Ｕ Ｇ Ｎ Ｘ 數控車床自動編程（chéng）的Ｍ ＣＳ-ＳＰＩＮ ＤＬ Ｅ 設置
2016-10-20 來源：蘭州石化職（zhí）業技術學院 作者（zhě）：張明豔，劉興勤， 汪 紅
摘要： 設置加（jiā）工坐標係是自動編程與加工的前提條件，加工坐標係的設置對生（shēng）成（chéng）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（jìng）車削模塊中設置ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ 的兩種方法， 給出了在ＵＧＮＸ 中創（chuàng）建（jiàn）軸類零件加工模（mó）型的（de）要點及思路。
關鍵詞： ＵＧ ； 自動編程； 坐標係； 數控車床
0 .引言
數控機床零件（jiàn）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係為基準來度（dù）量的，因（yīn）此在使用軟件自（zì）動（dòng）編程前（qián），必須設置好加工坐（zuò）標係。在ＵＧ 中，加（jiā）工坐（zuò）標係是用（yòng）ＭＣＳ 來表示的，一（yī）般情（qíng）況下，ＭＣＳ 有３ 個方向（xiàng）的坐標（biāo）軸，這３ 個（gè）坐標軸與數控機床的笛卡爾坐標係的３ 個坐標軸是一致（zhì）的。但在使用ＵＧ 的（de）ＣＡＭ 模塊自動編程時，加（jiā）工（gōng）零件的模型來（lái）自（zì）於建模環境，建模環境下（xià）對建模坐標（biāo）係並沒有（yǒu）特別的要求，這樣很容易導致（zhì）加工坐標係與建（jiàn）模坐標係軸方向的不一致，尤其在數控車床（chuáng）中，編程及（jí）加（jiā）工是基（jī）於Z-X 平麵的，隻用到兩個坐標軸，如果所設置的加工坐標軸與建模坐標軸的（de）映射關係不匹配，將會導致所生成（chéng）的數控程序手工修改量大甚至完全無法加工的問（wèn）題。本文將闡述在ＵＧ ＮＸ８ ．５ 中數控車床自（zì）動編程的ＭＣＳ 設置方法。
1. UG 車削加工使（shǐ）用的坐標（biāo）係名稱及用途
ＵＧ 車削加工從零件建模到加工要用到３ 個坐標係：
（１） 絕對坐標係（ＡＣＳ） ：用（yòng）X-Y-Z 標識，是（shì）由ＮＸ 係統內核生成的用來度（dù）量所有參數的基礎坐標係。該坐標係是模型固有坐標係，其原點和各坐標軸線的方向不可編輯。
（２） 工作坐標係（ＷＣＳ） ：用XC-Y C-ZC 標識，是用戶建模所使用的坐標係，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 坐標係進行變換（如移動或旋轉） 。
（３） 加工（gōng）坐標係（ＭＣＳ 或ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ ，後者是數（shù）控車床） ：用XM-Y M-ZM 標識，是（shì）加工刀具走（zǒu）刀的位置基準，在數控編（biān）程前（qián）應進行（háng）設置，一般與數控機床的坐標係方向一（yī）致。
2. 軸（zhóu）類零件在UG 中的建模要求
軸類零件一般是用回轉（zhuǎn）成型（xíng）的方法來創建模型的（de），在使用“回轉”特征命（mìng）令（lìng）前，先要繪製二維草圖（tú）。在用ＵＧ 的ＣＡＤ 模塊建模時，二（èr）維草圖應繪在ＡＣＳ 的XY 平麵上（shàng），以X 軸為旋轉軸，盡量使圖形右端的回轉中心與ＡＣＳ 坐標係原點重合。這樣選擇草圖平麵及回（huí）轉軸形成的軸類零件在加（jiā）工中直接將對應的ZMXM 作為車削加（jiā）工平麵，生成的加工程序符合數控車床的坐標（biāo）。
如果加工（gōng）模型是已經創建好的（de）模（mó）型，並且建模沒有按照上述的要求完成（例如以Z 軸旋轉） ，那麽，應在建模環境中通過坐標係旋轉，把（bǎ）ＷＣＳ 坐標的XC 方位（wèi）轉到回（huí）轉體旋轉軸線方（fāng）向，並設置ＷＣＳ 的原點位於數控加工的工件坐標係原點，目的在於使回轉體模型的軸（zhóu）線與（yǔ）絕對坐標係ＡＣＳ 的（de）X 軸重合或與工作坐標係ＷＣＳ 的XC 軸重合，以便於加工坐標係的設（shè）置。
3. 車床加工坐（zuò）標係的設置（MCS-SPINDLE 的設置）
進入ＵＧ 的加工環（huán）境，在（zài）ＵＧ 加工環境（jìng）中設（shè）置選擇ＬＡＴＨＥ → ＴＵＲＮＩＮＧ ，單擊（jī）工具條中的（de）“創建幾何（hé）體”圖標，打開“創建幾何體” 對話（huà）框，選擇第（dì）一項“ＭＣＳ＿ＳＰＩＮＤＬＥ” ，在Ｔｕｒｎ Ｏｒｉｅｎｔ（見圖１）中進行設置。
