一种面向短插补周期的进给速度规划方法

专利主权项内容

1.面向短插补周期的进给速度规划方法，其特征在于步骤如下：步骤(1)、通过加加速度约束下的进给速度规划生成进给速度曲线上不同阶段持续的时间长度的初始值T(i＝1, 2, ..., 7)，i步骤(2)、对步骤(1)中生成的进给速度曲线上不同阶段持续的时间长度的初始值T(i＝1, 2, ..., 7)关于系统插补周期T进行取整处理，生成新的时间长度T′(i＝1, 2, ..., 7)，使得T′(i＝1, 2, ..., 7)包含整数个系统插补周期T，然后，根据新的时间长度T′(i＝1, 2, ..., 7)的修正对进给速度规划过程中发生改变的运动学参数进行同步修正，iiii其中，运动学参数包括系统允许的最大加工速度值V、最大加速度值A、最大加加速度值J和最大终点速度值v，定义V′、A′和J′分别表示修正后的最大加工速度值、最大加速度值和最大加加速度值，定义v′表示修正后的速度规划的最大终点速度的值；maxmaxmaxemaxmaxmaxe步骤(21)、当规划的速度曲线上达到的最大加工速度不高于终点速度v时，即速度曲线上的速度单调增加而不存在减速阶段时，对T(i＝1, 2, ..., 4)进行取整处理，并修正进给速度规划过程中发生改变的运动学参数；ei步骤(21.1)、当进给速度规划方法生成进给速度曲线的过程中加速度没有达到最大值时，即公式(1)成立时，对T, T和T进行取整处理得到T′(i＝1, 3, 4)，134iT′＝ceil(T/T)T i＝(1, 3, 4) (2)ii其中，ceil表示取上整，v、v分表表示用户提供的进给速度规划单元的起始速度和终点速度，es由于对进给速度曲线不同阶段持续的时间长度进行了修改，因此对运动学参数进行同步修正，更新得到修正后的最大加工速度值V′、最大加速度值A′和最大加加速度值J′，以及修正后的速度规划的最大终点速度的值v′，maxmaxmaxe其中，S表示用户提供的进给速度规划单元所对应的刀具路径的长度；segment步骤(21.2)、当进给速度规划方法生成进给速度曲线的过程中加速度达到了最大值时，即公式(4)成立时，对T, T，T进行取整处理得到T‘(i＝1, 2, 3)，123iT′＝ceil(T/T)T (i＝1, 2, 3) (5)ii然后，在T′(i＝1, 2, 3)阶段内计算得到的刀具位移S′，iacc(21.2.1)、当S′≤S时，即新的进给速度规划阶段中存在匀速段时，对T进行修正得到T′，accsegment44其中，a＝(T′+T′/2), b＝v(T′+T′/2)，12s12由于对进给速度曲线不同阶段持续的时间长度进行了修改，因此，为了保证进给速度曲线的平滑，对运动学参数进行同步修正，更新得到修正后的最大加工速度值V′、最大加速度值A′和最大加加速度值J′，以及修正后的速度规划的最大终点速度的值v′，maxmaxmaxe(21.2.2)、当S′＞S时，即新的进给速度规划阶段中不存在匀速段时，则T′的值为零，其中T′表示T修正后的值，accsegment444此时，为了保证进给速度曲线的平滑，同时对运动学参数进行同步修正，更新得到修正后的最大加工速度值V′、最大加速度值A′和最大加加速度值J′，以及修正后的速度规划的最大终点速度的值v′，maxmaxmaxe步骤(22)、当规划的速度曲线上达到的最大加工速度小于系统允许的最大加工速度值V时，即进给速度曲线上的速度先单调增加后单调减小，而不存在匀速阶段时，对T(i＝1, ..., 7)进行取整得到处理后的新值为T′＝ceil(T/T)T(i＝1, ..., 7)，并对运动学参数进行同步修正，更新得到修正后的最大加工速度值V′、最大加速度值A′和最大加加速度值J′，maxiiimaxmaxmax当V′的值小于用户提供的进给速度规划允许的最大终点速度v时，则再次更新V′、A′、J′的值，并更新得到修正后的速度规划的最大终点速度的值v′，maxemaxmaxmaxe步骤(23)、当规划的速度曲线上达到的最大加工速度等于系统允许的最大加工速度值V时，即进给速度曲线上的速度先单调增加，达到V后保持匀速然后单调减小时，对T(i＝1, 2, 3, 5, 6, 7)进行取整得到处理后的新值T′＝ceil(T/T)T(i＝1, 2, 3, 5, 6, 7)，并计算刀具在T′(i＝1, 2, 3, 5, 6, 7)期间内的位移S′, maxmaxiiii1S′＝(T′+T′+T′/2+T′/2)V+v(T′+T′/2)+v(T′+T′/2) (12)11526s12e56步骤(23.1)、当S′≤S成立时，即新的进给速度规划阶段中存在匀速段时，对T进行修正得到T′，1segment44然后，对运动学参数进行同步修正，更新得到修正后的最大加工速度值V′、最大加速度值A′和最大加加速度值J′，maxmaxmax步骤(23.2)、当S′＞S成立时，即新的进给速度规划阶段中不存在匀速段时，T′值为零，然后，对运动学参数进行同步修正，更新得到修正后的最大加工速度值V′、最大加速度值A′和最大加加速度值J′，1segment4maxmaxmax当V′＜v成立时，则更新T′(i＝1, ..., 7)的值，并对运动学参数进行同步修正，更新得到修正后的最大加工速度值V′、最大加速度值A′和最大加加速度值J′，maxe1maxmaxmax以上通过对进给速度曲线关于系统插补周期T进行取整处理，使得T′(i＝1, 2, ..., 7)包含整数个系统插补周期T，同时完成对运动学参数的同步修正；i步骤(3)、基于步骤(1)、(2)的进给速度规划使得生成的每个速度规划单元内不同进给速度阶段持续的时间长度都包含整数个系统插补周期T，面向高档数控系统的短插补周期，降低每个周期结束时刀具运动位移的运算阶数，进而减少刀具运动位移的计算时间、提高计算效率，适用于拥有短插补周期的高档数控系统；步骤(31)定义T(i＝1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)表示通过步骤(1)、(2)的进给速度规划方法生成的进给速度曲线上第i(i＝1, ..., 7)个阶段持续的时间长度，且T(i＝1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)包含整数个系统插补周期T；iRiR步骤(32)、定义N(i＝1, ..., 7)表示进给速度曲线第i(i＝1, ..., 7)个阶段包含的插补周期个数，则N＝T/T，iiiR对整个进给速度曲线包含的7个不同阶段中任一阶段的第k个插补周期结束时刀具位移s(k)的计算进行优化，通过将第k个周期结束时刀具运动位移s(k)转化为其已知的前一个周期结束时刀具运动位移量加上第k个插补周期内刀具的位移量，降低每个插补周期结束时刀具运动位移的运算阶数，优化后的s(k)如公式(17)所示，此时，通过降低进给速度曲线不同阶段中每个插补周期结束时刀具位移的自变量运算阶数，进而降低了每个插补周期结束时刀具位移的计算时间，缩短了插补周期时间，适用于拥有短插补周期的高档数控系统。