坐標(biāo)系是用來說明質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢、方向,及定量地描述質(zhì)點(diǎn)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),遵守右于準(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(gè),是在空間中設(shè)定的一個(gè)固定坐標(biāo)系,是不可移動(dòng)的;工作坐標(biāo)系(WCS:WorkCoordinate 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(shí),用戶可以根據(jù)需求建立工作坐標(biāo)系,一個(gè)模型文件可以建立并保存多個(gè)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(gè)。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)。
圖1 工作坐標(biāo)系
1 WCS定義詳解
通過選擇“格式”→WCS命令可以打丌工作坐標(biāo)系的定義選項(xiàng):
1.1 動(dòng)態(tài)定義(Dynamics)
點(diǎn)擊“Dynamics”定義命令,能顯示當(dāng)前活動(dòng)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(diǎn)位置控制器,②軸向的黃色箭頭表示移動(dòng)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(dòng)或旋轉(zhuǎn)得到一個(gè)新的工作坐標(biāo)系。當(dāng)選擇黃色箭頭時(shí),會(huì)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(diǎn)(Two Point)”和“與XC成一角度(At Angle to XC)”都是常用的方法。
1.2 原點(diǎn)定義(Origin)
通過重新定義工作坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置來定義工作坐標(biāo)系的位置。即工作坐標(biāo)系移動(dòng)到新的坐標(biāo)原點(diǎn),X、Y、Z三個(gè)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(huì)顯示,“選擇新的WCS原點(diǎn)”,使用點(diǎn)構(gòu)造器提供的方法來選擇新的原點(diǎn)位置,也可以設(shè)置原點(diǎn)的偏移參數(shù)生成新的坐標(biāo)系。其中“圓弧中心(ArcCenter)”和“終點(diǎn)(End Point)”是常用的點(diǎn)構(gòu)造方法。
1.3 旋轉(zhuǎn)定義(Rotate)
旋轉(zhuǎn)定義是指坐標(biāo)系原點(diǎn)不動(dòng)的基礎(chǔ)上,通過坐標(biāo)軸之間的角度轉(zhuǎn)換,來實(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)新坐標(biāo)系的定義。
1.4 定向定義(Orient)
定向定義是一個(gè)利用坐標(biāo)系構(gòu)造器CSYS(Coordinate System Constructor)來實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系定位的方法。坐標(biāo)系構(gòu)造器提供了多種構(gòu)造方法,下面介紹幾種最常用的坐標(biāo)系構(gòu)建步驟:
原點(diǎn)、X點(diǎn)、Y點(diǎn)(Origin,X-Point,Y-Point)。依次在模型上指定原點(diǎn)、X軸正向上一點(diǎn)、Y軸正向上一點(diǎn),即構(gòu)造了一個(gè)坐標(biāo)系,其Z軸的正向?qū)从沂址▌t建立。
X軸,Y軸(X-Axis,Y-Axis)。依次在模型上指定X軸線、Y軸線,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷兩軸延長相交的交點(diǎn)為原點(diǎn)。
三平面(Three Planes)。依次在圖形上選擇3個(gè)平面,產(chǎn)生的坐標(biāo)系將以3個(gè)平面的交點(diǎn)為原點(diǎn)。面之間的相交軸為X、Y、Z三軸。
2 坐標(biāo)系的應(yīng)用
2.1 坐標(biāo)系在模型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例
通過變換、編輯坐標(biāo)系,可以使模型設(shè)計(jì)過程更加快捷、準(zhǔn)確。如設(shè)計(jì)特征的陣列命令、齒輪漸丌線牛成的平面、螺旋線的起點(diǎn)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(dòng)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(shí)現(xiàn)矩形陣列實(shí)例圖3(b)中的兩個(gè)孔,需要把圖3(a)中坐標(biāo)系的X軸或Y軸其中的一個(gè)移到需要陣列的方向上。使用動(dòng)態(tài)定義方法可實(shí)現(xiàn),先確定移動(dòng)X軸或Y軸中的任意一個(gè),再從矢量構(gòu)造器的下拉菜單中選擇“兩點(diǎn)”操作,選擇圖中坐標(biāo)原點(diǎn)為起點(diǎn),右上角圓中心為終點(diǎn),即確定X軸的位置得到新的坐標(biāo)。
圖2 矩形陣列命令窗口
圖3 矩形陣列實(shí)例
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(shí),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(shí),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(jì)中的應(yīng)用實(shí)例
裝配設(shè)計(jì)中,軟件提供了四種“添加零組件”的定位方法:“絕對原點(diǎn)”、“選擇原點(diǎn)”、“通過約束”、“移動(dòng)”。其中選擇“選擇原點(diǎn)”方式就是對“坐標(biāo)系定義”方式的選擇,點(diǎn)擊“應(yīng)用”后,彈出的窗口可以通過“點(diǎn)”類型的多種方式來準(zhǔn)確定位零組件坐標(biāo)原點(diǎn)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(gè)指定的坐標(biāo)系位置。
在裝配件的爆炸圖設(shè)計(jì)中(圖4),也需要根據(jù)坐標(biāo)系的方位來控制零組件的移動(dòng)。如圖4(a)中的棕色零件需要移動(dòng)到圖4(b)所示的方位時(shí),需要先將工作坐標(biāo)系定義在如圖4(a)所示的方位,選擇“編輯爆炸圖”命令,點(diǎn)選棕色零部件,再點(diǎn)擊“移動(dòng)對象”,彈出動(dòng)態(tài)坐標(biāo)系,通過控制動(dòng)態(tài)坐標(biāo)系上的控制點(diǎn)或輸入旋轉(zhuǎn)角參數(shù),最后將爆炸視圖零件移動(dòng)到圖4(b)所示的方位。
圖4 裝配件實(shí)例
2.3 坐標(biāo)系在二維制圖中的應(yīng)用實(shí)例
在使用非參數(shù)化的模型進(jìn)行工程制圖設(shè)計(jì)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(shí),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(shí)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(gè)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(shí)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(jì)中必須對軸測圖標(biāo)注結(jié)果為真實(shí)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(shí)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(diǎn)、X點(diǎn)、Y點(diǎn)”類型,在模型邊緣上重新選擇新的原點(diǎn)、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(shí)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。
圖5 軸測圖的標(biāo)注
3 結(jié)束語
本文通過介紹NX坐標(biāo)系在不同設(shè)計(jì)模塊中的應(yīng)用實(shí)例,對工作坐標(biāo)系在模型設(shè)計(jì)中不同的應(yīng)用情況進(jìn)行了總結(jié),設(shè)計(jì)者需在模型設(shè)計(jì)中靈活地運(yùn)用工作坐標(biāo)系來達(dá)到設(shè)計(jì)意圖。工作坐標(biāo)系是NX軟件進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的重要組成部分,熟練應(yīng)用它,在幫助設(shè)計(jì)者丌闊思路、提升設(shè)計(jì)水平、提高設(shè)計(jì)效率上有重要意義。
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本文標(biāo)題:基于NX軟件的坐標(biāo)系應(yīng)用研究
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