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数控技术应用专业教案课程数控编程铣床课题项目二数控机床坐标系执教班级110132、110152课型专业课地点数控编程室时间第二周课时安排总课时6学习内容第1-3课时右手直角笛卡尔坐标系辨别第4-6课时机床坐标系和工件坐标系教学目标确定教学目标设定依据按照课程标准的要求；110152班的基础要稍好些教学目标知识与技能目标1、明确数控机床的右手直角笛卡尔坐标系辨别2、知道机床坐标系和工件坐标系的区别3、知道机床参考点的意义过程与方法目标通过观察、交流讨论，形成对坐标系概念的基本认识情感、态度与价值观目标1、通过互助学习，形成团结协作意识教学重点右手直角笛卡尔坐标系机床坐标系和工件坐标系的区别教学难点机床坐标系和工件坐标系的区别教学方法与手段讲解法、PPT演示教学资源各类型机床图片教学环节教学内容教师活动学生活动设计意图导入回顾数控机床基本概念提问：数控机床与普通机床的区别由学生回答，教师归纳回顾上一项目的知识点，以便数控装置的组成于本项目的衔接新课教学一、数控机床的坐标轴1.坐标轴与运动方向命名的原则（1）标准的坐标系是一个右手直角笛卡儿坐标系（图2-1）。（2）假定刀具相对于静止的工件运动。当工件运动时，即在坐标轴符号上加“ˊ”表示。（3）刀具远离工件的运动方向为坐标的正方向。（4）机床旋转坐标运动的正方向是按照右手螺旋定则来判定。如车床主轴顺时针旋转的方向即为“+Cˊ”。图2-12.坐标轴的确定确定机床坐标轴时，一般是先确定Z轴，再确定X轴和Y轴。（1）Z坐标轴1）在机床坐标系中，规定传递教师讲授教师演示，并组织小游戏环节学生记录笔记学生伸出自己右手，进行判别使学生能较为简单的辨别坐标轴切削动力的主轴轴线为Z坐标轴。2）对于没有主轴的机床（数控龙门刨床），则规定Z坐标轴垂直于工件装夹面方向。如图2-43）如机床上有多个主轴，则选一垂直于工件装夹面的主轴作为主要的主轴。4）当主轴始终平行于标准坐标系的一个坐标，则该坐标即为Z坐标，例如卧式铣床的水平主轴。如图2-5图2-2卧式车床2）X坐标轴1）X坐标是水平的，它平行于工件的装夹面。2）对工件旋转的机床，X坐标的方向在工件的径向上，并且平行于横滑座。如图2-23）对刀具旋转的机床，如Z坐标是水平（卧式），当从主要刀具的主轴向工件看时，+X坐标方向指向右方（如图2-5）；如Z坐标是垂直（立式）的，对单立柱机床，当从主要刀具的主轴向立柱看时，+X坐标方向指向右方。（如图2-3）4）对刀具或工件不旋转的机床（如刨床），X坐标平行于主要切削方向，并以该方向为正方教师车间现场演示机床的动作或利用数控仿真软件中的虚拟机床图2-3立式升降台铣床学生观察方便学生理解向。（如图2-4）（3）Y坐标轴。Y坐标轴根据Z和X坐标轴，按照右手笛卡儿坐标系确定。（4）如在X、Y、Z主要直线运动之外另有第二组平行于它们的运动，可分别将它们的坐标指定为U、V、W。图2-4牛头刨床二、机床坐标系机床坐标系是机床上固有的坐标系，并设有固定的原点。每一台机床出厂时已设置完成，一般不允许更改。它也是整个机床检测系统的基础。三、工件坐标系工件坐标系是编程人员在编程过程中使用的，由编程人员以工件图样上的某一固定点为原点所建立的坐标系，又称为工件坐标系或编程坐标系，编程尺寸都按工件的尺寸确定。特点：人为的、编程方便、计算方便。四、坐标系的原点及各个重要的点1.机床原点机床原点是指在机床上设置的一个固定的点，即机床坐标系的原点。它在机床装配调试时图2-5卧式升降台铣床就已确定下来了，是数控机床进行加工运动的基准参考点。机床上有一些固定的基准线，如主轴中心线；也有一些固定的基准面，如工作台面、主轴端面、工作台侧面等等。当机床的坐标轴手动返回各自的参考点（或称“零点”）以后，用各坐标轴部件上的基准线和基准面之间的距离便可确定机床原点的位置，该点在数控机床的使用说明书上均有说明。如立式数控铣床的机床原点为X轴、Y轴返回原点后，在主轴中心线与工作台面的交点处，可由主轴中心线至工作台的两个侧面的给定距离来测定。2.工件原点图2-6机床坐标系与工件坐标系工件坐标系原点在机床坐标系中称为调整点。在加工时，工件随夹具在机床上安装后，测量工件原点与机床原点之间的距离，这个距离称为工件原点偏置，如图2-6所示。该偏置值需要预存到数控系统中，在加工时，工件原点偏置量便能自动附加到工件坐标系上，使数控系统举例说明，使用工厂正规加工图学生分组讨论不同的图纸，辨别工件坐标系切实理解工件坐标系工件原点偏置机床坐标系工件坐标系工O机O'YY''XX可按机床坐标系确定加工时的坐标值。因此，编程人员可以不考虑工件在机床上的安装位置和安装精度，而利用数控系统的原点偏置功能，通过工件原点偏置值来补偿工件的安装误差，使用起来非常方便，现在多数数控机床具有这种功能。3.起刀点和刀位点1）起刀点起刀点是指刀具起始运动的刀位点，亦即程序开始执行时的刀位点。2）刀位点刀位点是指刀具的基准点，即刀具按指令运行后留下轨迹的点。对于车刀而言，刀位点是对刀时所选定的刀点；对于铣刀而言，刀位点则是刀具轴心线与底平面的交点。（球头铣刀为球头的球心。）4.机械参考点机床参考点是指机床各运动部件在各自的正向自动退至极限的一个固定点（由限位开关准确定位），至参考点时所显示的数值则表示参考点与机床零点间的工作范围，该数值即被记忆在CNC系统中并在系统中建立了机床零点，作为系统内运算的基准点。有的机床在返回参考点（又称“零点”）时，显示为零（X0，Y0，Z0），则表示该机床零点被建立在参考点上。考核小结1、数控机床的右手直角笛卡尔坐标系辨别2、机床坐标系和工件坐标系的区别3、机床参考点的意义提问教师点评与归纳学生分组回答对本项目的重点进行巩固课外作业机床参考点是固定的吗？每部数控机床开机都要回参考点吗？为机床操作埋下伏笔教学反思