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ＵＧＮＸ數控（kòng）車（chē）床自動編程的（de）ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ設置

2016-10-20 來源：蘭州石化職業技（jì）術學院（yuàn）作者：張明（míng）豔，劉興勤，汪紅

摘要： 設置加工坐標係是自（zì）動編程與加工的前提條件，加工（gōng）坐標係的設置對生成的數控程序的準確（què）性有（yǒu）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（le）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；坐標係；數控車床（chuáng）

0 .引言

數控機床零（líng）件（jiàn）加工前必須編寫加工程序，加工程序中的坐標（biāo）數據是以工件坐標係（xì）為基準來度量的，因此在使用軟件自動（dòng）編程前（qián），必須設置好加工坐標係。在ＵＧ中，加工（gōng）坐標係是用ＭＣＳ來表示的，一般情況下，ＭＣＳ有３個方向的坐標軸，這３個坐（zuò）標軸與數控機床的笛卡爾坐（zuò）標係的３個坐標（biāo）軸是一致的。但在使（shǐ）用ＵＧ的ＣＡＭ模（mó）塊自動編程時，加工零（líng）件的模型來自於建模環境，建模環境下對建模坐（zuò）標係並沒有（yǒu）特別的要求，這樣很容易（yì）導致加工（gōng）坐標係與建模（mó）坐標係（xì）軸方向的不一致，尤其在數控車床中，編程及加工是基於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映射關係不匹配，將會導致所生成的數控程序手工修（xiū）改量（liàng）大甚（shèn）至完（wán）全無法加工（gōng）的問題。本文將闡（chǎn）述在（zài）ＵＧＮＸ８．５中數控車床自動編程（chéng）的ＭＣＳ設置（zhì）方法。

1. UG 車削加工使用的坐標係名稱及用（yòng）途

ＵＧ車削加工從零件建模到加工（gōng）要用到３個坐標係：

（１）絕對坐標係（ＡＣＳ）：用X-Y-Z 標識，是由ＮＸ係統內核生成的（de）用來度量所有參數（shù）的基礎坐（zuò）標係。該坐（zuò）標係是模型固有坐標係，其原點和（hé）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（biāo）識，是用戶建（jiàn）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（kě）以根據（jù）需要（yào）對ＷＣＳ坐標係進行變換（如移動或旋轉）。

（３）加（jiā）工（gōng）坐標係（ＭＣＳ或ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ，後（hòu）者（zhě）是數控車床（chuáng））：用XM-Y M-ZM 標識，是加工（gōng）刀具走刀的位置基準，在數控編程前（qián）應進行設置，一（yī）般與數控機床（chuáng）的坐標係方向一（yī）致。

2. 軸類（lèi）零件在UG 中的建模要求

軸類零件一般是用回轉成型的方（fāng）法（fǎ）來創建模型的，在使用“回（huí）轉”特征命令前，先要繪製二維草圖。在（zài）用ＵＧ的ＣＡＤ模塊建模時，二維草圖應繪在（zài）ＡＣＳ的XY 平麵上，以X 軸為旋轉軸（zhóu），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轉軸（zhóu）形成的軸類零件在加工中直接（jiē）將對應的ZMXM 作為車削加工平麵，生成（chéng）的加工程序符合（hé）數控車床的坐標（biāo）。

如果加工模型是已經創建好的模（mó）型，並且建（jiàn）模（mó）沒有按（àn）照（zhào）上述的要求完成（例如（rú）以Z 軸旋（xuán）轉（zhuǎn）），那（nà）麽，應在（zài）建模環境中通過坐標係旋轉，把ＷＣＳ坐標的XC 方（fāng）位轉到回轉體旋轉軸線方向，並設置（zhì）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（tǐ）模型的軸線與絕對坐標係ＡＣＳ的X 軸重合或與工作坐標係ＷＣＳ的XC 軸重合，以便於（yú）加工坐標係的設置。

3. 車床加工（gōng）坐標係的設置（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（zài）ＴｕｒｎＯｒｉｅｎｔ（見圖１）中進行設置（zhì）。

３.１設置ＭＣＳ

單擊“指定ＭＣＳ”後麵的第一個（gè）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（duì）” 、還是選擇“ＷＣＳ” ：

