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            新聞中心

            基于離線插補的數控減速區域規劃研究

            發布時間: 2017-08-31

            基于離線插補的數控減速區域規劃研究周丹12曾富洪12郭鋼3(1.攀枝花學院機械工程系,四川攀枝花6170002攀枝花學院先進制造研究所,四川攀枝花617⑴0 3.重慶大學機械工程學院,重慶400044)離線插補的思想,論述了基于離線插補的最后段減速區域路程量的求解;引入遞歸算法的思路,詳細分析了減速區域可能出現的幾種情況,完成了前瞻速度規劃中很難有效實現的減速點查找,得到了減速區域的規劃算法不管采取哪種速度規劃方式,前瞻速度規劃中減速段中的減速點判斷都是一個難點,尤其是在微小曲線段的精密加工中,由于加工工序的要求不同,用戶可能會提供不同的加工速度,而要保證機床準時停在加工終點,需要準確地判斷減速點位置。

              在傳統的速度規劃中,單軸速度規劃常用后加減速規劃,按照前加速與后減速對稱的原則,采取硬件來實現,算法比較簡單,但也只限于單軸的速度規劃,而把單軸的速度合成到總的進給速度時,還會產生誤差,同樣會加大機床超程或失程的程度。

              減速段示意基于離線插補的累積路程量求解S型減速段(2)減減速區域(b段)。

              S=卜如所示,采用離線插補,可將原來的插補從系統的一邊加工一邊計算中解脫出來,按精度要求進行插補計算,有:插補精度分析由斗1 3遞歸法分析減速段31減速區域分析在中,梯形速度規劃計算比較簡單,但曲線過度不平滑,對機床的沖擊影響大,梯形加拋物線性速度規劃曲線過渡平滑,算法簡單,但速度曲線的過渡不平緩,仍然會對機床沖擊造成一定的影響,5型速度規劃算法比較復雜,但曲線過渡比較平緩、平滑,對機床的沖擊影響小。文中選擇了S型速度規劃,按減速段的減減速區域、勻減速區域、減加速區域,可得如所示的速度一時間、加速度一時間、加加速一時間曲線。

              勻速區域(at段)。

              為保證機床平穩的在終點停下來,需要提前測得減速點t的位置,在減速區域的規劃中,判斷減速點的位置是極為關鍵又很難有效實現的。

              32減速區域速度規劃策略在實際加工中,由于用戶加工速度、加工路徑的不同,減速點的位置不能確定在哪個平臺速度下,為此需要先判斷減速點出現的位置,然后按照相應的減速段進行規劃。按遞歸算法的思路,從最后段編程速度Vi往前開始查找,首先應滿足編程速度I不大于機床最大允許速度Vx若:然后帶入公式進行下面的計算。

              按中的減速區域,在不同的加工條件下,可能會出現如下幾種情況。

              第1種情形。若:則知減速點將會出現在平臺速度這段速度規劃中,此時,需要增加一段勻速段來抵消S~End與Se差值,若設該勻速段內任意點距減速點所需走過的路程量為S可得:隨著插補點的增加,S會越來越小,直到S=0時,速度規劃達到減速點b點,然后再按減減速區域、勻減速區域、減加速區域進行速度規劃。

              第2種情形。若:則知減速點將會出現在平臺速度這段速度規劃中,但由于減速部分不再包括勻減速段,而且兩段拋物線也不完整,需要對最大加速度大小進行修正才能實現兩段拋物線的圓滑過渡。由可得:4應用實例分析0125S可得到不同情形的減速區域規劃如所示,為VAVe+AV且SrEnd>S4青形,圖減速區域速度規劃從可以看出,根據上述算法可以找到不同情況下減速點的位置,并得到相應的速度規劃曲線,從減速終點來看,在速度規劃的層面上有效降低了機床超程、失程的程度。

              結論關于速度規劃的研究很多,但對直接影響到機床超程、失程的最后段減速區域的研究很少見,針對此問題,利用離線插補和遞歸算法的思想,得到了數控最后段減速區域的規劃算法。根據此算法:可以很方便地完成以往前瞻速度規劃中很難有效實現的減速點查找。

              可以應用離線插補完成的數據來進行速度規劃,使規劃算法更為簡單,減少大量的計算。

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