重生90从工业母机开始第85章 昆仑肇判天堑为梯
“昆仑”计划的军令状一立整个“双龙中心”的气氛瞬间就从庆祝“龙渊”胜利的喜悦中切换到了备战下一个更宏伟目标的紧张状态。
所有人都知道五年之期看似漫长但要攀登五轴联动数控机床这座工业制造领域的“珠穆朗玛”每一分每一秒都无比宝贵。
计划启动后的第一次全体技术会议上李晓宇亲自为两大研究院的所有核心骨干上了“昆仑”计划的第一堂课。
他在白板上只画了一张图写了四个字母。
图是一张结构无比复杂的带有一个A轴和C轴的双摆头五轴机床的结构示意图。
字母则是RTCP。
“在座的各位都是顶尖的专家。
”李晓宇的目光扫过全场“三轴机床我们把它看作一个笛卡尔坐标系X、Y、Z简单明了。
” “但五轴机床”他指着白板上那个可以任意偏转、任意旋转的复杂摆头“它引入了两个旋转轴。
这意味着我们的刀具可以在空间中以任意姿态对工件进行加工。
” “而我们今天要面对的第一个也是最核心的一个技术天堑就是这四个字母——RTCP。
” 他一字一顿地解释道：“Rotation Tool Center Point旋转刀具中心点控制。
” “它的要求简单到只有一句话：无论A轴和C轴这两个旋转轴如何疯狂地以每分钟上千度的角速度进行复合运动我们的数控系统都必须保证刀具最尖端的那个点其相对于工件的运动轨迹与我们程序中设定的理论轨迹误差不能超过一微米！” “这意味着什么？”他看向林涛和算法研究院的所有人“这意味着我们的‘女娲’系统在刀尖接触工件的每一毫秒都要进行数万次甚至数十万次的包含了复杂三角函数和矩阵变换的空间坐标系解算！” 这个描述如同在算法研究院所有人的心头压上了一块万吨巨石。
他们刚刚才为攻克了直线和圆弧插补而感到一丝喜悦转眼间就要面对一个计算量和复杂度比前者高出数个数量级的算法领域的终极怪兽！ “总工……这……这以我们现有的PC平台算力根本不可能实现实时解算啊！”陈浩第一个感到了窒息般的难度。
面对团队滋生的畏难情绪李晓宇没有直接给出解决方案。
他只是带着所有人来到了那间已经成为算法研究院“圣地”的“盘古一号”并行计算阵列所在的机房。
他没有谈机床也没有谈算法。
而是在巨大的主控屏幕上调出了一个由无数个经纬线构成的三维的地球模型。
“林涛我问你一个问题。
”李晓宇指着屏幕“假设你现在是航天测控中心的主任。
一颗卫星要从北京上空飞到纽约上空。
你会如何为它规划出一条最短的飞行轨迹？” 这个问题让林涛愣住了。
他下意识地开始用他在学校里学过的最传统的“欧拉角”和“坐标投影”的方法去进行思考。
“我……我们可以在球面上建立一个空间坐标系然后用……” “然后你就会发现”李晓宇打断了他“当卫星飞到北极点附近时你的经度定义会瞬间失效。
你的计算系统会因为两个旋转轴的重叠而陷入一个无法解算的灾难性的‘万向节死锁’！” “你的卫星会瞬间失控！” “万向节死锁”！ 这个只在最顶尖的航空航天教科书里才会提到的名词从李晓宇口中说出让林涛的后背瞬间渗出了一层冷汗！ “那……那该怎么办？” “跳出三维。
”李晓宇的声音充满了无穷的启示性“当三维空间的路走不通时我们就去一个更高维度的世界里寻找答案。
” 他拿起笔在旁边的白板上缓缓地写下了一行在1990年的中国除了极少数顶尖的数学家几乎无人能懂的优美而又神秘的数学表达式。
【q = w + xi + yj + zk】 “这叫‘四元数’（Quaternion）。
” 李晓宇开始了他的又一次“技术布道”。
“它由一个实部和三个虚部构成。
它可以让我们用一种更简洁更高效而且永远不会产生‘万向节死锁’的方式去描述和计算空间中的任意旋转。
” “它是打开RTCP算法大门的唯一正确的钥匙！” …… 而就在算法研究院的这群天才正在为了那个来自更高维度世界的“四元数”而震撼不已如痴如醉时。
精密制造总院那边“昆仑”计划的硬件基石也正式开始奠基。
秦振华亲自将那份由汉斯·穆勒赠送的Jig-7最核心的“静压回转台”设计蓝图交到了由全院最顶尖的三位机械设计专家组成的“天枢”核心小组手中。
并向他们下达了死命令。
“我不管你们用什么方法！三个月！三个月之内我必须看到一份完整的吃透了这份图纸并且融入了我们李总工‘主动式补偿’思想的全新的设计方案！” “同时第一台一比一的工程验证样机必须开始制造！” …… 算法研究院的白板前。
林涛在那行神秘的“四元数”表达式下方在李晓宇的一句句画龙点睛般的引导下。
颤抖着亲手写下了第一个基于“四元数”插值算法的空间旋转矩阵。
当那个比传统欧拉角矩阵简洁了数倍却又强大了无数倍的充满了数学之美的公式完整地出现在白板上时。
林涛仿佛看到了。
一条虽然无比陡峭无比艰难但却又无比清晰无比光明的通往RTCP算法通往五轴联动技术之巅的…… 登天之梯。
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