Ｕ Ｇ Ｎ Ｘ 數控車床自動編程的Ｍ ＣＳ-ＳＰＩＮ ＤＬ Ｅ 設置
2016-10-20 來源：蘭州石化職業技術學院 作者：張明艷，劉興勤， 汪 紅
摘要： 設置加工坐標系是自動編程與加工的前提條件，加工坐標系的設置對生成的數控程序的準確性有很大影響。闡述了軸類零件在ＵＧ８.５ 的ＣＡＭ 環境車削模塊中設置ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ 的兩種方法， 給出了在ＵＧＮＸ 中創建軸類零件加工模型的要點及思路。
關鍵詞： ＵＧ ； 自動編程； 坐標系； 數控車床
0 .引言
數控機床零件加工前必須編寫加工程序，加工程序中的坐標數據是以工件坐標系為基準來度量的，因此在使用軟件自動編程前，必須設置好加工坐標系。在ＵＧ 中，加工坐標系是用ＭＣＳ 來表示的，一般情況下，ＭＣＳ 有３ 個方向的坐標軸，這３ 個坐標軸與數控機床的笛卡爾坐標系的３ 個坐標軸是一致的。但在使用ＵＧ 的ＣＡＭ 模塊自動編程時，加工零件的模型來自于建模環境，建模環境下對建模坐標系并沒有特別的要求，這樣很容易導致加工坐標系與建模坐標系軸方向的不一致，尤其在數控車床中，編程及加工是基于Z-X 平面的，只用到兩個坐標軸，如果所設置的加工坐標軸與建模坐標軸的映射關系不匹配，將會導致所生成的數控程序手工修改量大甚至完全無法加工的問題。本文將闡述在ＵＧ ＮＸ８ ．５ 中數控車床自動編程的ＭＣＳ 設置方法。
1. UG 車削加工使用的坐標系名稱及用途
ＵＧ 車削加工從零件建模到加工要用到３ 個坐標系：
（１） 絕對坐標系（ＡＣＳ） ：用X-Y-Z 標識，是由ＮＸ 系統內核生成的用來度量所有參數的基礎坐標系。該坐標系是模型固有坐標系，其原點和各坐標軸線的方向不可編輯。
（２） 工作坐標系（ＷＣＳ） ：用XC-Y C-ZC 標識，是用戶建模所使用的坐標系，在初始狀態下與ＡＣＳ 是重合的，建模過程中可以根據需要對ＷＣＳ 坐標系進行變換（如移動或旋轉） 。
（３） 加工坐標系（ＭＣＳ 或ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ ，后者是數控車床） ：用XM-Y M-ZM 標識，是加工刀具走刀的位置基準，在數控編程前應進行設置，一般與數控機床的坐標系方向一致。
2. 軸類零件在UG 中的建模要求
軸類零件一般是用回轉成型的方法來創建模型的，在使用“回轉”特征命令前，先要繪制二維草圖。在用ＵＧ 的ＣＡＤ 模塊建模時，二維草圖應繪在ＡＣＳ 的XY 平面上，以X 軸為旋轉軸，盡量使圖形右端的回轉中心與ＡＣＳ 坐標系原點重合。這樣選擇草圖平面及回轉軸形成的軸類零件在加工中直接將對應的ZMXM 作為車削加工平面，生成的加工程序符合數控車床的坐標。
如果加工模型是已經創建好的模型，并且建模沒有按照上述的要求完成（例如以Z 軸旋轉） ，那么，應在建模環境中通過坐標系旋轉，把ＷＣＳ 坐標的XC 方位轉到回轉體旋轉軸線方向，并設置ＷＣＳ 的原點位于數控加工的工件坐標系原點，目的在于使回轉體模型的軸線與絕對坐標系ＡＣＳ 的X 軸重合或與工作坐標系ＷＣＳ 的XC 軸重合，以便于加工坐標系的設置。
3. 車床加工坐標系的設置（MCS-SPINDLE 的設置）
進入ＵＧ 的加工環境，在ＵＧ 加工環境中設置選擇ＬＡＴＨＥ → ＴＵＲＮＩＮＧ ，單擊工具條中的“創建幾何體”圖標，打開“創建幾何體” 對話框，選擇第一項“ＭＣＳ＿ＳＰＩＮＤＬＥ” ，在Ｔｕｒｎ Ｏｒｉｅｎｔ（見圖１）中進行設置。
３.１ 設置ＭＣＳ
