数控机床坐标系.docx
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数控机床坐标系
授课题目
数控机床坐标系
授课学时
1课时
授课形式
授课地点授课班级
授课人
教学目标
1.了解数控机床坐标系的作用；
2.掌握坐标和运动方向的命名原则；
3掌握机床坐标系的规定
教学重点
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
教学方法
讲授法、小组讨论法、演示法、头习法
教具
机床模型
教学手段
多媒体教学
时间分配
1•导入新课（9分钟）;
2•讲授新课（30分钟）;
教
学
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
提问，学生
回答，教师总结
过
程
止交坐标系。
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，统一规定：
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。
提问，
学生回答，
教师总结
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X、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、
+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
+Z、…+C相反的方向用带的
+X/、+丫/、+Z/、・
+C
+Z（+屮
A
+VFB十廿
十A冷+E或+C
图2-3右手直角坐标系
2•刀具运动坐标与工件运动坐标
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。
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。
aI-17卧式车味图1-1«立式升障台铁床0HI-卧式轶床
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）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。
（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
□
K1-19卧式铁床
图1-埔立式开降台铁库
削方向，并以该方向为正方向。
教师通过多
3.Y坐标轴
媒体讲解，模型
演示，学生分组
练习，教师巡回
指导
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UV、W
E32-I2敘控萍式车床坐标系
图2-门数趙立式诜床坐标恳
立式数控铣床的坐标方向为:
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）定义为正方向;
根据右手笛卡尔坐标系的原则，丫轴应同时与Z轴和X轴垂直，且正方向指向床身立柱。
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；丫轴垂直向上。
+Y
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、丫、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、丫、Z轴的正方向。
四指弯曲的方向为对应的A、BC轴的正方向。
I-20立式5轴数控铁除的蚩标釉®1-21卧式5轴数栓铁床的坐輛釉
教学过程
5.附加坐标
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、QR轴。
若除了ABC轴（第一组）回转运动夕卜，还有其它回转运动，则命名为DE、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，是确疋刀具（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。
标准坐标系米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丫轴。
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。
丫坐标轴根据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
ABC轴相应地表示其轴线平行于X、丫、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
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