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不可忽視機(jī)床數(shù)控基礎(chǔ)理論的研究

日期：2009年09月23　來源：本站原創(chuàng)　關(guān)鍵字：機(jī)床
    機(jī)床數(shù)控加工中從零件的計(jì)算機(jī)建模、了程分析、數(shù)控編程、插補(bǔ)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)、加工工藝過程自適應(yīng)診斷及控制、刀具運(yùn)動(dòng)干涉的檢測等，直到加工出合格的產(chǎn)品，每一環(huán)節(jié)都離不開黃學(xué)，力學(xué)、切削理論、測試?yán)碚摰闹С帧?br />     就機(jī)床數(shù)控加工中數(shù)學(xué)的應(yīng)用而言，從初等數(shù)學(xué)到運(yùn)算微積乃至計(jì)算幾何，涉及范圍很廣。機(jī)械零件的構(gòu)成大都為規(guī)則形體，如直線、平面、圓、橢圓、螺旋線、漸開線、雙曲線、球、橢球、螺旋面、螺旋漸開面、雙曲面等，這些形體在計(jì)算機(jī)內(nèi)都可用數(shù)學(xué)解析式表示出來：但像飛機(jī)、汽車、船體的外形、汽輪機(jī)葉片等形體是無法用解析式表達(dá)的。要實(shí)現(xiàn)這一類自由型曲面零件和產(chǎn)品的數(shù)控加工，必須建立符合精度要求的數(shù)學(xué)模式，包括相應(yīng)的插補(bǔ)形式。
    例如：在機(jī)床加工模具中的曲面時(shí)，如果其他環(huán)節(jié)都符合數(shù)控加工的要求，其CAM的數(shù)據(jù)處理只使用直線插補(bǔ)而不是圓弧插補(bǔ)或樣條曲線插補(bǔ)來模擬工件表面的曲線，機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)總是處在不停的加閑速過程中，就無法達(dá)到預(yù)定的進(jìn)給速度，從而限制切削效率的提高和生產(chǎn)成本的降低。目前許多CAM系統(tǒng)在輸出加工數(shù)據(jù)時(shí)，不僅支持標(biāo)準(zhǔn)的直線和圓弧插補(bǔ)，而且具有NURBS(非均勻有理B樣條曲線)插補(bǔ)功能。NURBS曲線己被STEP國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為CAD／CAM曲線曲面造型、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)形式。
    20世紀(jì)70年代，我國的數(shù)學(xué)前輩蘇步青先生創(chuàng)造了圓弧樣條擬合方法。在機(jī)床具有圓弧插補(bǔ)功能的數(shù)控系統(tǒng)中，采用圓弧樣條可以直接輸出圓弧信息，避免了用其他擬合方法還需進(jìn)行二次逼近處理的過程，減少了數(shù)控加工的誤差環(huán)節(jié)。我國的年輕學(xué)者們在自由曲線、曲面(包括NURBS)等方面的研究一直處于國際領(lǐng)先水平。在數(shù)控加工過程自適應(yīng)控制、排除刀具運(yùn)動(dòng)干涉等方面近年來不斷有新的成果推廣應(yīng)用。相信在這一領(lǐng)域不久會有新的突破。

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