2 GNC系统的硬件组成

3 零件几何信息的输入和图形生成

1. 零件几何信息的输入
   用户自左至右依次输入零件各段的参数并确定其连接特性后，系统能准确地求出相互间的交点坐标，并“记住”相关几何信息(如各段的线型特征、圆弧的顺逆、各段间是否相切等)。在零件中若有非圆曲线(抛物线、椭圆)，系统则采用“变间距直线逼近法”求出其节点坐标值，并将该值放入一数组中储存起来。几何信息输入完毕后，系统会将所得的数据放在一用户指定的文件中，以便后置处理时使用。
   非圆曲线的处理方法(以椭圆为例)：
   本系统采用“变间距直线逼近法”，该方法与传统的“等间距法”相比具有明显的优越性。传统的“等间距法”是将非圆曲线所在的区间平均细分为n份，即将曲率半径较大的地方也依曲率半径较小的地方分成同样大小的子区间。这样反应到数控机床上就是不必要的多走刀，效率很低。而变间距法则能较好地处理这一问题。具体方法如图3所示。
   

   
   图3 变间距直线逼近法

   根据已知的参数方程求出Y＝F(X)的表达式：(X-X_c)²/R₁²+(Y-Y_c)²/R₂²=1，将指定区间se分成n份，根据求得的间距DX求出X_i，将所得的X_i代入Y＝F(X)即可求出一系列的(X_i，Y_i)，即为每个线段终点坐标，并以该坐标值或对应的刀心坐标值编制直线程序段。算至p点，若发现不满足精度要求，则将pe区间分得更细，依次进行，直到全部满足精度要求为止。
   误差检验方法如图3所示。MN为试算后的某一段逼近线段，MN平行于MN且到MN的距离为D(用户给定)，可得MN及MN的方程：
   M N：AX+BY+C＝0
   MN：AX+BY=C±d[(A²+B²)]^½
   求解联立方程，当MN和(X-X_c)²/R₁²+(Y-Y_c)²/R₂²=1两者有交点时，说明需再次细分区间，以减小DX的值(即增加所分的区间数n)，直到两者无交点为止。
   D的允许值，一般取零件公差的1/5或1/10，本系统推荐D的允许值在0.001mm以内。
2. 零件几何图形的生成
   VB(Visual Basic)提供了较为丰富的画图指令，因而在知道相关参数的情况下，能较为轻松地生成零件的图形。直线和圆弧直接利用“Line”和“Circle”命令。遇到非圆曲线时，将采用变间距直线逼近法求出非圆曲线的节点，依次用直线连接起来，即可近似地得到非圆曲线。

4 数控加工模拟

图4 需去除的金属形状5种类型

图5 动态模拟图

5 数控代码的生成

6 结论