算程序要不要过滤？

jeanker

今天真是高兴啊，因为这张帖子获得林斑大的青睐，我这个2002年的老会员终于升助工了。哈哈哈哈！
因为高兴，所以将这个回帖当新贴来发表了。以示庆贺，同时谢谢林斑大。哈哈哈哈哈！

        先要弄清楚一个问题：为什么程序要过滤？或者说程序过滤有什么好处？
        要弄清楚这个问题我们先来研究一下程序是怎么生成的。
        就目前的自动控制科技来说，机床只能走直线（G00，G01）和圆弧（G02，G03）。如果是老一点的控制器的话，连不在XY，XZ，YZ平面上的圆弧都走不出来（MCAM程序过滤时也只能在这3个平面上产生圆弧）。如果要走一条曲线的话怎么办呢？
        我们的编程软件会用微积分的原理，用无数条小段的直线去逼近拟和这条曲线（所有的CAM软件只能用直线去拟和，在数学上还有抛物线、圆锥曲线、圆弧、N次方曲线等方式去拟和），每条直线的两个端点都在曲线上，直线与此段直线范围内的曲线玄高之间的差就是误差值。那么小直线的长短、多少就决定于我们设定的误差值。当误差值足够小时，人的感官就无法分辨其与真实曲线之间的差别了，我们就认为这些直线的组合已经近似于真实曲线了。走曲面刀路的原理也是一样的，每条曲面刀路就是在走一条空间的不规则曲线。
        但是这样有一个缺点，那就是在曲线拐弯比较急的地方需要产生很多条小直线才能保证误差不过大，那么生成NC程序后，此处的数据量将极大。而老一点的机床的数据传送率只有每秒9600字节，当机床很快的走完几段直线后（因为每段直线都很短），就停下来，等待控制器接收完数据后再给他下指令。这就是我们经常遇到的机床一顿一顿的原因。
        以前，因为机床控制器发展缓慢的原因，这种问题只能通过编程软件加以解决了。那就是通过程序过滤。其原理就是用圆弧线条（在我们规定的误差范围内），再去逼近拟和这些小直线，将几条或者多条小直线变成一段圆弧线条（根据机床的实际性能，我们还要设定最小、最大圆弧半径值）。过滤后的刀路数据可以明显降低很多，这就解决了机床数据传输率低的瓶颈问题。但是这样又加大了与实际曲线间的误差（在MCAM的过滤对话框里有过滤误差、切削误差、总体误差3项设定）。因此理论上讲，过滤后的程序不如没过滤的精确、平顺。如果将过滤误差和切削误差设得很小（小于0.005），MCAM计算起来就很吃力了。小面、少面还勉强，大面、多面就会很影响编程师的工作效率了。
       现在，普通机床的数据传输率已经提高到了38400字节/秒，是以前的4倍，高速机控制器已经采用内置硬盘来传输数据，其数据传输率与PC机的硬盘外部数据传输40M/S相差无几，已经不存在数据传输率低的瓶颈了。
       但是机床还有一个机械瓶颈存在，那就是伺服电机的响应速度、导轨的摩擦系数。机械的改进是很难的，成本是很高。高速机因为换装了带刹车的高性能电机，有些还采用了线轨，甚至全闭环系统，已经很好的解决了这方面的问题，但是普通机因为成本的原因，目前还无法改善。
       所以，我认为，只要你的机床性能够好，出程序完全不用再过滤了。

       当然，现在普通机床在走小段直线时还会有一顿一顿的现象，那是因为机床的机械瓶颈依然存在，电机、工作台的运行定位太频繁，已经超出了其性能极限所导致的。所以程序过滤还是有其用武之地的。
       具体问题要具体分析嘛。

[ 本帖最后由 jeanker 于 2007-6-29 11:55 编辑 ]

屁颠屁颠

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