一种裁床的拐弯速度优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种裁床的拐弯速度优化方法及装置，首先获取裁床所能运动的最大加速度以及最大向心加速度，根据接收的运动轨迹确定拐弯处的起点、拐点和终点的坐标，计算出起点到拐点的距离；然后根据最大向心加速度以及起点、拐点和终点三点所构成圆的半径R，计算最大向心加速度对应的在拐点处的最大速度Vmax1；最后根据裁床的最大加速度、起点到拐点的距离和已知的起点处速度V0计算拐点处能达到的最大速度Vmax2和最小速度Vmin2，与Vmax1比较，确定在拐点处的最大拐弯速度Vmax，以计算得到的最大拐弯速度Vmax控制裁床在拐弯处的拐弯速度。本发明专利技术根据前后运动轨迹来进行拐弯速度的优化，能够使裁床运动更加平稳顺滑，提升了裁床高速运动的稳定性。

An Optimum Method and Device for Turning Speed of Cutting Machine

【技术实现步骤摘要】
一种裁床的拐弯速度优化方法及装置
本专利技术属于机床运动控制领域，尤其涉及一种裁床的拐弯速度优化方法及装置。
技术介绍
近些年来，国内的裁床行业快速发展。由于国家对于环境保护的逐渐重视，传统的激光裁床慢慢被淘汰，机械裁床的需求量量随之增涨。机械裁床相比于激光裁床，对于速度规划的要求更高。当前机械裁床许多只实现了裁切的基本功能，裁切的速度上缺少优化，拐弯运动不够顺畅。当裁床加速到较高的速度进行裁切运动时，如果拐弯速度不经过优化，会使裁床在拐弯处抖动从而使材料破损。而降低切割速度则会影响用户的工作效率。因此为了提升裁床的切割效果和切割速度，增加产品竞争力，需要一种经过优化的拐弯速度来提升裁床的拐弯运动效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种裁床的拐弯速度优化方法及装置，解决拐弯运动不顺畅的问题，可以提升裁床切割速度和稳定性。为了实现上述目的，本专利技术技术方案如下：一种裁床的拐弯速度优化方法，用于裁床对拐弯处进行裁切加工，包括：获取裁床所能运动的最大加速度以及最大向心加速度；根据接收的运动轨迹确定拐弯处的起点、拐点和终点的坐标，计算出起点到拐点的距离；根据最大向心加速度以及起点、拐点和终点三点所构成圆的半径R，计算最大向心加速度对应的在拐点处的最大速度Vmax1；根据裁床的最大加速度、起点到拐点的距离和已知的起点处速度V0计算拐点处能达到的最大速度Vmax2和最小速度Vmin2，与Vmax1比较，确定在拐点处的最大拐弯速度Vmax，以计算得到的最大拐弯速度Vmax控制裁床在拐弯处的拐弯速度。进一步地，所述计算最大向心加速度对应的在拐点处的最大速度Vmax1，计算公式如下：其中，Amax为最大向心加速度，R为起点、拐点和终点三点所构成圆的半径。进一步地，所述计算拐点处能达到的最大速度Vmax2和最小速度Vmin2，计算公式如下：其中，amax为最大加速度，L1为起点到拐点的距离。进一步地，所述与Vmax1比较，确定在拐点处的最大拐弯速度Vmax，包括：当Vmax1＝<Vmin2时，确定Vmax＝Vmin2；当Vmin2<Vmax1<Vmax2，确定Vmax＝Vmax1；当Vmax1>＝Vmax2时，确定Vmax＝Vmax2。