“将复杂的、非线性的方程求解,转化为简单的、基于‘角度增量’的极坐标系计算。每一次计算,我们只让角度增加一个微小的‘Δθ’,新的X、Y坐标,通过简单的三角函数就能瞬间得出。这对计算机来说,是最高效、最直接的运算!”
这番话如同一道惊雷,在NC小组所有人的脑海中炸响!他们之前一头扎进了方程的牛角尖,却忘了圆最原始、最纯粹的定义。
李晓宇没有停下,他接着抛出了一个更具前瞻性的思想:“这还不够。为了追求极致的平滑和高速,我们还必须引入‘前瞻控制(Look-ahead Control)’的思想。”
“前瞻控制?”林涛喃喃自语,这个词对他来说,既熟悉又陌生。
“对。”李晓宇在白板上画出了一条由直线、圆弧、再接直线的复杂轨迹。“现在的控制器,是走一步,看一步。它执行完A指令,才去读取B指令。如果A和B之间速度变化巨大,比如从高速直线突然进入一个慢速的小圆弧,电机必然会产生巨大的冲击和振动,轨迹也绝不会平滑。”
“所谓‘前瞻’,就是让我们的系统,像一个优秀的赛车手。他绝不是盯着自己的车头在开车,而是把目光投向前方几十米甚至上百米远的弯道。他会提前预读后面几十个,甚至几百个程序段,提前知道路径的变化,从而进行全局的速度规划。在进入弯道前,平滑地减速;在冲出弯道后,平滑地加速。这样,才能实现真正的高速、高精、高平滑度的加工。”
李晓宇的话,如同一道璀璨的光,不仅照亮了NC小组前进的道路,更是为整个“女娲”系统的未来,描绘出了一幅无比壮丽的蓝图。
会议室里鸦雀无声,所有人都被李晓宇所描绘的这套算法哲学深深震撼了。这已经完全超越了“解决问题”的层面,而是在构建一个全新的、优雅的、高效的运动控制理论体系。
“我明白了!”林涛的眼睛里重新燃起了火焰,那是一种找到方向后的兴奋和坚定,“我们立刻推倒重来!”
又是一个不眠不休的星期。 整个NC小组仿佛进入了一种“疯魔”的状态,他们在白板上、在草稿纸上,推演着全新的算法逻辑。极坐标、角度增量、速度前瞻、S型曲线加减速……一个个全新的概念,被逐步整合进了底层的代码之中。
当林涛将全新的、融入了李晓宇思想精髓的圆弧插补算法,加载到系统中进行最终测试时,整个联合调试实验室的气氛,比上一次测试直线时,还要紧张百倍。
深夜,陈浩坐在电脑前,手指微微颤抖地输入了一段复杂的G代码。这段代码里,包含了高速直线(G01)、顺时针圆弧(G02)、逆时针圆弧(G03)的复杂联动指令,甚至还有一段需要X、Y、Z三轴同时运动,才能实现的螺旋线下刀指令。
“开始!”
随着林涛一声令下,陈浩敲下了回车。
这一次,电机发出的不再是之前断断续续的悲鸣,而是一阵比直线行走时更加和谐、更加悦耳的合鸣声!那声音里,带着一种行云流水般的顺畅,仿佛一曲由精密机械演奏的交响乐。
试验台上的那支红色记号笔,动了。
它如同被一位无形的、顶级的画师所操控,笔尖在白纸上翩翩起舞。 它先是划出一道凌厉的直线,紧接着,在速度丝毫不减的情况下,以一个肉眼难以察觉的平滑过渡,切入了一段完美的顺时针圆弧。紧接着,又以一个反向的切点,无缝衔接上了一段逆时针的S型曲线。
所有人都瞪大了眼睛,嘴巴不自觉地张开,几乎忘记了呼吸。
最震撼的一幕,发生在执行螺旋线指令时。只见那笔尖,在保持X-Y平面完美圆形轨迹的同时,Z轴同步匀速下降。它在空中,行云流水般地,画出了一道精准无比的、不断下探的红色螺旋线!
这已经不是简单的二维绘图了,这是真正的三维空间联动控制!
当最后一个指令执行完毕,笔尖轻轻抬起,在白纸的终点,留下一个清晰的印记。整个过程,一气呵成,没有任何停顿和抖动。
白纸上,留下了一幅由直线、圆弧、螺旋线构成的复杂而又优美的几何图形。每一段轨迹,都像是用圆规和直尺精雕细琢而成,平滑、精准、完美!
“成功了……我们做到了!!” 短暂的寂静之后,是比上一次更加猛烈的欢呼。林涛这位铁打的汉子,再也控制不住自己的情绪,一把抱住身边的李晓宇,声音都哽咽了:“晓宇,我们……我们真的做到了!”
至此,“女娲”数控系统最核心、最基础、也是最关键的运动控制能力,已初步构建完成!
然而,就在所有人都沉浸在巨大的喜悦和成就感中时,李晓宇却轻轻地拍了拍林涛的肩膀,给这盆火热的激情,浇上了一盆冷静的“凉水”。
“大家先别高兴得太早。”他指着那台刚刚创造了奇迹,此刻正安静停泊的试验台,用一种异常平静的语气说道,“看看它,像什么?”
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