淺析UG中坐標(biāo)系的種類、相互關(guān)系及對加工的影響

梅　梅，姬宜朋，李合增，丁　杰，殷業(yè)財

(北京石油化工學(xué)院 工程師學(xué)院，北京 102617)

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淺析UG中坐標(biāo)系的種類、相互關(guān)系及對加工的影響

梅梅，姬宜朋，李合增，丁杰，殷業(yè)財

(北京石油化工學(xué)院 工程師學(xué)院，北京 102617)

摘要：UG軟件是面向制造業(yè)的高端軟件之一，其隸屬于西門子公司。軟件開發(fā)了多個應(yīng)用模塊，設(shè)計的圖形在各個模塊進行轉(zhuǎn)換時在某些方面也存在一定的關(guān)聯(lián)。其中，由于每個模塊都擁有自身獨立的坐標(biāo)系系統(tǒng)，導(dǎo)致繪圖人員經(jīng)常容易出現(xiàn)坐標(biāo)系混淆的問題。通過了軟件在圖形繪制及加工時常用的3種坐標(biāo)系(基準(zhǔn)坐標(biāo)系、WCS坐標(biāo)系和MCS坐標(biāo)系)，研究了三者之間的區(qū)別與聯(lián)系，并利用例題直觀地說明了當(dāng)工件坐標(biāo)系(文中統(tǒng)稱為MCS坐標(biāo)系)放置位置不同時的不足、優(yōu)勢及程序數(shù)值的變化。

關(guān)鍵詞：基準(zhǔn)坐標(biāo)系；WCS坐標(biāo)系；MCS坐標(biāo)系

UG是當(dāng)前機械設(shè)計、機械制造領(lǐng)域應(yīng)用最為普遍，功能最為強大的一款軟件。由于功能強大，軟件的操作命令也極為繁多，在使用過程中難免出現(xiàn)疑惑。對經(jīng)常使用“加工”模塊的人員來說，如何順利完成零件的加工并應(yīng)用于實際最為關(guān)鍵。在眾多的操作細節(jié)中坐標(biāo)系尤為重要和突出，一旦出現(xiàn)坐標(biāo)系的概念混淆，零件的基準(zhǔn)位置發(fā)生偏差，必然導(dǎo)致零件的加工出現(xiàn)誤差[1]。

1基準(zhǔn)坐標(biāo)系

基準(zhǔn)坐標(biāo)系是軟件自帶坐標(biāo)系，各坐標(biāo)軸分別用X、Y和Z表示(見圖1)。對其移動時，輸入的坐標(biāo)值是以自身原點為基準(zhǔn)進行計算的。該坐標(biāo)系的原點位置和各坐標(biāo)軸方向決定了零件在軟件中的放置位置及觀察視角。移動基準(zhǔn)坐標(biāo)系，零件的方位隨之變化。

2WCS坐標(biāo)系

選擇菜單中“格式→WCS→顯示”命令，可顯示W(wǎng)CS坐標(biāo)系，各坐標(biāo)軸分別用XC、YC和ZC表示。系統(tǒng)默認WCS坐標(biāo)系與基準(zhǔn)坐標(biāo)系原點重合，各坐標(biāo)軸方向一致。繪制圖形時輸入的坐標(biāo)值均以該

坐標(biāo)系為基準(zhǔn)，該坐標(biāo)系類似設(shè)備固有的“機床坐標(biāo)系”。例如，銑削機床的銑刀軸線與Z軸重合，所以，WCS坐標(biāo)系Z軸方向確定了刀具的放置方位(見圖2)。移動WCS坐標(biāo)系時，輸入的坐標(biāo)值以其自身原點為基準(zhǔn)。此外，移動基準(zhǔn)坐標(biāo)系不會影響WCS坐標(biāo)系的位置。

