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数控编程教案 项目二数控机床坐标系


数控技术应用专业教案
课程 执教 课型 专业课 总课时 6 数控编程 铣床 课题 班级 地点 数控编程室 项目二 数控机床坐标系

110132、110152 时间 第二周

学习内容 右手直角笛卡尔坐标系辨别 机床坐标系和工件坐标系

课 时 安 排

第 1-3 课时 第 4-6 课时<

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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 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 右手直角笛卡尔坐标系 机床坐标系和工件坐标系的区别 机床坐标系和工件坐标系的区别

教学目标

教学重点

教学难点

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 导入

教学内容 回顾数控机床基本概念

教师活动 提问: 数控机床与普通机 床的区别

学生活动 由学生回答, 教 师归纳

设计意图 回顾上一 项目的知 识点, 以便

数控装置的组成 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 教师讲授 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 教师演示,并组织 为坐标的正方向。 小游戏环节 (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” 。

于本项目 的衔接

学生记录笔记

使学生能 较为简单 的辨别坐 标轴

学生伸出自己 右手, 进行判别

图 2-1

2.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

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 2-4 3)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 2-2 3)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

图 2-3 立式升 降台铣床

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

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 举例说明,使用工 手动返回各自的参考点(或称 厂正规加工图 “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

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

Y

Y'

' O工

工件坐标系 工件原点偏置

X X

'

O机
图 2-6 系

机床坐标系

机床坐标系与工件坐标

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

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 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? 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

为机床操 作埋下伏 笔

教学 反思


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