UG NX坐標系探討

江蘇揚力數(shù)控機床有限公司（揚州 225127) 孫 健 龔立新 欒伯才

UG NX中為了滿足用戶的不同需求，在建模中設立了絕對坐標系 (ACS)、工作坐標系 (WCS)和基準坐標系 (基準CSYS)，這些坐標系都是由原點及X、Y、Z軸組成的笛卡爾坐標系統(tǒng) (Descartes Coordinates)，遵守右手準則。

絕對坐標系ACS中任何繪圖軟件都會默認給一個參考點及參考方向，這個參考點和參考方向，就是我們平常所說的絕對坐標系。這是一個固定的坐標系，其參考點和參考方向永不改變，并且在任何一個UG文件中有且只有一個絕對坐標系，多圖形的UG文件及多零件的裝配文件均不例外。絕對坐標系是默認存在的，它理論上存在于軟件界面中的某個固定點，且三軸指向固定方向，這個點和方向我們可以通過設置其他坐標系來尋找定位，如圖1、圖2設置，格式→WCS→方位 (打開CSYS構造器)→選定ACS→確定，通過設置工作坐標系與絕對坐標系的重合，明確絕對坐標系的位置。

圖1 構造器進入路徑

工作坐標系WCS在軟件界面中以XC、YC和ZC的形式存在。我們通過調(diào)整“格式→WCS→顯示”來打開或關閉工作坐標系;絕對坐標系是基準，工作坐標系是通過絕對坐標變化而來的，有時便于理解，也可稱它為絕對坐標系的相對坐標系。在默認情況下，工作坐標系是與絕對坐標系相重合的，但由于建模需要 (如在圓周上取點，或在某個區(qū)域內(nèi)打孔)，這時工作的操作面可能相對于絕對坐標系有旋轉(zhuǎn)量或位移量，故經(jīng)常需要轉(zhuǎn)換工作平面，來調(diào)整工作坐標系。工作坐標系的移動、旋轉(zhuǎn)等操作都可以通過WCS的操作來完成，如圖3所示。

圖2 CSYS構造器

圖3 WCS操作菜單

在這些坐標系的設置中，我們離不開CSYS構造器，如圖4所示，通過CSYS中的“三平面”功能來設置重新定位工作坐標系。

圖4 運用CSYS構造器將工件的工作坐標系重新設置

基準坐標系 (基準CSYS)是進行具體建模時每個小的分步動作的參考坐標系，它是有3個正交的軸和1個點構成，分別代表X、Y、Z和原點，它的意義是可以任意被引用構建WCS或者其他的對象所用。1個UG圖中可以有無窮多個基準CSYS，它既可以被刪除，也可以被創(chuàng)建，如圖5所示，插入→基準/點→基準 CSYS，出現(xiàn)如圖 6所示的“基準CSYS”對話框，具體如圖7所示，以工件X、Y向的中心平面及工件上表面構建基準CSYS。

圖5 基準CSYS進入路徑圖

圖6 基準CSYS對話框

圖7 構建工件“基準CSYS”坐標系

綜上所述，絕對坐標系是系統(tǒng)默認的坐標系，其原點和各軸軸線的方向固定不可變;工作坐標系也是由系統(tǒng)提供，但用戶可以任意地移動或旋轉(zhuǎn);基準坐標系由用戶根據(jù)造型的需要可以隨意地創(chuàng)建、隱藏或刪除，也可以移動或旋轉(zhuǎn)等操作。

同時在UG的加工環(huán)境中設立了絕對坐標系(ACS)、加工坐標系 (MCS)及加工參考坐標系(RCS);其中，絕對坐標系即為建模中的絕對坐標系，其余兩個坐標的設立是為了UG的加工編程服務的，只在加工環(huán)境中才會出現(xiàn)。

加工坐標系MCS(Machine Coordinate System)，在軟件中以XM、YM和ZM的形式存在，加工坐標系決定了程序原點，即程序的起點，也同時是數(shù)控機床加工的對刀點，刀路中的坐標值只在相對應的加工坐標系中有效。在進入UG加工環(huán)境的初始狀態(tài)下，工件的加工坐標系與絕對坐標系默認重合 (見圖8)，加工坐標系也可以根據(jù)加工需要進行調(diào)整，在加工環(huán)境下，插入→幾何體→進入“創(chuàng)建幾何體對話框”(見圖9、圖10)→選中“MCS”→確定，即可進入MCS設置對話框 (見圖11)，用戶即可根據(jù)需要進行MCS的設置。

圖8 加工坐標系默認與絕對坐標系重合

圖9 幾何體路徑

圖10 “創(chuàng)建幾何體”對話框

圖11 “MCS”對話框

在圖11的“MCS對話框”中還同時存在有加工參考坐標系RCS，在軟件中以XR、YR和ZR的形式存在。當加工區(qū)域從零件的一部分轉(zhuǎn)移到另外一部分時，參考坐標系用于定位非模型幾何參數(shù) (如起刀點、返回點、刀軸的矢量方向和安全平面等)，這樣可以減少參數(shù)的重新指定工作;當系統(tǒng)在進行加工初始化時，參考坐標系與加工坐標系一樣默認與絕對坐標系重合。

由此可見，目前UG NX中共存有絕對坐標系(ACS)、工作坐標系 (WCS)、基準坐標系 (基準CSYS)、加工坐標系 (MCS)及加工參考坐標系(RCS)，這5種坐標系，它們之間相互聯(lián)系也各盡其能，它們在對應的工作環(huán)境中，為軟件的功能增添了特色，為用戶的使用提供了便利。