数控加工刀位轨迹优化处理(7)

1 绪 论

1.1 课题的来源与研究目的、意义

1.1.1 课题的来源

本课题来源于国家科技重大专项《高档数控机床与基础制造装备》中的“开放式全数字中高档数控装置” (课题编号2009ZX04009-011)、基于多种国产CPU芯片的跨平台中高档数控装置（课题编号2009ZX04009-021）和 “高档数控系统系统关键共性技术创新平台”（课题编号2010ZX04017-011）。

1.1.2 研究的目的和意义

随着数控技术理论的高速发展，用于模具制造业的数控加工技术有着向高速高精加工方向发展的趋势[1]。模具制造业中常见的复杂曲面工件等精密工件对加工工艺有着高效率，高精度的工艺需求[2]。应用于模具零件设计加工制造的数控技术与用于其他普通工件的相比而言，由于模具工件表面为复杂曲面、表面光洁度要求高等特殊性质，数控技术的应用有着如下新特点：

（1）加工程序G代码由CAM软件生成

模具工件表面通常为自由构造曲面，拥有复杂的曲面信息[3]。传统的依靠人工编写G代码加工程序方式不适用与模具加工。模具工件设计加工制造的流程通常是先用CAD软件完成模具几何模型的表达，由于目前大多数传统数控系统仅提供直线插补和圆弧插补功能，CAM软件必须将理论刀位轨迹离散为数量巨大的短直线段轨迹以供数控系统加工使用[4,5]。图1.1表现了CAD、CAM系统与传统CNC系统间的关系。CAD、CAM系统对工件模型的参数曲线或自由形式曲线做刀具半径补偿得到理论刀位轨迹，然后将理论刀位轨迹分割为短直线段形式的连续小段。这些连续小段可直接作为运动控制指令传送给CNC系统用来加工设计的曲线和曲面[6]。数控系统的G01指令可以直接使用上述CAM系统分割而成的连续小段轨迹用于加工。数控系统的插补器对接收到的控制指令进行插补运算，输出运动控制系统的进给量。