單擊“指定ＭＣＳ”后面的第一個圖標，在打開的ＣＳＹＳ 窗口（見圖２）中，“類型”選取默認的“動態” ；“參考ＣＳＹＳ”的選擇則需要考慮是選擇“絕對” 、還是選擇“ＷＣＳ” ：
（１） 當回轉體工件的軸線與絕對坐標系ＡＣＳ 的X 軸重合時，“參考ＣＳＹＳ”選取“絕對” ，此時以絕對坐標系ＡＣＳ 來考量ＭＣＳ 的方向和原點位置；在“指定方位”中將加工坐標系原點設定到工件的左（或右）端面中心（可以輸入坐標值，也可以用鼠標直接點擊右端面中心確定） ，則就會在端面中心出現XM-Y M-ZM 的加工坐標系標記，其中ZM 和工件軸線重合，與建模的絕對坐標X 軸一致，XM 與建模的絕對坐標Y 軸一致，見圖３ 。
圖１ Ｔｕｒｎ Ｏｒｉｅｎｔ 對話框
圖２ ＭＣＳ 原點及方位設置
圖３ 軸線與ＡＣＳ 坐標系的X 軸重合
（２） 當回轉體工件的軸線與ＷＣＳ 坐標的XC 軸重合時，“參考ＣＳＹＳ”就必須選取“ＷＣＳ” ，此種情況下用工作坐標系ＷＣＳ 來考量ＭＣＳ 的方向和原點位置，按上述同樣的方法設定加工坐標系的原點位置為工件端面中心，出現的加工坐標系標記XM-Y M-ZM 與ＷＣＳ 的XC-Y C-ZC 完全對應（見圖４） ，此時XM 與工件軸線重合。
３ ．２ 車床工作平面及坐標映射關系設置
車床工作平面是車削加工時車刀運動的二維平面。在ＵＧ 的車削加工設置時，如果在ＭＣＳ 的設置中已將ZM 設定為主軸，則“指定平面”選擇“ ZM-X M ”為工作平面，其他各軸與機床坐標軸的映射關系如圖１ 所示；反之，如果XM 為主軸，則XM-Y M 為工作平面，其他各軸與機床坐標軸的映射關系如圖５ 所示。
由此可見，車床工作平面的選擇與Ｔｕｒｎ Ｏｒｉｅｎｔ 中對“參考ＣＳＹＳ”的選擇是相關聯的：如果在“參考ＣＳＹＳ”中選取了“絕對” ，則ZM 軸與X 軸一致，此種情況下選取ZM-X M 作為工作平面；如果在“參考ＣＳＹＳ”中選取了“ＷＣＳ” ，則XM 軸與X C 軸一致，此種情況下選取XM-Y M 作為工作平面。
圖４ 軸線與ＷＣＳ 坐標系的X 軸重合
圖５ 工作平面及坐標軸映射
4. MCS-SPINDLE 設置對程序代碼的影響
車削加工時選擇不同的“工作平面”所生成的ＮＣ 程序是相似的，但同樣的刀具運動軌跡在程序中標識的坐標地址字不同。表１ 是兩種不同工作平面選擇下的ＮＣ 程序對比。從表１ 可以看出，以ZM-X M 為工作平面所生成的程序中，x 為徑向尺寸值（半徑值） ，z 為軸向尺寸值（長度值） ，y 值均為零，與數控車床編程的坐標一致；以XM-Y M 為工作平面生成的程序中，x 為軸向尺寸值（長度值） ，y 為徑向尺寸值（半徑值） ，z 值均為零，與建模用的ＷＣＳ 坐標一致，并不符合數控機床編程的坐標要求，在轉換成Ｇ 代碼文件的后處理過程中應該注意并加以修正。
表１ 兩種不同工作平面選擇下生成的ＮＣ 程序對比
5. 總結
在ＵＧ 數控車削編程時，建模所用的坐標平面及回轉軸影響后序加工坐標系ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ 的設置，而“ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ” 設置關系到車床工作平面的選擇，并直接影響到所生成數控程序代碼的準確性，因此，軸類零件在建模時就應盡可能選擇合適的坐標方位，以簡化數控加工時程序的后處理問題。
投稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
更多相關信息
