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數(shù)控銑床技術(shù)淺談
（作者未知） 2010/6/21
（接上頁），在仿真中應(yīng)用受到限制�，F(xiàn)代的數(shù)字計算機已具有很高的速度，某些專用的數(shù)字計算機的速度更高，已能滿足大部分系統(tǒng)的實時仿真的要求，由于軟件、接口和終端技術(shù)的發(fā)展，人機交互性也已有很大提高。因此數(shù)字計算機已成為現(xiàn)代仿真的主要工具。混合計算機把模擬計算機和數(shù)字計算機聯(lián)合在一起工作，充分發(fā)揮模擬計算機的高速度和數(shù)字計算機的高精度、邏輯運算和存儲能力強的優(yōu)點。但這種系統(tǒng)造價較高，只宜在一些要求嚴格的系統(tǒng)仿真中使用。除計算機外，仿真硬件還包括一些專用的物理仿真器，如運動仿真器、目標仿真器、負載仿真器、環(huán)境仿真器等。仿真軟件包括為仿真服務(wù)的仿真程序、仿真程序包、仿真語言和以數(shù)據(jù)庫為核心的仿真軟件系統(tǒng)。
5. 仿真方法
仿真方法主要是指建立仿真模型和進行仿真實驗的方法，可分為兩大類：連續(xù)系統(tǒng)的仿真方法和離散事件系統(tǒng)的仿真方法（見仿真方法）。人們有時將建立數(shù)學模型的方法也列入仿真方法，這是因為對于連續(xù)系統(tǒng)雖已有一套理論建模和實驗建模的方法，但在進行系統(tǒng)仿真時，常常先用經(jīng)過假設(shè)獲得的近似模型來檢驗假設(shè)是否正確,必要時修改模型,使它更接近于真實系統(tǒng)。對于離散事件系統(tǒng)建立它的數(shù)學模型就是仿真的一部分。
6. 仿真技術(shù)
仿真技術(shù)得以發(fā)展的主要原因，是它所帶來的巨大社會經(jīng)濟效益。50年代和60年代仿真主要應(yīng)用于航空、航天、電力、化工以及其他工業(yè)過程控制等工程技術(shù)領(lǐng)域。在航空工業(yè)方面，采用仿真技術(shù)使大型客機的設(shè)計和研制周期縮短20％。利用飛行仿真器在地面訓練飛行員，不僅節(jié)省大量燃料和經(jīng)費（其經(jīng)費僅為空中飛行訓練的十分之一），而且不受氣象條件和場地的限制。此外，在飛行仿真器上可以設(shè)置一些在空中訓練時無法設(shè)置的故障，培養(yǎng)飛行員應(yīng)付故障的能力。訓練仿真器所特有的安全性也是仿真技術(shù)的一個重要優(yōu)點。在航天工業(yè)方面，采用仿真實驗代替實彈試驗可使實彈試驗的次數(shù)減少80％。在電力工業(yè)方面采用仿真系統(tǒng)對核電站進行調(diào)試、維護和排除故障，一年即可收回建造仿真系統(tǒng)的成本�，F(xiàn)代仿真技術(shù)不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)的工程領(lǐng)域，而且日益廣泛地應(yīng)用于社會、經(jīng)濟、生物等領(lǐng)域，如交通控制、城市規(guī)劃、資源利用、環(huán)境污染防治、生產(chǎn)管理、市場預(yù)測、世界經(jīng)濟的分析和預(yù)測、人口控制等。對于社會經(jīng)濟等系統(tǒng)，很難在真實的系統(tǒng)上進行實驗。因此，利用仿真技術(shù)來研究這些系統(tǒng)就具有更為重要的意義。
7. 仿真技術(shù)發(fā)展方向
發(fā)展方向是在仿真硬件方面，從60年代起采用數(shù)字計算機逐漸多于模擬計算機�；旌嫌嬎銠C系統(tǒng)在70年代一度停滯不前，80年代以來又有發(fā)展的趨勢，由于小型機和微處理機的發(fā)展，以及采用流水線原理和并行運算等措施，數(shù)字仿真運算速度的提高有了新的突破。例如利用超小型機 VAX 11-785和外圍處理器AD-10聯(lián)合工作可對大型復(fù)雜的飛行系統(tǒng)進行實時仿真。在仿真軟件方面，除進一步發(fā)展交互式仿真語言和功能更強的仿真軟件系統(tǒng)外，另一個重要的趨勢是將仿真技術(shù)和人工智能結(jié)合起來，產(chǎn)生具有專家系統(tǒng)功能的仿真軟件。仿真模型、實驗系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜程度都在不斷地增長，對它們的有效性和置信度的研究將變得十分重要。同時建立適用的基準對系統(tǒng)進行評估的工作也日益受到重視。
從工程的角度來看，仿真就是通過對系統(tǒng)模型的實驗去研究一個已有的或設(shè)計中的系統(tǒng)。分析復(fù)雜的動態(tài)對象，仿真是一種有效的方法，可以減少風險，縮短設(shè)計和制造的周期，并節(jié)約投資。計算機仿真就是借助計算機，利用系統(tǒng)模型對實際系統(tǒng)進行實驗研究的過程。它隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而迅速地發(fā)展，在仿真中占有越來越重要的地位。計算機仿真的過程可通過圖1所示的要素間的三個基本活動來描述：
8. 建�；顒�
建�；顒邮峭ㄟ^對實際系統(tǒng)的觀測或檢測，在忽略次要因素及不可檢測變量的基礎(chǔ)上，用物理或數(shù)學的方法進行描述，從而獲得實際系統(tǒng)的簡化近似模型。這里的模型同實際系統(tǒng)的功能與參數(shù)之間應(yīng)具有相似性和對應(yīng)性。
數(shù)控機床加工零件是靠數(shù)控指令程序控制完成的。為確保數(shù)控程序的正確性，防止加工過程中干涉和碰撞的發(fā)生，在實際生產(chǎn)中，常采用試切的方法進行檢驗。但這種方法費工費料，代價昂貴，使生產(chǎn)成本上升，增加了產(chǎn)品加工時間和生產(chǎn)周期。后來又采用軌跡顯示法，即以劃針或筆代替刀具，以著色板或紙代替工件來仿真刀具運動軌跡的二維圖形（也可以顯示二維半的加工軌跡），有相當大的局限性。對于工件的三維和多維加工，也有用易切削的材料代替工件（如，石蠟、木料、改性樹脂和塑料等）來檢驗加工的切削軌跡。但是，試切要占用數(shù)控機床和加工現(xiàn)場。為此，人們一直在研究能逐步代替試切的計算機仿真方法，并在試切環(huán)境的模型化、仿真計算和圖形顯示等方面取得了重要的進展，目前正向提高模型的精確度、仿真計算實時化和改善圖形顯示的真實（未完，下一頁）
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