带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法技术

技术编号:18095500 阅读:58 留言:0更新日期:2018-06-03 01:14
本发明专利技术涉及带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法,包括以下步骤:根据预切割的刀路,获取其对应的直线切割点轨迹;根据预设的旋转轴采样精度,以及直线切割点轨迹所对应的旋转轴的旋转角度,对步骤(1)中获取的直线轴切割点轨迹分段;获取各段刀路的直线轴切割点轨迹的分段节点坐标;根据步骤(3)中获取的分段节点坐标,获取对应的控制点分段节点坐标,从而获取各相邻的控制点分段节点构成的控制点轨迹;获取各段控制点轨迹的长度,并根据各段控制点轨迹长度中的最大长度和预设的控制点最大速度获取切割点最大速度;比较步骤(5)中获取的切割点最大速度以及预设的切割点最大速度,选取其中最小值作为实际使用时的切割点最大速度。

Speed control method for numerically controlled machine tool with knife and revolving shaft

The invention relates to a speed control method of a numerical control machine with a rotating shaft with a knife length. The following steps include the following steps: to obtain the corresponding line cutting point trajectory according to the pre cut tool path, and to obtain the rotation angle of the rotation axis according to the predetermined rotation axis sampling accuracy and the line cutting point trajectory, and the step (1) is obtained. The linear axis cutting point trajectory is segmented, and the segmented node coordinates of the cutting point trajectory of the linear axis of each section are obtained. According to the segmented node coordinates obtained in step (3), the corresponding coordinates of the corresponding control points are obtained, thus obtaining the locus of the control points composed of the adjacent control points and the trajectory of each control point. The maximum speed of the cutting point is obtained according to the maximum length of the trajectory length of the control points and the maximum speed of the preset control point. The maximum speed of the cutting point and the maximum speed of the cut point are compared in step (5), and the minimum value is selected as the maximum speed of the cutting point in the actual use.