（１）當回轉體工件的軸線與絕對坐標係ＡＣＳ的X 軸重合時，“參考ＣＳＹＳ”選取（qǔ）“絕（jué）對” ，此時（shí）以絕對坐標（biāo）係ＡＣＳ來考量ＭＣＳ的方向和（hé）原點位置；在（zài）“指定（dìng）方（fāng）位”中將加工坐標係原點設定到工件的左（或右）端麵（miàn）中（zhōng）心（可以輸入坐標（biāo）值，也可以（yǐ）用鼠標直接點擊右（yòu）端麵中心確定），則就會在端麵（miàn）中心出現XM-Y M-ZM 的加工坐標係標記，其中ZM 和工件軸線（xiàn）重合，與建模的絕對坐標X 軸一致，XM 與建模的絕對坐（zuò）標Y 軸一致，見圖（tú）３。

圖１ＴｕｒｎＯｒｉｅｎｔ對話框

圖２ＭＣＳ原點及方位設置

圖３軸線與ＡＣＳ坐標係的X 軸重合

（２）當（dāng）回（huí）轉體（tǐ）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係ＷＣＳ來考量ＭＣＳ的方向和原點位置，按上述同樣的方法設定（dìng）加工坐標係的原點位置為（wéi）工件端麵中心，出現的加工坐標係（xì）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（jiàn）軸線重合。

３．２車床工作平麵及坐標映射關係設置

車床工作平（píng）麵是（shì）車削加工時車刀運動的二維平麵。在ＵＧ的車削加工（gōng）設置時（shí），如（rú）果在ＭＣＳ的設置中已將ZM 設定為主軸，則“指定平麵”選擇“ ZM-X M ”為工作平麵，其他各軸與機床坐標軸的映射關係（xì）如圖１所示；反之，如果XM 為主（zhǔ）軸，則XM-Y M 為工作平麵，其他各軸與機床坐標軸的（de）映射關係如圖５所示（shì）。

由（yóu）此可見，車床工作平麵的選擇（zé）與ＴｕｒｎＯｒｉｅｎｔ中對“參考（kǎo）ＣＳＹＳ”的選擇是相關聯的：如果在“參考ＣＳＹＳ”中（zhōng）選取了“絕對” ，則ZM 軸與X 軸一致，此種情況下選取ZM-X M 作為工作平麵；如（rú）果在（zài）“參考ＣＳＹＳ”中選取了“ＷＣＳ” ，則XM 軸與X C 軸一致（zhì），此種情況下選取（qǔ）XM-Y M 作為工（gōng）作平麵。

圖４軸（zhóu）線與ＷＣＳ坐標係的X 軸重合

圖（tú）５工作平麵及坐標軸映射

4. MCS-SPINDLE 設置對程序代碼的影響

車削加工時選擇不同的“工作平麵”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是兩種不同工作平麵選擇下的ＮＣ程序對比。從表１可以看出，以ZM-X M 為工作（zuò）平麵所生成的程（chéng）序（xù）中（zhōng），x 為徑向尺寸值（半徑值），z 為軸向尺寸值（長度（dù）值），y 值均為零，與數控車床編程的（de）坐標一致；以XM-Y M 為工作平（píng）麵生成的程序中，x 為軸向尺（chǐ）寸值（長度（dù）值），y 為（wéi）徑向尺寸值（半徑值），z 值均為零，與建模用的ＷＣＳ坐標一致，並不符合數控機床編程（chéng）的（de）坐標要求，在轉換（huàn）成Ｇ代碼文件的後處理過程中應該注意並加（jiā）以修正。

表１兩種不同（tóng）工作平麵選擇下生成的ＮＣ程序對比

5. 總結

在ＵＧ數控車削編程時，建模所用的坐標平麵（miàn）及回轉軸影響後序加工坐標係（xì）ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ的（de）設置，而“ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ” 設置關係到車床工作平（píng）麵的選擇（zé），並直（zhí）接影響到所生成數控程序代碼（mǎ）的準確性（xìng），因此，軸類（lèi）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（chéng）序的後處理問題。

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