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任务五 数控加工坐标系认识及进给操作
[教学目标]
1.了解数控铣床/加工中心的机床坐标系与工件坐标系。
2.了解机床零点、参考点、工件零点。
3.掌握返回参考点的方法。
4.掌握建立工件坐标系的相关指令。
5.掌握绝对坐标、增量坐标及极坐标的概念及相关指令。
6.掌握数控铣床\加工中心手动、手轮操作方法。
7.能使用手动、手轮方式熟练操作机床进给运动，为对刀等操作打基础。
[教学重点]
数控铣削加工坐标系认识
[教学难点]
数控铣削加工坐标系认识
[教学过程]
新课教学
一、机床坐标系
机床坐标系是为了确定工件在机床中的位置、机床的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、保护区）等而建立的几何坐标系。
机床坐标系的原点称为机床零点，是机床上的固定点，由制造厂确定，用M表示。
1. 建立坐标系的基本原则
建立坐标系的基本原则如下：
（1）采用右手笛卡尔直角坐标系。其中有三个基本轴，即X、Y、Z轴，还有六个辅助轴，分别是平行于基本轴的U、V、W轴和围绕基本轴旋转的A、B、C轴，如图1-48所示。
图1-48 右手笛卡尔直角坐标系
（2）采用假设工件固定不动，刀具相对工件移动的原则。
（3）远离工件的方向为坐标轴的正方向。
2. 坐标的确定
（1）Z轴。标准规定，机床传递切削力的主轴轴线为Z轴（如铣床、钻床、车床、磨床等）
（2）X轴。X轴一般是水平的，平行于装夹平面。对于刀具旋转的机床（如数控铣床/加工中心）则做如下规定：当Z轴水平时，从刀具主轴后向工件看，正X为右方向（相应机床为卧式）；当Z轴垂直时，由主轴向立柱看，正X为右方向（相应机床为立式）。
（3）其他坐标轴。由右手笛卡儿坐标系来确定Y轴以及U、V、W和A、B、C轴 。
（4）坐标方向判定。当某一坐标上刀具移动时，用不加撇号的字母表示该轴运动的正方向；当某一坐标上工件移动时，用加撇号的字母（如A’、X’等）表示。加与不加撇号所表示的运动方向正好相反。
3. 建立机床坐标系指令（G53）
建立机床坐标系指令格式如下：
G53；
二、机床参考点
机床参考点是由机床制造厂家人为定义的点。 机床参考点与机床零点之间的坐标位置关系是固定的，并被存放在数控系统的相应机床数据中，一般不允许改变，用R表示。
数控系统启动后，所有的轴都要回一次参考点（也称回零），以便校正行程测量系统，建立机床坐标系。
1. 返回参考点的方法
返回参考点的方法有手动返回（回零）和自动返回（程序指令）。
2. 自动返回参考点指令（G28）
自动返回参考点指令格式如下：
G28 X Y Z ；
其中，X、Y、Z为指定的某一中间点坐标，而非参考点。
系统执行G28指令后，进给轴以快速点定位方式经中间点移动至参考点。如图1-49，刀具现在A点位置，需让刀具经过B点返回参考点R，则指令应为G28 X150. Y95.。
三、工件坐标系
用于加工工件和程序编制而使用的坐标系，称为工件坐标系，也称程序坐标系。工件坐标系的原点为工件零点，也称编程零点，用W（或P）表示。
工件零点可由使用人员根据具体情况确定，但坐标轴的方向应与机床坐标系一致，且与之有确定的关系。
1.选择工件零点的原则
选择工件零点的原则如下：
（1）让工件在图中的尺寸容易换算成坐标值, 尽量直接用图样尺寸作为坐标值。
（2）尽量选择便于对刀的位置。
数控铣床工件零点常选在工件上表面的一个外角上或工件的中心点。
2. 建立工件坐标系指令（G54-G59）
建立工件坐标系指令格式如下：
G54；
四、绝对坐标与增量坐标
1.概念
绝对坐标：坐标值是相对于坐标系原点给出的。
增量坐标：坐标值是相对于前一点给出的，也称相对坐标。
2.表示方法
数控铣床用G90来定义绝对坐标，用G91来定义增量坐标。两点（见图1-50）的表示方法示例如下：
点B绝对坐标：G90 X20. Y30.
点B相对于点A增量坐标：G91 X-10. Y-20.
图1-50 点的绝对坐标与增量坐标
五、极坐标编程
数控铣床除了可以采用直角坐标编程，还可以采用极坐标编程。即，用X表示极半径，用Y表示极角，如图1-51所示。
图1-51
极坐标指令代码如下：
极坐标生效：G16
极坐标取消：G15

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