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        基于NX軟件的坐標(biāo)系應(yīng)用研究

        2014-04-29 00:00:00蘇霞

        摘 要:隨著模型設(shè)計要求不斷提高,合理定義和利用工作坐標(biāo)系,使模型設(shè)計工作更加順暢。本文基于NX7.5軟件的平臺,介紹了工作坐標(biāo)系的概念和定義方法,并通過實例詳細(xì)說明了工作坐標(biāo)系分別在模型設(shè)計、裝配設(shè)計和二維工程圖環(huán)境下的具體應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞:坐標(biāo)系;定義方法;應(yīng)用實例

        中圖分類號:TS803.6

        坐標(biāo)系是用來說明質(zhì)點運動的快慢、方向,及定量地描述質(zhì)點的位置及位置變化的參考系統(tǒng)。在NX中,坐標(biāo)系采用的是笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)(Descartes Coordinates),遵守右手準(zhǔn)則,分為絕對坐標(biāo)系和工作坐標(biāo)系。絕對坐標(biāo)系(ACS:Absolute Coordinate System)只有一個,是在空間中設(shè)定的一個固定坐標(biāo)系,是不可移動的;工作坐標(biāo)系(WCS:Work Coordinate System)是由系統(tǒng)提供的,分別由紅、綠、藍(lán)三種不同顏色的軸來標(biāo)識,用戶可以根據(jù)需求建立工作坐標(biāo)系,一個模型文件可以建立并保存多個工作坐標(biāo)系位置,但工作狀態(tài)的工作坐標(biāo)系只有一個。通常,我們所說的定義坐標(biāo)系都是指定義工作坐標(biāo)系(如圖1)。

        1 WCS定義詳解

        (1)動態(tài)定義(Dynamics)

        點擊“Dynamics”定義命令,能顯示當(dāng)前活動的WCS所有的控制器??刂破饔腥N:①棕黃色圓球表示的是原點位置控制器,②軸向的黃色箭頭表示移動方向控制器,③黃色小圓球是旋轉(zhuǎn)控制器。使用鼠標(biāo)選擇相應(yīng)控制器,通過移動或旋轉(zhuǎn)得到一個新的工作坐標(biāo)系。當(dāng)選擇黃色箭頭時,會彈出“矢量構(gòu)造器”的窗口,軟件提供了多種矢量構(gòu)造方式輔助得到新的軸向位置。其中“兩點(Two Point)”和“與XC成一角度(At Angle to XC)”都是常用的方法。

        (2)原點定義(Origin)

        通過重新定義工作坐標(biāo)系的原點位置來定義工作坐標(biāo)系的位置。即工作坐標(biāo)系移動到新的坐標(biāo)原點,X、Y、Z三個軸方向不變,分別與原來的軸方向平行。“point”對話框彈出后,提示行會顯示,“選擇新的WCS原點”,使用點構(gòu)造器提供的方法來選擇新的原點位置,也可以設(shè)置原點的偏移參數(shù)生成新的坐標(biāo)系。其中“圓弧中心(Arc Center)”和“終點(End Point)”是常用的點構(gòu)造方法。

        (3)旋轉(zhuǎn)定義(Rotate)

        旋轉(zhuǎn)定義是指坐標(biāo)系原點不動的基礎(chǔ)上,通過坐標(biāo)軸之間的角度轉(zhuǎn)換,來實現(xiàn)新的工作坐標(biāo)系的方法。定義坐標(biāo)系的對話框提供六種軸之間旋轉(zhuǎn)的方法,其中的角度可以任意指定。對話框中左側(cè)羅列的是固定軸和旋轉(zhuǎn)時軸的轉(zhuǎn)換方式,右側(cè)是旋轉(zhuǎn)指定的角度。須先遵守右手準(zhǔn)則,判斷目標(biāo)旋轉(zhuǎn)的目的和轉(zhuǎn)換方式,再指定旋轉(zhuǎn)角度實現(xiàn)新坐標(biāo)系的定義。

        (4)定向定義(Orient)

        2 坐標(biāo)系的應(yīng)用

        2.1 坐標(biāo)系在模型設(shè)計中的應(yīng)用實例

        通過變換、編輯坐標(biāo)系,可以使模型設(shè)計過程更加快捷、準(zhǔn)確。如設(shè)計特征的陣列命令、齒輪漸開線生成的平面、螺旋線的起點等等都與坐標(biāo)系的應(yīng)用緊密相關(guān)。

        矩形陣列命令(如圖2)是根據(jù)XC軸和YC軸方向驅(qū)動相關(guān)參數(shù)的,須保證陣列特征的附著面在XC-YC面上。如圖3示例所示,如想實現(xiàn)矩形陣列實例圖3(b)中的兩個孔,需要把圖3(a)中坐標(biāo)系的X軸或Y軸其中的一個移到需要陣列的方向上。使用動態(tài)定義方法可實現(xiàn),先確定移動X軸或Y軸中的任意一個,再從矢量構(gòu)造器的下拉菜單中選擇“兩點”操作,選擇圖中坐標(biāo)原點為起點,右上角圓中心為終點,即確定X軸的位置得到新的坐標(biāo)。

