功能，工件一次装夹后可进行多工序加工。4．数控磨床利用磨具对工件表面进行磨削加工。5．数控钻床用于钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等加工6．数控电火花成形机床利用两个不同极性的电极在绝缘液体中产生的放电现象去除材料。7．数控线切割机床工作原理与数控电火花成形机床一样，其电极是电极丝，加工液一般采用去离子水【学习评价】1．点位、直线、轮廓数控机床各有何特点？2．开环、闭环、半闭环数控机床各有何特点及区别？3．列举常见的数控机床。【知识总结与提升】板书：1．数控机床的分类（重点、难点）2．常见的数控机床【课后作业】1．点位、直线、轮廓数控机床各有何特点？答：（1）点位控制方式就是刀具相对于工件移动过程中不进行切削加工，它对运动轨迹没有严格要求，只要实现从一点坐标到另一点坐标位置的准确移动，而不考虑两点之间的运动路径和方向。（2）直线控制方式就是刀具与工件相对运动时，除控制从起点到终点的准确定位外，还要保证平行于坐标轴方向的直线切削运动。由于只做平行于坐标轴方向的直线进给运动，因此一般只能加工矩形、台阶形零件。（3）轮廓控制方式就是刀具与工件相对运动时，能对两个或两个以上坐标轴的运动同时进行控制。它不仅能够控制机床移动部件的起点和终点坐标，而且能按需要严格控制刀具移动轨迹，以加工出任意斜率的直线、圆弧、抛物线及其他函数关系的曲线和曲面。2．开环、闭环、半闭环数控机床各有何特点及区别？答：（1）开环控制系统中没有检测反馈装置。数控装置将工件加工程序处理后，输出数字指令信号给伺服驱动系统，驱动机床运动，但不检测运动的实际位置，即没有位置反馈信号。开环控制的伺服系统主要使用步进电动机，受步进电动机步距精度和工作频率以及传动机构传动精度的影响，开环控制系统的速度和精度都相对较低。但由于开环控制结构简单，调试方便，容易维修，成本较低。（2）全闭环控制系统的检测元件安装在工作台上，将工作台实际位移量反馈到计算机中，与所要求的位置指令进行比较，用比较的差值进行控制，直到差值消除为止。可见，全闭环控制系统可以消除机械传动部件的各种误差和工件加工过程中产生的干扰的影响，从而使加工精度大大提高。其特点是加工精度高，移动速度快。（3）半闭环控制系统不是直接检测工作台的位移量，而是采用角度检测装置（如光电编码器）测出伺服电动机或丝杠的转角，推算出工作台的实际位移量，反馈到计算机中进行位置比较，用比较的差值进行控制。由于反馈环内没有包含工作台，故称半闭环控制。半闭环控制精度比全闭环控制低，但稳定性好，成本较低，调试、维修也较容易，兼顾了开环控制和全闭环控制两者的优点，因此应用比较普遍。点名，查看学生出勤情况，并强调安全注意事项教师引导学生复习上一节课所学知识。提问检查学生掌握情况，进一步巩固所学知识问题启发，引入新课教师可通过多媒体录像或视频，让学生观察数控钻床、车床、铣床加工过程，引领学生归纳总结点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床的各自特点。教师展示开环、闭环、半闭环数控机床控制框图，根据信息流向和有无检测反馈装置进行讲解，让学生掌握开环控制、半闭环控制、闭环控制数控机床各自特点对比普通机床进行讲授，让学生了解常见的金属切削类、金属成型类床、特种加工、其他类型的数控机床等。通过多媒体课件或录像展示常见数控机床的图片进行讲解，让学生了解常见数控机床的特点及用途教师提出问题，让学生回答，检查学生学习情况根据学生学习情况，教师再对本次课的教学内容进行归纳总结，并强调重点与难点。布置课后作业，讲解作业要求学科数控加工基础课题§1-3数控机床坐标系课次3授课时间年月日（星期）2教具数控机床、课件、视频教学目标1.理解数控机床坐标系确定原则。2.掌握数控车床、数控铣床各坐标轴的确定方法。3.理解工件坐标系的概念及用途。4.掌握数控机床上有关点的定义。