【技术实现步骤摘要】
带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法
本专利技术涉及数控机床加工领域,尤其涉及带刀长有旋转轴运动的数控机床的控制领域,具体是指一种带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法。
技术介绍
对于带旋转轴且有刀长的机床,旋转轴运动会带来直线轴的运动,导致控制点和切割点的轨迹可能不同,速度也可能不同。控制点各轴最大速度受机床性能约束,切割点最大速度受待加工工件的物理特性和切割质量约束,所以控制点和切割点最大速度都应该在控制范围内,才能加工出理想的工件,在进行速度规划时,通常只能选择切割点和控制点中的一个做规划,当对控制点\切割点做规划时,用预先设置的控制点\切割点最大速度就可以保证控制点\切割点速度满足要求,但不能保证切割点\控制点最大速度也满足要求;由于旋转轴旋转在不同角度时,同样的旋转轴速度对直线轴的影响也不同,如何用切割点\控制点最大速度,去约束控制点\切割点的最大速度是非常困难的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种克服了上述现有技术的缺点,解决带刀长有旋转轴运动的速度控制的问题的带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法。为了实现上述目的,本专利技术的带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法如下:该带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法,其主要特点是,该方法包括以下步骤:(1)根据预切割的刀路,获取其对应的直线切割点轨迹;(2)根据预设的旋转轴采样精度,以及直线切割点轨迹所对应的旋转轴的旋转角度,对步骤(1)中获取的直线轴切割点轨迹进行分段;(3)获取分段后的各段刀路的直线轴切割点轨迹的分段节点坐标;(4)根据步骤(3)中获取的分段节点坐标,获取其对应的控制点分段节点坐标,从而获取各相邻的控制点分段节点构成的控制点轨迹;(5)获取各段控制点轨迹的长度,并根据各段控制点轨迹长度中的最大长度和预设的控制点最大速度获取切割点最大速度;(6)比较步骤(5)中获取的切割点最大速度以及预先设定的切割点最大速度,选取其中最小值作为实际使用时的切割点最大速度。较佳地,所述的步骤(2)中依据下列公式对直线轴切割点轨迹进行分段:θ=a2-a1;其中,θ为直线切割点轨迹所对应的旋转轴的旋转角度;a2为刀路的直线轴切割点轨迹的终止点的旋转轴坐标;a1为刀路的直线轴切割点轨迹的起始点的旋转轴坐标;ε为预设的旋转轴采样精度,N为刀路的直线轴切割点轨迹分段的段数。更佳地,所述的步骤(3)中根据以下公式获取各段刀路的直线轴切割点轨迹的分段节点坐标:其中,为各段刀路的直线轴切割点轨迹的分段节点坐标;PB为预切割的刀路的直线轴切割点轨迹的终止点的坐标;PA为预切割的刀路的直线轴切割点轨迹的起始点的坐标,N为刀路的直线轴切割点轨迹的分段段数。更佳地,所述的步骤(5)中根据以下公式获取各段控制点轨迹的长度:其中,为相邻的控制点节点坐标构成的控制点轨迹的长度;L'A为各段控制点轨迹长度中的最大长度;N为刀路的直线轴切割点轨迹的分段段数。更佳地,所述的步骤(5)中根据以下公式获取切割点最大速度:Lcut=|PB-PA|;其中,VA为切割点最大速度;N为刀路的直线轴切割点轨迹的分段段数;L'A为各相邻的控制点节点坐标构成的控制点轨迹中的最大长度;是预先设置的控制点的直线轴最大速度,Lcut为预切割的刀路的直线轴切割点轨迹的长度。采用本专利技术的带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法,能够将切割点最大速度和控制点最大速度都控制在相应的控制范围内,能够同时保证切割点最大速度和控制点最大速度都满足要求,克服了旋转轴旋转在不同角度时,旋转轴速度对直线轴的影响,实现了用切割点最大速度,去约束控制点最大速度,能够加工出理想的工件。附图说明图1为本专利技术的带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法在一种具体实施方式中的切割刀路示意图。图2为一种具体实施例中的数控机床带刀长刀头结构中控制点、切割点以及刀长的示意图。具体实施方式为了能够更清楚地描述本专利技术的
技术实现思路
,下面结合具体实施例来进行进一步的描述。该带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法,其主要特点是,该方法包括以下步骤:(1)根据预切割的刀路,获取其对应的直线切割点轨迹;(2)根据预设的旋转轴采样精度,以及直线切割点轨迹所对应的旋转轴的旋转角度,对步骤(1)中获取的直线轴切割点轨迹进行分段;(3)获取分段后的各段刀路的直线轴切割点轨迹的分段节点坐标;(4)根据步骤(3)中获取的分段节点坐标,获取其对应的控制点分段节点坐标,从而获取各相邻的控制点分段节点构成的控制点轨迹;(5)获取各段控制点轨迹的长度,并根据各段控制点轨迹长度中的最大长度和预设的控制点最大速度获取切割点最大速度;(6)比较步骤(5)中获取的切割点最大速度以及预先设定的切割点最大速度,选取其中最小值作为实际使用时的切割点最大速度。在一种较佳的实施例中,所述的步骤(2)中依据下列公式对直线轴切割点轨迹进行分段:θ=a2-a1;其中,θ为直线切割点轨迹所对应的旋转轴的旋转角度;a2为刀路的直线轴切割点轨迹的终止点的旋转轴坐标;a1为刀路的直线轴切割点轨迹的起始点的旋转轴坐标;ε为预设的旋转轴采样精度,N为刀路的直线轴切割点轨迹分段的段数。在一种更佳的实施例中,所述的步骤(3)中根据以下公式获取各段刀路的直线轴切割点轨迹的分段节点坐标:其中,为各段刀路的直线轴切割点轨迹的分段节点坐标;PB为预切割的刀路的直线轴切割点轨迹的终止点的坐标;PA为预切割的刀路的直线轴切割点轨迹的起始点的坐标,N为刀路的直线轴切割点轨迹的分段段数。在一种更佳的实施例中,所述的步骤(5)中根据以下公式获取各段控制点轨迹的长度:其中,为相邻的控制点节点坐标构成的控制点轨迹的长度;L'A为各段控制点轨迹长度中的最大长度;N为刀路的直线轴切割点轨迹的分段段数。在一种更佳的实施例中,所述的步骤(5)中根据以下公式获取切割点最大速度:Lcut=|PB-PA|;其中,VA为切割点最大速度;N为刀路的直线轴切割点轨迹的分段段数;L'A为各相邻的控制点节点坐标构成的控制点轨迹中的最大长度;是预先设置的控制点的直线轴最大速度,Lcut为预切割的刀路的直线轴切割点轨迹的长度。请参阅图2,图2为一种具体实施例中的数控机床带刀长刀头结构中控制点、切割点以及刀长的示意图,在具体实施例中,数控机床为四轴结构的数控机床,其中三个轴是直线轴X、Y、Z,还有一个旋转轴A,且A轴绕X轴旋转,当该数控机床加工一条直线,并对切割点做速度规划时:预切割的刀路如图1所示,其中AB表示该刀路对应的直线轴切割轨迹,它是一条直线,A是起始点,坐标为PA(x1,y1,z1,a1),B是终止点,坐标为PB(x2,y2,z2,a2),且A’B’表示对应的控制点轨迹,由于旋转轴的影响,A’B’既不是直线也不是圆弧,它是一条不规则的曲线;根据AB的旋转角度θ=a2-a1,以及预设的旋转轴采样精度ε求出分段的段数其中“||”表示取绝对值;根据分段的段数,将预切割的刀路对应的直线轴切割轨迹AB均分成N段小线段,其分段节点可依次表示为A0,A1,……An,分段节点坐标为每个分段节点都对应一个控制点分段节点,控制点分段节点可依次表示成A'0,A'1,……A'n,根据分割出的分段节点坐标,也能求出相应的控制点分段节点坐标求出本文档来自技高网
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带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法

