UG NX坐標(biāo)系探討

江蘇揚(yáng)力數(shù)控機(jī)床有限公司（揚(yáng)州 225127) 孫 健 龔立新 欒伯才

UG NX中為了滿足用戶的不同需求，在建模中設(shè)立了絕對(duì)坐標(biāo)系 (ACS)、工作坐標(biāo)系 (WCS)和基準(zhǔn)坐標(biāo)系 (基準(zhǔn)CSYS)，這些坐標(biāo)系都是由原點(diǎn)及X、Y、Z軸組成的笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng) (Descartes Coordinates)，遵守右手準(zhǔn)則。

絕對(duì)坐標(biāo)系A(chǔ)CS中任何繪圖軟件都會(huì)默認(rèn)給一個(gè)參考點(diǎn)及參考方向，這個(gè)參考點(diǎn)和參考方向，就是我們平常所說(shuō)的絕對(duì)坐標(biāo)系。這是一個(gè)固定的坐標(biāo)系，其參考點(diǎn)和參考方向永不改變，并且在任何一個(gè)UG文件中有且只有一個(gè)絕對(duì)坐標(biāo)系，多圖形的UG文件及多零件的裝配文件均不例外。絕對(duì)坐標(biāo)系是默認(rèn)存在的，它理論上存在于軟件界面中的某個(gè)固定點(diǎn)，且三軸指向固定方向，這個(gè)點(diǎn)和方向我們可以通過(guò)設(shè)置其他坐標(biāo)系來(lái)尋找定位，如圖1、圖2設(shè)置，格式→WCS→方位 (打開CSYS構(gòu)造器)→選定ACS→確定，通過(guò)設(shè)置工作坐標(biāo)系與絕對(duì)坐標(biāo)系的重合，明確絕對(duì)坐標(biāo)系的位置。

圖1 構(gòu)造器進(jìn)入路徑

工作坐標(biāo)系WCS在軟件界面中以XC、YC和ZC的形式存在。我們通過(guò)調(diào)整“格式→WCS→顯示”來(lái)打開或關(guān)閉工作坐標(biāo)系;絕對(duì)坐標(biāo)系是基準(zhǔn)，工作坐標(biāo)系是通過(guò)絕對(duì)坐標(biāo)變化而來(lái)的，有時(shí)便于理解，也可稱它為絕對(duì)坐標(biāo)系的相對(duì)坐標(biāo)系。在默認(rèn)情況下，工作坐標(biāo)系是與絕對(duì)坐標(biāo)系相重合的，但由于建模需要 (如在圓周上取點(diǎn)，或在某個(gè)區(qū)域內(nèi)打孔)，這時(shí)工作的操作面可能相對(duì)于絕對(duì)坐標(biāo)系有旋轉(zhuǎn)量或位移量，故經(jīng)常需要轉(zhuǎn)換工作平面，來(lái)調(diào)整工作坐標(biāo)系。工作坐標(biāo)系的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等操作都可以通過(guò)WCS的操作來(lái)完成，如圖3所示。

圖2 CSYS構(gòu)造器

圖3 WCS操作菜單

在這些坐標(biāo)系的設(shè)置中，我們離不開CSYS構(gòu)造器，如圖4所示，通過(guò)CSYS中的“三平面”功能來(lái)設(shè)置重新定位工作坐標(biāo)系。

圖4 運(yùn)用CSYS構(gòu)造器將工件的工作坐標(biāo)系重新設(shè)置

基準(zhǔn)坐標(biāo)系 (基準(zhǔn)CSYS)是進(jìn)行具體建模時(shí)每個(gè)小的分步動(dòng)作的參考坐標(biāo)系，它是有3個(gè)正交的軸和1個(gè)點(diǎn)構(gòu)成，分別代表X、Y、Z和原點(diǎn)，它的意義是可以任意被引用構(gòu)建WCS或者其他的對(duì)象所用。1個(gè)UG圖中可以有無(wú)窮多個(gè)基準(zhǔn)CSYS，它既可以被刪除，也可以被創(chuàng)建，如圖5所示，插入→基準(zhǔn)/點(diǎn)→基準(zhǔn) CSYS，出現(xiàn)如圖 6所示的“基準(zhǔn)CSYS”對(duì)話框，具體如圖7所示，以工件X、Y向的中心平面及工件上表面構(gòu)建基準(zhǔn)CSYS。

