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ＵＧＮＸ數控車床自動編程（chéng）的（de）ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ設置

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

摘要： 設置加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（liǎng）種方法，給出了在ＵＧＮＸ中創建軸類零件加工模型的要（yào）點及思路。

關鍵詞： ＵＧ；自動編程；坐標係；數控車床

0 .引言

數控機床零件加工前必須編（biān）寫加工程序（xù），加工程序中的坐標數據是以工件坐標係為基準來度量的，因此在使用軟件自動編程前，必須設置好加工坐標係。在ＵＧ中，加工坐標係是用ＭＣＳ來表示的，一（yī）般情況下，ＭＣＳ有３個方（fāng）向的坐標軸，這３個坐（zuò）標軸與（yǔ）數控（kòng）機床的笛卡爾坐標係的３個坐（zuò）標軸是（shì）一致（zhì）的。但在使用ＵＧ的ＣＡＭ模塊自動編程時，加工零件的模型來自於建模環境，建模環（huán）境下對建模坐標係並沒有特別（bié）的要求，這樣很容（róng）易導致加工（gōng）坐標係（xì）與建模（mó）坐標係軸方向的不一致，尤其在數控車床中，編程及加（jiā）工是基於Z-X 平麵的，隻用到兩個坐標軸，如果（guǒ）所設置的加工（gōng）坐標軸與（yǔ）建模坐（zuò）標軸的映射關係不匹配，將會導致所生成的（de）數控程序手（shǒu）工修改量大甚至完（wán）全（quán）無法加工的問題。本文將（jiāng）闡述在ＵＧＮＸ８．５中數控車床自動編程的ＭＣＳ設（shè）置方法。

1. UG 車削加工使用的坐標係名（míng）稱（chēng）及用途（tú）

ＵＧ車削加工從零件建模到（dào）加工要用到３個坐標係：

（１）絕對（duì）坐標係（ＡＣＳ）：用X-Y-Z 標識，是（shì）由ＮＸ係統內核生成的用來度量所有參數的基礎坐標係。該坐（zuò）標係是模型固有坐標係，其原點和各坐標（biāo）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（jiàn）模所使（shǐ）用的坐（zuò）標係，在初始狀態下（xià）與ＡＣＳ是重合的，建模過程（chéng）中可以根據需要（yào）對ＷＣＳ坐標（biāo）係進行變換（如移動或旋（xuán）轉）。

（３）加工坐標係（ＭＣＳ或ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ，後者是數控（kòng）車床）：用XM-Y M-ZM 標識，是加工（gōng）刀具走刀的位置基準，在數控編程前應進（jìn）行設（shè）置，一般與數控（kòng）機床的坐（zuò）標（biāo）係（xì）方向一致。

2. 軸（zhóu）類零件在UG 中的建模要求

軸類零件一般是用回轉成型的方法來（lái）創建模型的，在使用“回轉”特（tè）征（zhēng）命令前，先要繪製二維（wéi）草圖。在（zài）用（yòng）ＵＧ的（de）ＣＡＤ模塊建（jiàn）模時，二維草圖應繪（huì）在ＡＣＳ的XY 平麵（miàn）上，以X 軸為旋轉軸，盡量使（shǐ）圖形右端的回轉中心與ＡＣＳ坐標係原點重合。這（zhè）樣選擇草圖平麵及回轉軸形成的軸類零件在加工中（zhōng）直接將對應（yīng）的（de）ZMXM 作為車（chē）削加工平麵（miàn），生成（chéng）的（de）加工程（chéng）序（xù）符合數控車床的坐標。

如果加工模型是已經創建好的（de）模型（xíng），並且建模沒有按照上述的要求完成（例如以Z 軸旋（xuán）轉），那麽，應在建模環境中（zhōng）通（tōng）過坐標係旋轉，把ＷＣＳ坐標的XC 方位轉到回轉體（tǐ）旋轉軸線方向（xiàng），並設置ＷＣＳ的原點位於（yú）數控加工的工件坐標係原點，目的在於使回轉體模型的軸線與絕（jué）對（duì）坐標係ＡＣＳ的X 軸重（chóng）合（hé）或與工作坐標係（xì）ＷＣＳ的XC 軸（zhóu）重合，以便於加工坐標係的設置。

3. 車床加工坐（zuò）標係的設置（MCS-SPINDLE 的設置）

進入ＵＧ的加工環境，在ＵＧ加工環境中設置選擇ＬＡＴＨＥ → ＴＵＲＮＩＮＧ，單擊（jī）工具（jù）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。