        模型的導(dǎo)入、導(dǎo)出操作是與坐標(biāo)系有關(guān)聯(lián)的,如模型以“部件(part)”格式導(dǎo)出時,模型是依據(jù)工作坐標(biāo)系方位導(dǎo)出的,絕對坐標(biāo)系的方位不影響導(dǎo)出模型的方位;而模型以“parasolid”格式導(dǎo)出時,模型是依據(jù)絕對坐標(biāo)系的方位導(dǎo)出的,工作坐標(biāo)系方位不影響導(dǎo)出模型的方位。

        2.2 坐標(biāo)系在裝配設(shè)計中的應(yīng)用實例

        裝配設(shè)計中,軟件提供了四種“添加零組件”的定位方法:“絕對原點”、“選擇原點”、“通過約束”、“移動”。其中選擇“選擇原點”方式就是對“坐標(biāo)系定義”方式的選擇,點擊“應(yīng)用”后,彈出的窗口可以通過“點”類型的多種方式來準(zhǔn)確定位零組件坐標(biāo)原點放置的位置,既可以設(shè)置原零組件中的坐標(biāo)系與裝配文件的絕對坐標(biāo)系位置重合,也可以設(shè)置在任意一個指定的坐標(biāo)系位置。

        2.3 坐標(biāo)系在二維制圖中的應(yīng)用實例

        在使用非參數(shù)化的模型進(jìn)行工程制圖設(shè)計中,當(dāng)模型的正視圖投影方位與絕對坐標(biāo)系方位有角度偏差時,在二維制圖中投影視圖無法得到正視圖。解決方法中坐標(biāo)系依然發(fā)揮重要作用。首先依據(jù)實體上的元素建立參考基準(zhǔn)坐標(biāo)系,然后把模型視圖在二維制圖中投影出三視圖,測量出絕對坐標(biāo)系與基準(zhǔn)坐標(biāo)系三個軸角度與距離的偏差值,之后將模型分別旋轉(zhuǎn)和平移相應(yīng)的角度與距離,最終使模型工作坐標(biāo)系與絕對坐標(biāo)系完全重合,投影得到正視圖。

        在二維制圖標(biāo)注時發(fā)現(xiàn),模型二維軸測圖進(jìn)行標(biāo)注的結(jié)果是投影尺寸(圖5中“35.36”),而設(shè)計中必須對軸測圖標(biāo)注結(jié)果為真實尺寸(圖5中“50”)。由于系統(tǒng)默認(rèn)在XC-YC面上才能標(biāo)注尺寸值,所以需要變換坐標(biāo)系,將標(biāo)注的平面設(shè)置為工作坐標(biāo)系的XC-YC面。此實例標(biāo)注操作為:進(jìn)入二維軸測圖的“EXPAND”狀態(tài),選擇“定向定義”中常用的“原點、X點、Y點”類型,在模型邊緣上重新選擇新的原點、X軸、Y軸的位置,設(shè)置為圖中所示的位置后,再使用標(biāo)注尺寸工具進(jìn)行尺寸標(biāo)注就能得到如圖中所示的值為“50”的真實尺寸標(biāo)注效果。此處需要注意的是,一旦退出“EXPAND”狀態(tài)后再重新進(jìn)入,坐標(biāo)系的位置需要重新調(diào)整。

        3 結(jié)束語

        本文通過介紹NX坐標(biāo)系在不同設(shè)計模塊中的應(yīng)用實例,對工作坐標(biāo)系在模型設(shè)計中不同的應(yīng)用情況進(jìn)行了總結(jié),設(shè)計者需在模型設(shè)計中靈活地運用工作坐標(biāo)系來達(dá)到設(shè)計意圖。工作坐標(biāo)系是NX軟件進(jìn)行工程設(shè)計的重要組成部分,熟練應(yīng)用它,在幫助設(shè)計者開闊思路、提升設(shè)計水平、提高設(shè)計效率上有重要意義。

        參考文獻(xiàn):

        [1]洪如瑾編譯,鄧斌審校.UG NX6 CAD快速入門指導(dǎo)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009,1.

        [2]張方瑞主編,于鷹宇,韓冰副主編.UG NX入門精解與實戰(zhàn)技巧[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003,9.

        作者簡介:蘇霞(1982-),女,湖南株洲人,主管設(shè)計師,工程師,學(xué)士學(xué)位,研究方向:工程技術(shù)應(yīng)用。

        作者單位:中航工業(yè)航空動力機(jī)械研究所,湖南株洲 412002

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