一種基于軟件尋位的數(shù)控加工技術的幾點思考

【摘要】隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國在數(shù)控加工這一方面也得到了快速的發(fā)展。傳統(tǒng)的數(shù)控定位加工技術已經(jīng)不能夠滿足數(shù)控加工在機械制造行業(yè)中的需求，根據(jù)傳統(tǒng)的數(shù)控定位加工技術中存在的不足與缺陷，提出了一種基于軟件尋位的數(shù)控加工技術，這一種數(shù)控加工技術提高了機械加工中的效率與質量，促進了數(shù)控加工這一方面的發(fā)展。

【關鍵詞】軟件尋位；數(shù)控；加工技術

隨著我國科學技術的深入發(fā)展，我國機械制造行業(yè)在發(fā)展過程中面臨著新的挑戰(zhàn)。一種基于軟件尋位的數(shù)控加工技術在機械制造行業(yè)中得到了廣泛的應用，軟件尋位加工這一技術能夠有效的對被加工機械工件進行定位，在這一基礎之上對機械工件進行加工，不僅僅提高了機械加工中的效率與質量，還促進了機械加工這一方面的發(fā)展。

一、軟件尋位數(shù)控加工技術的概述

機械工件加工，是機械制造行業(yè)中的一個重要環(huán)節(jié)，一種基于軟件尋位的數(shù)控加工技術，是機械加工發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。軟件尋位加工這一技術，是指在還沒有對機械工件進行加工之前，不規(guī)定機械工件應該處于一個精確地位置，所以在加工中也不需要相應的精密夾具對其進行保護，只需要將被加工機械工件固定在相應的機床工作臺上，然后進行加工的一種技術。

機械制造行業(yè)中傳統(tǒng)的加工技術都以先定位、再加工為基礎，這就需要在對相關的機械工件進行加工時對其進行精確的定位，怎樣按照機械加工中的加工工藝以及設計的要求，在對機械工件進行加工時實現(xiàn)精確的定位，這是確保機械工件在加工之后成為合格產(chǎn)品的前提，一般解決這個問題的方法有兩種，一種是在機械工件還為進行加工時，對其設計精密的夾具；另一種是機械工件加工人員在對機械工件進行加工的過程中，對機械工件進行精確的定位。這兩個種方式都存在著一定的問題，例如：對機械工件設計相關的精密夾具時，精密夾具的設計、制作所需要花費的時間、精力非常的多，而且需要使用的資金成本也比較多；機械工件加工人員對機械工件進行定位時，很難達到較高的精度，而且在定位的過程中所需要的花費的時間與精力也非常的多，這些在很大程度上降低了機械工件在加工中的效率與質量。

二、基于軟件尋位的數(shù)控加工技術中機械工件尋位中存在的難題

在機械工件的加工過程中，想要實現(xiàn)軟件尋位加工這一技術，首先就要解決以下的問題：如何有效的對還沒有進行精確定位處理，就已經(jīng)在工作臺上固定的機械工件的實際狀態(tài)進行準確的確定。在機械加工過程中，有不同類型的加工，例如：鉆、銑、鏜等一系列類型的加工，軟件尋位加工技術的關鍵就在于找出機械工件中設計坐標系和加工坐標系這兩者之間的關系。

設計坐標系和加工坐標系，這兩者之間的關系能夠用齊次變換矩陣T來對其進行表示，為了得出T，第一步就是在機械工件上取m個可以進行測量的點，機械工件上所取得的測量點不能低于6個，測量點用Pi表示，與此同時在機械工件的CAD模型中尋找到了m個相對應的點，用Q來表示，將這些綜合起來形成了一個目標形式的函數(shù)式子，如圖所示。

依據(jù)最小二乘這一原理，對變換矩陣T進行確定。

但是這直觀的求解過程，在現(xiàn)實的機械工件尋位中難以實現(xiàn)，主要體現(xiàn)在大范圍的尋位情況下，想要了解CAD模型的表面與實測點之間的對應性，憑借上述式子中機械工件上m個測量點所提供的數(shù)據(jù)信息是難以進行了解的，必須收集到相關機械工件表面上大量具體的信息，這就導致問題的出現(xiàn)。為了有效的解決這一問題，可以將微觀與宏觀結合起來進行遞階尋位，遞階尋位這一種方式是把變換矩陣T，劃分為兩個部分，一個部分是微觀精變換陣TF，另一個部分是宏觀粗變換陣TR，則T=TR·TF，就這個式子分別對TR與TF進行求解，然后獲取T。

在這一遞階尋位方式中，首先對大范圍宏觀粗尋位TR進行求解，大范圍粗尋位中對于精度的要求不高，速度是大范圍粗尋位中的主要目標。所以，在對隨機固定在相關工作臺上的機械工件中的宏觀輪廓數(shù)據(jù)信心進行獲取時，要使用經(jīng)濟型的無接觸式傳感器，這樣能夠在很大程度上提升數(shù)據(jù)信息的獲取速度，在對大范圍粗變換矩陣進行確定的過程中，可以運用模式識別等一系列確定的方法。其次對微觀精尋位TF進行求解時，可以利用已經(jīng)解答出來的宏觀粗變換陣TR所蘊含的數(shù)據(jù)信息對其進行解答。首先利用宏觀粗變換陣TR中的坐標系對機械工件CAD模型在坐標上進行變換，使機械工件CAD模型更符合現(xiàn)實中的機械工件，這樣有效的使現(xiàn)實機械工件中的表面與CAD模型的表面，在對應關系這一層面上更加的明確，可以根據(jù)CAD模型表面上的位置，對實際機械模型的表面位置進行確定，這在很大程度上促進了對機械工件表面位置的確定，而且還形成了相關測量控制程序以及測量的計劃，按照控制程序對機床的運動進行有效的控制，使用精密的測量探頭對微觀精尋位TF進行精確的測量，微觀精尋位TF中的測量點只有m個，所以在對微觀精尋位TF進行測量的時候，能夠快速的完成測量任務。

三、結語

機械制造行業(yè)中基于軟件尋位這一項數(shù)控加工技術的出現(xiàn)，很好的解決了精密夾具與機械加工人員在機械工件加工中存在的一些問題，對于機械工件的加工有著十分重要的意義。

參考文獻

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作者簡介

甘志軍 性別：男 出生年月：1981.08學歷：本科 職稱：講師單位：寧波技師學院 單位所在省市：浙江寧波市，研究方向：數(shù)控加工技術，CAD/CAM應用，數(shù)控機床加工誤差分析與故障診斷。