59、数控技术中的数据处理与用户界面

数控技术中的数据处理与用户界面

一、数字化测量中的数据问题

在对物体几何形状进行数字化处理时，存在着一些普遍的问题，其中数据量是一个关键因素。随着模型尺寸的增大，采样所需的内存也会相应增加，理论上这个需求是没有上限的。而且常规的CAD系统并不适合处理数字化过程中产生的大量数据，因为CAD系统通常是通过体积信息或物体边缘来描述几何形状，这样能更高效地建模。因此，需要有效的数据缩减方法，在不损失模型信息的前提下，尽量减少数据量。

以触觉采样系统为例，在测量时，由于探头尖端的尺寸是有限的，实际所需的探头尖端与物体表面的接触点和测量得到的位置是不同的。测量得到的是与实际工件轮廓等距离的位置，这个等距离由探头尖端半径和触针的偏移量决定。所以，必须通过“探头尖端半径校正”来计算这些等距离，从而确定真实的工件轮廓。

二、数据缩减方法

顺序采样传感器系统的标准数据缩减方法，是在采样过程中检查数据缩减所导致的路径误差是否仍在允许的公差范围内。这就需要定义公差带，公差带的形状取决于所选择的插值方法，常见的插值方法有线性插值、圆形插值和样条插值等。

以线性插值为例，其数据缩减过程如下：
1. 用从点Pk到最后确定的采样点Pn的直线段替换一系列采样点Pk到Pn。
2. 检查中间点Pk + 1到Pn - 1是否仍在围绕该直线段的公差带内。如果在，则允许在点Pk和Pn之间进行线性插值，并将下一个采样值Pn + 1纳入分析。
3. 放置从Pk到Pn + 1的直线段，再次检查点Pk + 1到Pn是否仍在新直线段周围的公差带内。
4. 持续逐步延长直线段，直到有中间点不在相关公差带内。此时，确定最后一次延长不被允许，将前一个端点P