论文部分内容阅读
数控机床坐标系是《数控加工基础》这门课程中很重要的一节，能为学生以后学习编程与操作打下良好的基础。而本节学习中由于涉及的规则、概念较多，不易理解，笔者经过多年分析研究与实践演练，现归纳如下：
一、开门见山，点明学习机床坐标系的重要性
在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定机床上的成形运动和辅助运动，则必须先确定机床上运动的方向和运动的距离，这就需要一个坐标系才能实现，这个坐标系就称为机床坐标系。
在数控编程时,为了描述机床运动,简化程序编制的方法及保证记录数据的互换性,必须正确理解和使用数控机床中坐标系。数控机床坐标系是为了确定工件在机床中位置,机床运动部件的特殊位置(如换刀点、参考点等)以及运动范围(如行程范围)等建立的几何坐标系。
通过上述说明，教师要让学生从心态上加以重视，才能为下面的讲解打下良好的基础。
二、实例引入，学生探讨，在探讨中掌握坐标系的确定原则
通过生活中过马路看红绿灯的例子，学生探讨规则的必要性和方便性。由探讨结果引入国标规定的命名原则。
刀具相对于静止工件而运动的原则可使编程人员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，确定机床的加工过程。
三、学生动手，演示练习，掌握X、Y、Z坐标轴与正方向的确定
X、Y、Z坐标轴与正方向的确定是本节课的重点与难点。Z坐标的方向很容易判定，学生也容易理解。对于X和Y坐标的方向，由于涉及因素过多(如刀具、工件、主轴、立柱、笛卡尔坐标和右手定则等)，学生一时很难记忆和掌握，为下一步讲解带来不少的困难。
由于学生难以理解与掌握，笔者采取了以下几个步骤：
1.图片展示
由于中职学生基础差，难以一下子理解，通过图片带给学生感性认识，为进一步掌握打下基础。
2.详细讲解，具体演示
通过对X坐标轴的定义和方向的详细讲解，让学生理解掌握立式数控机床和卧式数控机床X坐标轴的确定。按右手直角迪卡儿坐标系来确定Y坐标轴时，对于不同的机床具体演示确定。
3.动手演练，检验结果
让学生拿出一张白纸，告诉他们这张白纸就是我们的图样。不过不需要画具体的零件，只需要在图纸上画出X和Y两个坐标轴。
（1）假设此图样要用立式数控机床加工，那么站在工作台前，将图样平铺到工件顶面上，加上已经判定的坐标运动方向，整个机床的坐标系就可立刻直观地展现在学生面前。
（2）如果是用卧式机床加工，情况稍微复杂一些。首先，学生应面向工件站立，将图样贴在面对的工件表面，然后，将工件回转180°，转至面对刀具的位置，加上早已确定好的Z坐标方向，卧式数控机床的坐标系方向就可直观地展现出来了。
这种方法，非常直观，比起只用右手直角迪卡儿坐标系来确定Y坐标轴更易理解和掌握。
最后，通过动态模拟演示各个坐标轴的运动过程，检验判断结果，可使学生进一步加深理解。
四、讨论数控机床坐标系中的“特殊点”
可以分为三个过程：
1.通过引导得出结论
教师可引导学生讨论一个完整的坐标系有哪些部分组成，前边学习的机床坐标系是否完整，缺少什么部分，从而使学生得出结论：缺少机床原点。
2.归纳结论
继续探讨机床原点是否是个固定位置点，如何找到，最后可归纳结论如下：机床原点又称为机床零点，即机床坐标系的原点，是指在机床上设置的一个固定点，它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。对于不同的数控机床来说，设置在不同的位置。如在数控车床上，一般设在卡盘端面与主轴中心线的交点处，在数控铣床上，机床原点一般设置Ｘ、Ｙ、Ｚ坐标的正方向极限位置上。对于数控车床，不易找到，而对于数控铣床却很容易找到。
3.结论探讨
最后教师应通过与学生探讨如何很方便的找到数控机床的原点，引导学生思考为什么数控铣床的原点很好找，是不是所有的机床都有这么一个特殊位置点？从而得出这个特殊位置点就是机床的结论。
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。因此，参考点对机床原点的坐标是一个已知数。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。通过返回参考点，间接找到机床原点。所以开机回参考点的目的就是为了间接找到机床原点，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。
