论文-不同类型数学模型(典型件)在数控加工中的应用.doc

论文-不同类型数学模型(典型件)在数控加工中的应用.doc第一章概述
数控技术是指用数字化信号(记录在媒介上的数字信息及数字指令)对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术,简称NC(Numerical Control),它是自动化技术的基础和关键技术。数控加工技术是其中的一个分支,它根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序(简称为数控程序)。
数控加工编程技术的发展概况、目前状况及发展趋势
数控加工编程技术的发展概况
在1952年,美国帕麦斯(Parsons)公司和麻省理工学院(MIT)合作,研制成功世界上第一台以数字计算机原理为基础的数字控制(Numerical Control)三坐标铣床,很好地完成了直升飞机叶片轮廓检查样板的加工,从而开创了机械加工实现数字化控制的新纪元。经过几年的发展,在1955年,数字控制机床进入实用化阶段,它在复杂曲面的加工中起了重要的作用。数控加工技术的出现和应用,同时带动了相应数控加工编程技术的发展。在1953年,在美国空军的资助下,麻省理工学院电子系研究所在旋风I号电子计算机上实现了自动编程,这就是APT/I (Automatically Programmed Tools)自动编程系统,它是一种专门用于机械零件数控加工的自动编程语言,人们只需对零件的几何形状进行定义,并指定加工路线,计算机就会自动计算出加工的***路径,生成NC程序。这为计算机辅助数控自动编程和CAM技术进一步发展奠定了基础。
60年代的实验室研究,使计算机图形学得到长足的发展。1966年,出现了第一台供使用的图形显示装置。
70年代初期,以交互式图形操作为主要操作方式的CAD/CAM系统开始进入了早期的实用阶段,开始进入电子、船舶、机械、建筑、化工和轻纺等行业。这一时期典型的系统有美国洛克希德的CAD/CAM等。
80年代以来,随着计算机软、硬件的飞速发展和现代加工制造需求,进一步促进了计算机辅助技术在机械领域中的广泛应用。图形工作站(Workstation )的出现,为计算机辅助系统提供了强有力的计算和图形处理功能、直观图形显示和灵活的网络连接能力,使CAD/CAM系统集成成为一个强大的图形交互系统,这为CAD/CAM的集成技术的进一步发展提供了坚实的保障。如今,随着计算机技术的发展,CAD/CAM技术得到了广泛的应用,它已为企业提供了从设计到制造整体解决方案,使CAD/CAM完全成为机械行业必不可缺的工具。对于现代数控加工编程系统来说,它己与最初的那种采用批处理的方式,使用不便的编程工具不可同日而语,现己成为一个用户使用接口友好的交互式图形处理系统,它为用户提供了更强的加工编程和工艺处理功能。
数控加工编程技术的目前状况
第一代数控自动编程系统APT的出现和发展,为计算机数控自动编程的进一步发展打下坚实的基础,这也是CAM技术发展的雏形。在计算机辅助制造技术发展的初期,CAM ( Computer Aided Manufacturing)主要指计算机自动数控加工编程,经过几十年的发展,现在的计算机辅助制造技术所涉及的内容更多,它的覆盖面更广,除了自动编程外,它还涉及到加工仿真、加工测量,CAPP,FMS和CIMS等方面。在以下所说的数控编程系统,特指CAM技术中的数控自动编程部分,即狭义的CAM 。
以下从几个方面来概述现代CAM的几个主要特点。

从数控自动编程软件开发过程所使用的硬件平台看,它可分为四个发展阶段:

以大、中型机为主,运行平台昂贵,使用的成本高,只有极少数实力雄厚的大企业、科研单位才有能力涉及这种先进的技术,它的应用受到极大限制,且用户接口不友好。
b. 70年代
计算机硬件的性价比不断上升,以小型机为主的CAM系统进入市场。这时,CAM系统的价格相对便宜,使用和维护也较为方便,使CAM技术得到较快的发展,开始逐步应用于航空和机械等领域。此时的编程方式主要以APT语言自动编程为主,它以二维零件图纸为主要编程依据,以走刀轨迹为编程对象,解决了手工编程中无法解决的许多复杂零件的编程难题。
c. 80年代一90年代初、中期阶段
从80年代起,随计算机图形技术和硬件技术的发展,出现了专业图形工作站,它有很强的资料计算能力、图形处理能力和系统网络功能。以图形工作站为基础,构成了功能越来越强的新一代的加工编程系统—图形交互式编程系统。它以计算机辅助设计(CAD)软件为基础,首先形成零件的图形文件,然后在调用数控编程模块,自动编制加工程序,同时可动态显示***的加工轨迹。其特点是速度快、精度高、直观性好、使用简便。图形交互式系统的出现进一步推动了计算机辅助技术的发展,为企业提供了从设计到制造的一体解决方案,使CAM的应用进一步普及。