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1、理 论 课 教 案（首 页）（编号：JL/JW(ZY)0801）教师：朱承科 授课班级：14-38 课程数控加工技术基础授课时间2013.审批签字内容名称2.数控机床坐标系的建立及数学处理授课方法讲授课 次2教具、挂图PPT课件教学目的1. 了解数控机床坐标系的规定2. 掌握数控车床的类型、结构及特点3.了解数控编程中的数学处理重点和难点重点：数控机床坐标系难点：参考点的理解解 决方 法举例讲解复习提问 1.数控机床的组成、特点及应用范围课 外 作 业课本P58-60课后体会教学过程教 学 内 容时间课题引入（4分钟）新课讲授（80分钟）课堂小结（3分钟）课后作业（3分钟）1数控机床的组成有哪
2、些?2.简述数控机床的分类、特点和应用2.数控机床坐标系的建立及数学处理一、数控机床的坐标系 （一）坐标系的规定1标准坐标系数控机床上的坐标系是采用右手直角笛卡尔坐标系。图2-5 右手定则2.刀具相对工件运动的原则3.运动方向的规定 刀具远离工件的方向为正方向。（二）数控机床的坐标轴确定机床坐标系的坐标轴顺序为：ZXY Z轴： Z坐标轴与传递切削力的主轴方向一致；以增大工件和刀具之间距离的方向为运动的正方向对于车床、磨床等主轴带动工件旋转；Z轴平行与主轴。如果机床没有主轴（如牛头刨床），Z轴垂直于工件装卡面。钻镗加工中，钻入和镗入工件的方向为Z坐标的负方向，而退出为正方向。 X轴： X坐标轴一
3、般是水平的，平行于工件的装卡面。这是在刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。对于工件旋转的机床（如车床、磨床等），X坐标的方向是在工件的径向上，且平行于横滑座。刀具离开工件旋转中心的方向为X轴正方向。a、如Z轴是垂直的，当从刀具主轴向立柱看时，X的正方向指向右。 b、如Z轴（主轴）水平，当从主轴向工件方向看时，X的正方向指向右方。 Y轴：Y坐标轴垂直于X、Z坐标轴。Y运动的正方向根据X和Z坐标的正方向，按照右手直角笛卡儿坐标系来判断。图2-6 典型机床的坐标系旋转坐标系： A、B和C相应地表示其轴线平行于X、Y和Z坐标的旋转运动。A、B和C的正方向，相应地表示在X、Y和Z坐标正方向上按照右旋螺纹
4、前进的方向。附加坐标： 如果在X、Y、Z主要坐标以外，还有平行于它们的坐标，可分别指定为U、V、W 。如还有第三组运动，则分别指定为P 、Q和R。举例说明：卧式加工中心、卧铣、后置刀架车床等。对于工件运动时的坐标轴方向对于工件运动而不是刀具运动的机床，必须将前述为刀具运动所作的规定，作相反的安排。用带“”的字母，如X，表示工件相对于刀具正向运动指令。而不带“”的字母，如X，则表示刀具相对于工件的正向运动指令。二者表示的运动方向正好相反。对于编程人员、工艺人员只考虑不带“”的运动方向。主轴旋转运动的方向主轴的顺时针旋转运动方向（正转），是按照右旋螺纹旋入工件的方向。二、机床坐标系与工件坐标系1.
