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不可忽視機床數(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：機床
    機床數(shù)控加工中從零件的計算機建模、了程分析、數(shù)控編程、插補技術(shù)的實現(xiàn)、加工工藝過程自適應(yīng)診斷及控制、刀具運動干涉的檢測等，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、測試理論的支持。
    就機床數(shù)控加工中數(shù)學(xué)的應(yīng)用而言，從初等數(shù)學(xué)到運算微積乃至計算幾何，涉及范圍很廣。機械零件的構(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，這些形體在計算機內(nèi)都可用數(shù)學(xué)解析式表示出來：但像飛機、汽車、船體的外形、汽輪機葉片等形體是無法用解析式表達的。要實現(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)的插補形式。
    例如：在機床加工模具中的曲面時，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而不是圓弧插補或樣條曲線插補來模擬工件表面的曲線，機床的進給系統(tǒng)總是處在不停的加閑速過程中，就無法達到預(yù)定的進給速度，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，不僅支持標準的直線和圓弧插補，而且具有NURBS(非均勻有理B樣條曲線)插補功能。NURBS曲線己被STEP國際標準規(guī)定為CAD／CAM曲線曲面造型、計算機圖形學(xué)等領(lǐng)域的標準形式。
    20世紀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。在機床具有圓弧插補功能的數(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、排除刀具運動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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