圖5 基準(zhǔn)CSYS進(jìn)入路徑圖

圖6 基準(zhǔn)CSYS對(duì)話框

圖7 構(gòu)建工件“基準(zhǔn)CSYS”坐標(biāo)系

綜上所述，絕對(duì)坐標(biāo)系是系統(tǒng)默認(rèn)的坐標(biāo)系，其原點(diǎn)和各軸軸線的方向固定不可變;工作坐標(biāo)系也是由系統(tǒng)提供，但用戶可以任意地移動(dòng)或旋轉(zhuǎn);基準(zhǔn)坐標(biāo)系由用戶根據(jù)造型的需要可以隨意地創(chuàng)建、隱藏或刪除，也可以移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)等操作。

同時(shí)在UG的加工環(huán)境中設(shè)立了絕對(duì)坐標(biāo)系(ACS)、加工坐標(biāo)系 (MCS)及加工參考坐標(biāo)系(RCS);其中，絕對(duì)坐標(biāo)系即為建模中的絕對(duì)坐標(biāo)系，其余兩個(gè)坐標(biāo)的設(shè)立是為了UG的加工編程服務(wù)的，只在加工環(huán)境中才會(huì)出現(xiàn)。

加工坐標(biāo)系MCS(Machine Coordinate System)，在軟件中以XM、YM和ZM的形式存在，加工坐標(biāo)系決定了程序原點(diǎn)，即程序的起點(diǎn)，也同時(shí)是數(shù)控機(jī)床加工的對(duì)刀點(diǎn)，刀路中的坐標(biāo)值只在相對(duì)應(yīng)的加工坐標(biāo)系中有效。在進(jìn)入U(xiǎn)G加工環(huán)境的初始狀態(tài)下，工件的加工坐標(biāo)系與絕對(duì)坐標(biāo)系默認(rèn)重合 (見圖8)，加工坐標(biāo)系也可以根據(jù)加工需要進(jìn)行調(diào)整，在加工環(huán)境下，插入→幾何體→進(jìn)入“創(chuàng)建幾何體對(duì)話框”(見圖9、圖10)→選中“MCS”→確定，即可進(jìn)入MCS設(shè)置對(duì)話框 (見圖11)，用戶即可根據(jù)需要進(jìn)行MCS的設(shè)置。

圖8 加工坐標(biāo)系默認(rèn)與絕對(duì)坐標(biāo)系重合

圖9 幾何體路徑

圖10 “創(chuàng)建幾何體”對(duì)話框

圖11 “MCS”對(duì)話框

在圖11的“MCS對(duì)話框”中還同時(shí)存在有加工參考坐標(biāo)系RCS，在軟件中以XR、YR和ZR的形式存在。當(dāng)加工區(qū)域從零件的一部分轉(zhuǎn)移到另外一部分時(shí)，參考坐標(biāo)系用于定位非模型幾何參數(shù) (如起刀點(diǎn)、返回點(diǎn)、刀軸的矢量方向和安全平面等)，這樣可以減少參數(shù)的重新指定工作;當(dāng)系統(tǒng)在進(jìn)行加工初始化時(shí)，參考坐標(biāo)系與加工坐標(biāo)系一樣默認(rèn)與絕對(duì)坐標(biāo)系重合。

由此可見，目前UG NX中共存有絕對(duì)坐標(biāo)系(ACS)、工作坐標(biāo)系 (WCS)、基準(zhǔn)坐標(biāo)系 (基準(zhǔn)CSYS)、加工坐標(biāo)系 (MCS)及加工參考坐標(biāo)系(RCS)，這5種坐標(biāo)系，它們之間相互聯(lián)系也各盡其能，它們?cè)趯?duì)應(yīng)的工作環(huán)境中，為軟件的功能增添了特色，為用戶的使用提供了便利。