5、机床坐标系机床坐标系是机床上固有坐标系，往往采用那些能够作为基准的点、线、面来作为机床的换刀点、坐标轴的轴心线和坐标平面。图2-7所示为数控车床坐标系。图2-7 典型车床坐标系机械原点-机床上设定的一个特定位置，又称机床零位。机械原点的定位精度很高，是机床调试和加工时十分重要的基准点。机床上各种坐标系的建立都是以机械原点为参考点而确定的。图中O是机械原点 。机床每次开机、断电、故障、图形模拟后，甚至必要时当进行坐标设定及对刀前都要对机床进行一次手动回零操作。所谓回零操作就是使运动部件回到机床的机械原点。2.工件坐标系（编程坐标系）工件坐标系在编程时使用，由编程人员在工件上建立的工件坐标系。工件
6、原点：零件在设计中有设计基准。在加工过程中有工艺基准，同时要尽量将工艺基准与设计基准统一，该基准点通常称为工件原点。3.机床坐标系与工件坐标系的关系工件坐标系与机床坐标系的坐标轴平行。可通过机床坐标系偏置得到。 4.刀位点和换刀点三、数控编程中的数学处理 1.数值换算 2.基点与节点 3.基点坐标值的计算四、数控车床的结构、分类 1.结构 数控车床的整体结构组成基本与普通车床相同，但多了数控柜、操作面板和显示器等。（图片展示） 2.分类 （1）按数控系统的功能分 经济型数控车床、全功能型数控车床、车削中心、FMC车床 （2）按主轴的配置形式分（图片展示） 卧式、立式数控车床 （3）按刀架情况分
7、（图片展示） 前置刀架和后置刀架数控车床 1.数控机床坐标系2.机床坐标系与工件坐标系3.数控车床的类型、结构及特点4.相关数值计算课本P58-60测试题理 论 课 教 案（首 页）（编号：JL/JW(ZY)0801）教师：朱承科 授课班级：14-38 课程数控加工技术基础授课时间2013.3.审批签字内容名称数控机床的编程规则授课方法讲授课 次3教具、挂图PPT课件教学目的1.了解数控编程的步骤和方法2.掌握编程规则和程序的格式3.掌握常用编程指令的功能重点和难点重点：1.程序格式 2. 常用指令的功能及应用难点：指令的应用解 决方 法举例讲解复习提问 数控机床坐标系课 外 作 业课本P58
8、-60测试题课后体会教学过程教 学 内 容时间课题引入（4分钟）新课讲授（83分钟）课堂小结（3分钟） 课后作业（3分钟） 1. 2个坐标系，4个“点”2. 数控机床的工作原理3. 数控机床的编程规则一、 数控编程的步骤和方法数控编程：从分析零件图纸开始到获得正确的数控加工程序载体为止的全过程。（一）数控编程的步骤1.分析零件图工件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯的形状2.确定加工工艺 分析零件图，决定加工方案，确定加工顺序，设计夹具，选择刀具，确定走刀路线，切削用量等工艺参数。 3.数学处理 建立工件坐标系，确定加工路线，计算出各几何元素的起点、终点、圆心坐标值。（复杂零件或不规则零件坐标点不
9、好找，可以借助CAD画图求出） 4.编写程序 根据所使用的数控系统指定的代码及格式编写程序。 5.程序输入 以前用穿孔带作为介质，通过纸带阅读机送入数控系统。现在可以直接用键盘输入，或在计算机中编好后通过相应的软件及接口传入程序。 6.程序校验与首件试切 程序必须经过检查校验试切后才可使用。 可以通过空运行程序检查轨迹是否正确，还可以用图形模拟功能。 首件试切时，一般单段运行，监视加工状况，随时调整参数，出现问题，立刻停车。（二）编程方法1.手工编程由人工完成零件图纸分析、工艺处理、数值计算、编写程序清单，直到程序输入、校验，称为“手工编程”。此种方法适用于点位或几何形状不太复杂的零件。2.自
10、动编程 所谓“自动编程”，就是使用计算机或编程机，完成零件编程的过程，使用规定的语言手工编写一个描述零件加工要求的程序，输入计算机中，计算机自动进行计算并生成程序。PowerMill、Mastercam、CAXA等可先画出零件的三维实体图，设置好加工参数、路径，可以自动生成加工程序。此方法适用于复杂曲面的零件或几何元素不复杂，但程序量很大的零件。二、数控机床的编程规则1.绝对值编程和增量值编程。2.直径编程和半径编程。3.小数点编程。三、程序格式一个完整的零件加工程序，由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。一个程序段，序号、若干代码字和结束符号组成；每个代码字，由字母和数字组成。例：（程序段
11、） N0010 G00 X10 Z10 M3 S650 ； 程序段结束符 辅助功能代码 坐标值 准备功能代码 程序段号 O2001（程序名，一个完整程序存放在内存中的首地址表识符。西门子用“%”，FANUC用“O”）N0010M03 S650 主轴正转，转速650N0015 G00X100 Y80； 快速定位A点N0020Z-33.00； 刀具下降33mm，距工件2mmN0030G01Z-26.00F100； 直线插补，刀具向下工进26mm穿透工件N0040G00Z26.00； 快速返回N0050X50.00Y30.00； 快速定位到B点N0060G01Z-17.00； 刀具向下工进17mm，进入到工件内15mmN0070G04F2； 暂停2秒N0080G00Z50.00； 刀具快速上移50mmN0090X-150.00Y-110.00；返回起始点N0100M30； 程序结束 四、常用编程代码1.辅助功能字辅助功能也叫M功能或M代码。它是控制机床或系统的开关功能的一种命令。如开、停冷却泵；主轴正、反转；程序结束等。(1)M00-程序停止。程序中执行该指令后
