一种参数曲线直接插补进给速度规划方法

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成果名称: 一种参数曲线直接插补进给速度规划方法 关键字: 应用行业: 制造业
高新技术领域: 先进制造技术 所在地: 河北省 知识产权类型: 发明专利
知识产权编号: ZL202110609608.4 成果体现形式: 发明专利 成果属性:
成果所处阶段: 成果水平: 国内先进 研究形式:
学科分类: 战略新兴产业: 请选择... 课题来源:
第一完成单位名称: 北华航天工业学院 第一完成单位属性: 技术成熟度:
合作方式: 专利许可 交易价格(万): 1.00 所属十强产业:

本发明公开了一种参数曲线直接插补进给速度规划方法,包括步骤:在单个速度极值点聚集区内将极值点按曲线参数以中心向两侧从小到大逐级外推依次排序形成Rankj序列(j=1,2...N);将Rank(j‑1)等级点的速度Vrank1赋值给等级为Rankj的曲线参数点;采用辛普森法则计算Rankj等级点到Rank(j+1)等级点的曲线长度 按照加减速规律算法计算速度从Vrank(j‑1)加速或减速到Vrankj需要的曲线长度 比较 与的大小,若 则调整速度;重复上一步骤依次进行下一级计算,逐级外推;若Rank(j+1)等级点是密集区边界点,按照单级外推法将此点速度与最大速度Vmax连接,则该速度极值密集区的速度规划完成。本发明采用速度逐级外推法对速度极值区域进行速度规划,在保证加工精度的前提下,尽可能地发挥最大速度性能,提高加工效率。

 本发明公开了以下技术效果:本发明实施例提供的参数曲线直接插补进给速度规划方法,提出了速度逐级外推规划法,解决了参数曲线加工插补中曲率持续约束情况下传统速度自适应规划引起速度超限和速度极值密集区速度规划干涉问题,该方法计算简单,且在保证变曲率参数曲线加工进给运动平稳性的基础上提高了加工效率,对提高数控机床的运行速度、加速度及加工精度与稳定性,满足我国相关制造行业的重大战略需求具有重要的理论与实际意义。


随着航空航天、汽车等工业迅猛发展,参数曲线广泛地用于复杂曲面曲线产品造型设计。若采用传统的直线、圆弧插补方法,势必产生大量首尾相连的微小线段去逼近曲线,无法满足精度和效率的要求。参数曲线直接插补就是根据当前插补点的参数和插补步长以及机床的动力学性能,计算下一个插补点的曲线参数,从而最终得到全部插补点信息,实现高速高精插补。对于参数曲线插补算法,关键技术之一是采用速度前瞻规划。速度前瞻规划就是预读一段或多段待插补加工路径,获取路径段长度和弓高误差、加速度等路径特征对速度的约束信息,提取速度敏感点,根据速度敏感点将预读路径划分为若干子区间,然后根据加减速规律和各子区间约束对子区间进给速度进行预先规划,在保证加工精度的前提下提升加工效率。

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