【技术保护点】
一种带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)根据预切割的刀路,获取其对应的直线切割点轨迹;(2)根据预设的旋转轴采样精度,以及直线切割点轨迹所对应的旋转轴的旋转角度,对步骤(1)中获取的直线轴切割点轨迹进行分段;(3)获取分段后的各段刀路的直线轴切割点轨迹的分段节点坐标;(4)根据步骤(3)中获取的分段节点坐标,获取其对应的控制点分段节点坐标,从而获取各相邻的控制点分段节点构成的控制点轨迹;(5)获取各段控制点轨迹的长度,并根据各段控制点轨迹长度中的最大长度和预设的控制点最大速度获取切割点最大速度;(6)比较步骤(5)中获取的切割点最大速度以及预先设定的切割点最大速度,选取其中最小值作为实际使用时的切割点最大速度。

【技术特征摘要】
1.一种带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)根据预切割的刀路,获取其对应的直线切割点轨迹;(2)根据预设的旋转轴采样精度,以及直线切割点轨迹所对应的旋转轴的旋转角度,对步骤(1)中获取的直线轴切割点轨迹进行分段;(3)获取分段后的各段刀路的直线轴切割点轨迹的分段节点坐标;(4)根据步骤(3)中获取的分段节点坐标,获取其对应的控制点分段节点坐标,从而获取各相邻的控制点分段节点构成的控制点轨迹;(5)获取各段控制点轨迹的长度,并根据各段控制点轨迹长度中的最大长度和预设的控制点最大速度获取切割点最大速度;(6)比较步骤(5)中获取的切割点最大速度以及预先设定的切割点最大速度,选取其中最小值作为实际使用时的切割点最大速度。2.根据权利要求1所述的带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法,其特征在于,所述的步骤(2)中依据下列公式对直线轴切割点轨迹进行分段:θ=a2-a1;其中,θ为直线切割点轨迹所对应的旋转轴的旋转角度;a2为刀路的直线轴切割点轨迹的终止点的旋转轴坐标;a1为刀路的直线轴切割点轨迹的起始点的旋转轴坐标;ε为预设的旋转轴采样精度,N为刀路的直线轴切割点轨迹分段的段数。3.根据权利要求2所述的带刀长有旋转轴运动的数控机床的速度控制方法,其特征在于,所述的步骤(3)中根据以下公式获取各段刀路的直线轴切割点轨迹的分段节点坐标:

【专利技术属性】
技术研发人员:高瑶杜全孙欣尹纯儒冉庆泽
申请(专利权)人:上海维宏电子科技股份有限公司上海维宏智能技术有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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