（作者单位：河南省平顶山市高级技工学校）
一、开门见山，点明学习机床坐标系的重要性
在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定机床上的成形运动和辅助运动，则必须先确定机床上运动的方向和运动的距离，这就需要一个坐标系才能实现，这个坐标系就称为机床坐标系。
在数控编程时,为了描述机床运动,简化程序编制的方法及保证记录数据的互换性,必须正确理解和使用数控机床中坐标系。数控机床坐标系是为了确定工件在机床中位置,机床运动部件的特殊位置(如换刀点、参考点等)以及运动范围(如行程范围)等建立的几何坐标系。
通过上述说明，教师要让学生从心态上加以重视，才能为下面的讲解打下良好的基础。
二、实例引入，学生探讨，在探讨中掌握坐标系的确定原则
通过生活中过马路看红绿灯的例子，学生探讨规则的必要性和方便性。由探讨结果引入国标规定的命名原则。
刀具相对于静止工件而运动的原则可使编程人员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，确定机床的加工过程。
三、学生动手，演示练习，掌握X、Y、Z坐标轴与正方向的确定
X、Y、Z坐标轴与正方向的确定是本节课的重点与难点。Z坐标的方向很容易判定，学生也容易理解。对于X和Y坐标的方向，由于涉及因素过多(如刀具、工件、主轴、立柱、笛卡尔坐标和右手定则等)，学生一时很难记忆和掌握，为下一步讲解带来不少的困难。
由于学生难以理解与掌握，笔者采取了以下几个步骤：
1.图片展示
由于中职学生基础差，难以一下子理解，通过图片带给学生感性认识，为进一步掌握打下基础。
2.详细讲解，具体演示
通过对X坐标轴的定义和方向的详细讲解，让学生理解掌握立式数控机床和卧式数控机床X坐标轴的确定。按右手直角迪卡儿坐标系来确定Y坐标轴时，对于不同的机床具体演示确定。
3.动手演练，检验结果
让学生拿出一张白纸，告诉他们这张白纸就是我们的图样。不过不需要画具体的零件，只需要在图纸上画出X和Y两个坐标轴。
（1）假设此图样要用立式数控机床加工，那么站在工作台前，将图样平铺到工件顶面上，加上已经判定的坐标运动方向，整个机床的坐标系就可立刻直观地展现在学生面前。
（2）如果是用卧式机床加工，情况稍微复杂一些。首先，学生应面向工件站立，将图样贴在面对的工件表面，然后，将工件回转180°，转至面对刀具的位置，加上早已确定好的Z坐标方向，卧式数控机床的坐标系方向就可直观地展现出来了。
这种方法，非常直观，比起只用右手直角迪卡儿坐标系来确定Y坐标轴更易理解和掌握。
最后，通过动态模拟演示各个坐标轴的运动过程，检验判断结果，可使学生进一步加深理解。
四、讨论数控机床坐标系中的“特殊点”
可以分为三个过程：
1.通过引导得出结论
教师可引导学生讨论一个完整的坐标系有哪些部分组成，前边学习的机床坐标系是否完整，缺少什么部分，从而使学生得出结论：缺少机床原点。
2.归纳结论
继续探讨机床原点是否是个固定位置点，如何找到，最后可归纳结论如下：机床原点又称为机床零点，即机床坐标系的原点，是指在机床上设置的一个固定点，它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。对于不同的数控机床来说，设置在不同的位置。如在数控车床上，一般设在卡盘端面与主轴中心线的交点处，在数控铣床上，机床原点一般设置Ｘ、Ｙ、Ｚ坐标的正方向极限位置上。对于数控车床，不易找到，而对于数控铣床却很容易找到。
3.结论探讨
最后教师应通过与学生探讨如何很方便的找到数控机床的原点，引导学生思考为什么数控铣床的原点很好找，是不是所有的机床都有这么一个特殊位置点？从而得出这个特殊位置点就是机床的结论。
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。因此，参考点对机床原点的坐标是一个已知数。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。通过返回参考点，间接找到机床原点。所以开机回参考点的目的就是为了间接找到机床原点，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。
（作者单位：河南省平顶山市高级技工学校）