３.１設置（zhì）ＭＣＳ

單擊“指定（dìng）ＭＣＳ”後（hòu）麵的第一個圖（tú）標，在打開的ＣＳＹＳ窗口（kǒu）（見圖２）中，“類型”選取默認的“動態” ；“參（cān）考ＣＳＹＳ”的選擇則需要考慮是（shì）選擇“絕（jué）對” 、還是選擇“ＷＣＳ” ：

（１）當回轉體工件的軸線與絕對坐標（biāo）係ＡＣＳ的X 軸重合時，“參（cān）考ＣＳＹＳ”選（xuǎn）取“絕對” ，此時以絕對坐標係ＡＣＳ來考量ＭＣＳ的方向和原點位置；在“指定方位”中將加工坐標係原點設定到工件（jiàn）的左（或右）端麵中（zhōng）心（可以（yǐ）輸入坐標值（zhí），也（yě）可以用鼠標直（zhí）接點擊右端（duān）麵中心確定），則就會在端麵中心出（chū）現XM-Y M-ZM 的加工坐標係標（biāo）記，其中（zhōng）ZM 和工件軸線（xiàn）重合，與建模的絕對坐標X 軸（zhóu）一致（zhì），XM 與建模的絕（jué）對坐標Y 軸一致，見圖３。

圖１ＴｕｒｎＯｒｉｅｎｔ對話框

圖（tú）２ＭＣＳ原（yuán）點及方位設置（zhì）

圖３軸線與ＡＣＳ坐標（biāo）係的X 軸（zhóu）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係（xì）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（gōng）坐標係（xì）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（jiàn）圖４），此時XM 與工件軸線重合。

３．２車床工作平麵（miàn）及坐（zuò）標映射關係（xì）設置

車床（chuáng）工作平麵是（shì）車（chē）削加工時車刀運動的二維平麵。在（zài）ＵＧ的車削加工（gōng）設置時，如果在ＭＣＳ的設置中已將（jiāng）ZM 設定為主軸，則“指定平麵”選擇“ ZM-X M ”為工作平麵，其（qí）他各（gè）軸與機床（chuáng）坐標（biāo）軸的映射（shè）關係如圖１所（suǒ）示；反之，如果XM 為主軸，則（zé）XM-Y M 為工作平麵，其他各（gè）軸與機床坐標軸的映射關係如圖５所示。

由此可見，車（chē）床工作平麵的選擇與ＴｕｒｎＯｒｉｅｎｔ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（xuǎn）取ZM-X M 作為工作平麵；如果在“參考ＣＳＹＳ”中選取了“ＷＣＳ” ，則XM 軸與X C 軸一致，此（cǐ）種情況下選取XM-Y M 作為工作平麵。

圖４軸線與ＷＣＳ坐標係的（de）X 軸重合

圖５工（gōng）作平麵及坐標軸映射

4. MCS-SPINDLE 設置對程序代碼的影（yǐng）響

車削加工時選擇（zé）不同的“工作平（píng）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（gōng）作平麵選擇下的ＮＣ程序對比。從表１可以（yǐ）看出，以（yǐ）ZM-X M 為工作平麵所生成的程序中，x 為徑向（xiàng）尺寸值（半徑值），z 為軸向尺寸值（長度值），y 值均為（wéi）零，與（yǔ）數控車床編程的坐標一致；以XM-Y M 為工作平麵生成的程序中，x 為軸向尺（chǐ）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（zhì），並不符合數控機床編程的坐標要求，在轉換成Ｇ代碼文件的（de）後處理過程中應該（gāi）注意並加以修正。

表１兩種不同工作平麵選擇下（xià）生成（chéng）的ＮＣ程序對比（bǐ）

5. 總結（jié）

在ＵＧ數控車削編程（chéng）時，建模所用的坐標平麵及回轉軸影響後序加工坐標係（xì）ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ的設置，而“ＭＣＳ-ＳＰＩＮＤＬＥ” 設置關係到車床工作（zuò）平（píng）麵的選擇，並直接影響（xiǎng）到（dào）所生成數控程序代碼的準確性，因此，軸（zhóu）類零件在建模時就應盡可能（néng）選擇合適的坐標方（fāng）位，以（yǐ）簡化數控（kòng）加工時程序的後處理問題。

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