３.１ 設置（zhì）ＭＣＳ
單擊“指定ＭＣＳ”後麵的第一個圖標，在打開的ＣＳＹＳ 窗口（kǒu）（見圖（tú）２）中，“類型”選取（qǔ）默認的“動態” ；“參考ＣＳＹＳ”的選擇則需要考慮是選擇“絕（jué）對” 、還是選擇“ＷＣＳ” ：
（１） 當回轉體工件的（de）軸線與絕對坐標係ＡＣＳ 的（de）X 軸重合時，“參考ＣＳＹＳ”選取“絕對” ，此時以絕對坐（zuò）標係ＡＣＳ 來考量ＭＣＳ 的方向和原點（diǎn）位置；在“指定方位”中將加工坐標係原點設定到工件的左（或右）端（duān）麵中心（可以輸入坐標值，也可以用鼠標直接點擊右端麵中心確定） ，則就會在（zài）端麵中心（xīn）出現XM-Y M-ZM 的加工坐標（biāo）係標記，其中ZM 和工件軸線重合，與建模的（de）絕（jué）對坐（zuò）標X 軸一致，XM 與建模的（de）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 坐標係的X 軸重合
（２） 當回轉體工件的軸線與ＷＣＳ 坐標的（de）XC 軸重合時（shí），“參考ＣＳＹＳ”就必（bì）須選取“ＷＣＳ” ，此種（zhǒng）情況（kuàng）下用工作坐標係ＷＣＳ 來考量ＭＣＳ 的（de）方向和原點位置，按上述同樣的方（fāng）法設定加工坐（zuò）標係的原點位置為工件端麵中心，出現的加工坐標係標記XM-Y M-ZM 與ＷＣＳ 的XC-Y C-ZC 完全對應（見圖４） ，此（cǐ）時XM 與工件（jiàn）軸線重合。
３ ．２ 車床工作平麵及坐標（biāo）映（yìng）射關係設置
車床工作平麵是車（chē）削加工時車（chē）刀運動的二維平麵。在ＵＧ 的（de）車削（xuē）加工設置時，如（rú）果在ＭＣＳ 的設置中已將ZM 設定為主軸，則“指（zhǐ）定平麵”選擇“ ZM-X M ”為工（gōng）作平麵，其他各軸與機床坐標軸的映（yìng）射關係如圖１ 所示；反之，如果XM 為主軸，則XM-Y M 為工作平麵，其他各軸與機床坐標軸的映射關係如圖５ 所（suǒ）示。
由此可（kě）見，車床工作平麵的選擇與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（xià）選取ZM-X M 作為工作平麵；如果（guǒ）在“參考ＣＳＹＳ”中選取（qǔ）了“ＷＣＳ” ，則XM 軸與X C 軸一致，此種情（qíng）況下選取XM-Y M 作為工（gōng）作平麵。
圖４ 軸線與（yǔ）ＷＣＳ 坐標係的X 軸重合
圖５ 工作平麵及（jí）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“工作平麵”所生（shēng）成的ＮＣ 程序是相似的，但同樣的刀具運動軌跡在程序中標（biāo）識的坐標地址字不同。表１ 是兩種不同（tóng）工作平麵選擇下的ＮＣ 程序對（duì）比。從表１ 可以看出，以（yǐ）ZM-X M 為工作平（píng）麵所生成的程序中（zhōng），x 為徑向尺寸值（zhí）（半徑值） ，z 為軸向尺寸值（長度值） ，y 值均為零，與數控（kòng）車床編程的坐標一致；以XM-Y M 為工作平麵生（shēng）成的程序中，x 為軸向尺（chǐ）寸值（長度值） ，y 為徑（jìng）向尺寸值（半徑值） ，z 值（zhí）均（jun1）為零，與建模用的（de）ＷＣＳ 坐標一致，並不符合數控（kòng）機床編程的（de）坐標要求，在轉換成Ｇ 代碼文件的後處理過程中應該注意並加以修正。
表１ 兩種不同工作平麵選擇下（xià）生成的（de）ＮＣ 程序對比
5. 總結
在ＵＧ 數控車削編程時，建模（mó）所用的坐標平麵及回轉（zhuǎn）軸影響後序加工（gōng）坐標係ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ 的設置，而“ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ” 設置關係到車床工（gōng）作平麵的選（xuǎn）擇，並直接影響到所生成數控程序代碼的準確性（xìng），因（yīn）此，軸（zhóu）類零件在建（jiàn）模（mó）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後處理問題。
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