审批教学重点1.数控机床坐标系确定原则。2.数控车床、数控铣床各坐标轴的确定方法。3.工件坐标系的概念及用途。教学难点1．数控机床坐标系确定原则。2．数控铣床坐标轴的确定。教学后记教学内容教学方法【组织教学】1．检查学生出勤情况。2．强调学习过程中应注意安全事项。【复习提问】1．点位、直线、轮廓数控机床各有何特点？2．开环、闭环、半闭环数控机床各有何特点及区别？3．列举常见的数控机床。【新课导入】在普通车床上加工工件，需要哪几种进给运动？在数控机床上，应该如何描述机床的运动呢？【讲授新课】§1-3数控机床坐标系一、坐标系确定原则（重点、难点）1．刀具相对于静止工件而运动的原则（难点）这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就可根据零件图样确定零件的加工过程。2．标准坐标（机床坐标）系的规定机床坐标系是以机床原点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。右手笛卡儿直角坐标系伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°，大拇指代表X坐标轴，食指代表Y坐标轴，中指代表Z坐标轴。大拇指的指向为X坐标轴的正方向，食指的指向为Y坐标轴的正方向，中指的指向为Z坐标轴的正方向。围绕X、Y、Z坐标轴的旋转坐标轴分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，拇指的指向为X、Y、Z坐标轴中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标轴A、B、C的正向。3．运动方向的规定对于各坐标轴的运动方向，均将增大刀具与工件距离的方向确定为各坐标轴的正方向。二、坐标轴的确定（重点）1．数控车床坐标系的确定（1）Z坐标轴Z坐标轴的运动由主要传递切削动力的主轴所决定。刀具远离工件的方向为该轴的正方向。（2）X坐标轴X坐标轴一般为水平方向并垂直于Z坐标轴。对于数控车床而言，X坐标轴方向规定为工件的径向且平行于车床的横导轨。同时也规定其刀具远离工件的方向为X坐标轴的正方向。（3）Y坐标轴Y坐标轴垂直于X、Z坐标轴，依据右手笛卡儿直角坐标系确定。手工绘图：后置刀架前置刀架2．数控铣床坐标系的确定（1）Z坐标轴Z坐标轴的运动由传递切削力的主轴所决定，在有主轴的机床中与主轴轴线平行的坐标轴即为Z坐标轴。根据坐标系正方向的确定原则，在钻削、镗削、铣削加工中，钻入或镗入工件的方向为Z坐标轴的负方向。（2）X坐标轴（难点）对于立式铣床，Z坐标轴方向是垂直的，站在工作台前，从刀具主轴向立柱看，水平向右方向为X坐标轴的正方向；对于卧式铣床，Z坐标轴方向是水平的，从主轴向工件看（即从机床背面向工件看），向右方向为X坐标轴的正方向。（3）Y坐标轴Y坐标轴垂直于X、Z坐标轴，根据右手笛卡儿直角坐标系进行判别。手工绘制数控铣床坐标系：立式铣床卧式铣床归纳：不管是数控车床还是数控铣床，确定坐标系各坐标轴时，总是先根据主轴来确定Z坐标轴，再确定X坐标轴，最后确定Y坐标轴。三、工件坐标系机床坐标系不方便编程，为了使编程人员能够直接根据图样进行编程，引入工件坐标系。机床坐标系是由机床厂家确定的，用户不可以改变。工件坐标系是编程人员根据零件图样确定的，工件坐标系各坐标轴一般情况是平行于机床坐标系各坐标轴。二者是通过对刀操作，建立相互位置关系。四、数控机床上的有关点问题讨论：一个完整的坐标系有哪些部分组成？前面所学内容是确定机床的坐标轴及其方向，但没有确定机床坐标系原点。机床坐标系原点在何位置？1．机床原点机床原点是机床坐标系的基准点，它是机床制造厂家设置在机床上的一个基准位置。数控车床的机床原点一般为主轴回转中心与卡盘后端面的交点。数控铣床的机床原点一般设在X、Y、Z坐标轴的正方向极限位置上。