圖1　基準(zhǔn)坐標(biāo)系　　　　圖2　WCS坐標(biāo)系

3MCS坐標(biāo)系

MCS坐標(biāo)系是加工模塊特有的坐標(biāo)系，各坐標(biāo)軸分別用XM、YM和ZM表示(見圖3)，默認與基準(zhǔn)坐標(biāo)系原點重合，各坐標(biāo)軸方向一致。坐標(biāo)系對應(yīng)的是實際生產(chǎn)使用的工件坐標(biāo)系，即程序中坐標(biāo)數(shù)據(jù)的計算基準(zhǔn)[2]。一般說來，默認的MCS坐標(biāo)系位置不總是符合實際的加工要求，通常需要對其方位進行調(diào)整。調(diào)整過程中，要充分考慮到實際應(yīng)用中的工件坐標(biāo)系原點的放置原則：1)便于人員的操作和測量；2)便于坐標(biāo)值的計算。移動MCS坐標(biāo)系時，以基準(zhǔn)坐標(biāo)系原點為基準(zhǔn)輸入坐標(biāo)值，移動基準(zhǔn)坐標(biāo)系和WCS坐標(biāo)系不會影響MCS坐標(biāo)系的位置[3-4]。

圖3　MCS坐標(biāo)系

通過簡單零件圖(見圖4)，直觀地展示了當(dāng)MCS坐標(biāo)系原點位置不同時，對刀方法和程序數(shù)據(jù)的變化。

圖4　零件圖

1)MCS坐標(biāo)系原點位于零件底面左下角點，鑒于坐標(biāo)系的放置位置，加工前通常采用如圖5所示的方法對刀，并由式1計算獲得X和Y軸原點的數(shù)據(jù)，編寫的程序見程序1(見表1)。不足在于，如果毛坯的4個側(cè)面垂直度偏差較大，且加工余量較少，實際生產(chǎn)中容易導(dǎo)致誤差，且由于Z軸原點位于底平面，刀具無法直接接觸，所以Z軸原點數(shù)據(jù)也不夠準(zhǔn)確。

圖5　對刀方法1

(1)

2)MCS坐標(biāo)系位于工件上表面中心，鑒于坐標(biāo)系的放置位置，加工前通常采用如圖6所示的方法對刀，并由式2計算獲得X和Y軸原點的數(shù)據(jù)，編寫的程序見程序2(見表1)。且為獲得Z軸數(shù)據(jù)，刀具應(yīng)直接與上表面接觸， 所得數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確。優(yōu)勢

在于，能夠均勻分配誤差，在一定程度上提高了加工精度。

圖6　對刀方法2

(2)

表1　零件加工程序

注：刀具直徑為8 mm。

由表1可知，當(dāng)MCS坐標(biāo)系位置不同時，相同零件的程序不同，這其中主要是坐標(biāo)值不同?？梢钥闯觯鴺?biāo)系的位置不正確或與實際操作脫節(jié)，將加大加工人員的操作難度，并可能導(dǎo)致零件的加工精度無法滿足要求。

4結(jié)語

在UG的應(yīng)用過程中，為使后續(xù)操作簡潔明了，建議遵守如下注意事項：1)盡量使基準(zhǔn)坐標(biāo)系、WCS坐標(biāo)系和MCS坐標(biāo)系的原點位置重合，坐標(biāo)軸方向一致；2)注意WCS坐標(biāo)系Z軸方向，應(yīng)使其與實際加工使用的機床Z軸方向一致，以保證刀具的正確方位；3)應(yīng)保證MCS坐標(biāo)系的原點位置和坐標(biāo)軸方向與實際生產(chǎn)環(huán)境相符；4)注意繪圖及各坐標(biāo)系移動時坐標(biāo)數(shù)值輸入所遵循的基準(zhǔn)。

參考文獻

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[4] 趙東福. UG NX數(shù)控編程技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 南京：南京大學(xué)出版社，2007.

責(zé)任編輯彭光宇

Research on Different Kinds of Coordinate and Relationship and Influence of Manufacturing based on UG

MEI Mei， JI Yipeng， LI Hezeng， DING Jie， YIN Yecai

(Beijing Institute of Petrochemical Technology， Beijing 102617， China)

Abstract：UG software is for the manufacturing of high-end software, which is belonging to SIEMENS.Software develops multiple application modules, the graphic in each module transformation has certain correlation in some ways. Because each module has its own independent coordinate system, the problem that the coordinate system is confused. This paper lists three kinds of coordinate system(datum coordinate system, work coordinate system and machine coordinate system), shows the difference and connection, and the example shows change of datum coordinate system position illustrating disadvantage and advantage and change of numerical.

Key words:datum coordinate system， work coordinate system， machine coordinate system

收稿日期：2015-06-15

作者簡介：梅梅(1981-)，女，大學(xué)本科，實驗師，主要從事機械加工、實操實訓(xùn)教學(xué)等方面的研究。

中圖分類號：TP 391

文獻標(biāo)志碼:A