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。对于大多数数控机床，开机第一步总是先使机床返回参考点。回参考点的目的是什么？开机回参考点的目的就是建立机床坐标系，只有机床参考点被确认后，刀具（或工作台）移动才有基准。3．工件原点工件原点是由编程人员设置在工件坐标系上的一个基准位置。通常选择工件上的某一点作为工件坐标系原点，原点一般都与零件图样的尺寸相一致。车削类零件X向编程原点均取在Z轴轴线上，Z向编程原点一般取在工件左端面或右端面中心处。铣削类零件的编程原点一般选在作为设计基准或工艺基准的端面或孔轴线上。对称件通常将原点选在对称面或对称中心上。归纳总结：（1）工件坐标系原点与机床坐标系原点不一致。（2）对刀操作是建立工件坐标系的方法。（3）对刀的目的就是确定工件坐标系原点在机床坐标系中的位置。4．刀具相关点（1）刀位点所谓刀位点，是指刀具的定位基准点。对圆柱铣刀、端铣刀类刀具，刀位点为它们的底面中心；对钻头，刀位点为钻尖；对球头铣刀，刀位点为其球心；对车刀、镗刀类刀具，刀位点为其刀尖。（2）对刀点对刀点是数控加工中刀具相对于工件运动的起点，也可以叫作程序起点或起刀点。通过对刀点，可以确定机床坐标系和工件坐标系之间的相互位置关系。所谓对刀，是指使“刀位点”与“对刀点”重合的操作。（3）换刀点中途换刀。【学习评价】1．数控机床坐标系确定的原则有哪些？2．如何确定数控车床的坐标轴？3．如何确定数控铣床的坐标轴？4．机床原点与工件原点有何区别？5．机床回零操作的目的是什么？【知识总结与提升】1．数控机床坐标系确定原则（重点、难点）（1）刀具相对于静止工件而运动的原则。（2）标准的机床坐标系是一个右手笛卡儿直角坐标系。（3）将增大刀具与工件距离的方向确定为各坐标轴的正方向。2．坐标轴的确定（重点、难点）无论数控车床还是数控铣床，都是先根据传递切削力的主轴确定Z坐标轴及其正方向。其次，具体机床情况，确定X轴及其正方向。最后根据右手定则确定Y轴。3．工件坐标系编程时应用的坐标系是工件坐标系，而不是机床坐标系。4．数控机床上的相关点（1）机床原点（2）机床参考点（3）工件原点（4）刀具相关点1）刀位点。2）对刀点。3）换刀点。【课后作业】1．数控机床坐标系确定的原则有哪些？答：（1）刀具相对于静止工件而运动的原则。这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就可根据零件图样确定零件的加工过程。（2）标准坐标（机床坐标）系的规定。标准的机床坐标系是一个右手笛卡儿直角坐标系。伸出右手的拇指、食指和中指，并互呈90°，拇指代表X坐标轴，食指代表Y坐标轴，中指代表Z坐标轴。拇指的指向为X坐标轴的正方向，食指的指向为Y坐标轴的正方向，中指的指向为Z坐标轴的正方向。围绕X、Y、Z坐标轴的旋转坐标轴分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，拇指的指向为X、Y、Z坐标轴中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标轴A、B、C的正向。（3）运动方向的规定。对于数控机床各坐标轴的运动方向，均将增大刀具与工件距离的方向确定为各坐标轴的正方向。2．绘制出数控车床的坐标轴。答：参见教材图1-17。3．绘制数控铣床的坐标轴。答：参加教材图1-18。4．机床原点与工件原点有何区别？答：机床原点是机床制造厂家设置在机床上的一个基准位置，它不仅是在机床上建立机床坐标系的基准点，而且是机床调试和加工时的基准点。工件原点就是工件坐标系的原点，是由编程人员设置在工件坐标系上的一个基准位置。选择工件原点时，最好把工件原点放在零件图样上的尺寸能够方便地转换成坐标值的地方。5．机床回零操作的目的是什么？答：对于大多数数控机床，开机第一步总是先使机床返回参考点（即机床回零）