本专利技术还提出了一种裁床的拐弯速度优化装置，用于裁床对拐弯处进行裁切加工，包括：参数获取模块，用于获取裁床所能运动的最大加速度以及最大向心加速度；距离计算模块，用于根据接收的运动轨迹确定拐弯处的起点、拐点和终点的坐标，计算出起点到拐点的距离；最大向心加速度限制模块，用于根据最大向心加速度以及起点、拐点和终点三点所构成圆的半径R，计算最大向心加速度对应的在拐点处的最大速度Vmax1；最大加速度限制模块，用于根据裁床的最大加速度、起点到拐点的距离和已知的起点处速度V0计算拐点处能达到的最大速度Vmax2和最小速度Vmin2；比较模块，用于将计算得到的最大速度Vmax2和最小速度Vmin2与Vmax1比较，确定在拐点处的最大拐弯速度Vmax，以计算得到的最大拐弯速度Vmax控制裁床在拐弯处的拐弯速度。进一步地，所述最大向心加速度限制模块计算最大向心加速度对应的在拐点处的最大速度Vmax1，计算公式如下：其中，Amax为最大向心加速度。进一步地，所述最大加速度限制模块计算拐点处能达到的最大速度Vmax2和最小速度Vmin2，计算公式如下：其中，amax为最大加速度。进一步地，所述比较模块将计算得到的最大速度Vmax2和最小速度Vmin2与Vmax1比较，确定在拐点处的最大拐弯速度Vmax，执行如下操作：当Vmax1＝<Vmin2时，确定Vmax＝Vmin2；当Vmin2<Vmax1<Vmax2，确定Vmax＝Vmax1；当Vmax1>＝Vmax2时，确定Vmax＝Vmax2。本专利技术提出的一种裁床的拐弯速度优化方法及装置，通过最大向心加速度和最大加速度来限制裁床在进行曲线运动时的最大拐弯速度。该方法在拐弯点(拐点)处，可以根据前后运动轨迹来进行拐弯速度的优化，能够使裁床运动更加平稳顺滑，提升了裁床高速运动的稳定性。并且尽可能大的拐弯速度也保证了裁床能够有较高的工作速度，从而提升工作效率。附图说明图1为本专利技术实施例拐弯处运动轨迹示意图；图2为本专利技术一种裁床的拐弯速度优化方法流程图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请提供的一种裁床的拐弯速度优化方法，可以应用于如图1所示的应用环境中，裁床需要对图示的拐弯处进行裁切加工，其中P0为拐弯处的起点，P1为拐弯处的拐点，P2为拐弯处的终点。在一个实施例中，如图2所示，提供了一种裁床的拐弯速度优化方法，包括：步骤S1、获取裁床所能运动的最大加速度以及最大向心加速度。裁床的机械结构、伺服器型号属性决定了裁床的基本参数，其对应的最大加速度amax以及最大向心加速度Amax都是已知的，这些参数能满足裁床伺服器在受到当前阻力下能够以该最大加速度amax进行速度突变而且能稳定运动，同时，裁床能够以最大向心加速度Amax做拐弯运动而不会使裁床发生抖动。步骤S2、根据接收的运动轨迹确定拐弯处的起点、拐点和终点的坐标，计算出起点到拐点的距离。如图1所示，裁床在裁切开始的时候会接收运动轨迹文件，在运动轨迹文件中包括拐弯处的起点P0、拐点P1和终点P2的坐标，L1为P0到P1的距离，L2为P1到P2的距离，而θ则为直线L1与L2的夹角，即θ为裁床刀具在P1点所转动的角度。其中，L1的计算公式如下：其中，x、y为横坐标和纵坐标的值，关于L2的距离的计算类似，关于L1与L2的夹角θ的计算，在几何学中已经是比较成熟的计算方法，这里不再赘述。容易理解的是，仅通过θ的大小确定拐弯速度的值可以一定程度上满足裁床的运动需求，但在裁床高速运动时会因为没有结合上下运动点去判断拐弯速度而导致裁床运动发生抖动。步骤S3、根据最大向心加速度以及起点、拐点和终点三点所构成圆的半径R，计算最大向心加速度对应的在拐点处的最大速度Vmax1。根据已知的P0、P1和P2三点的坐标，通过几何学算法可以获得三点所在圆的半径大小R，这里不再赘述。本实施例通过下列公式计算求得最大向心加速度Amax对应的最大速度Vmax1：需要说明的是，上述计算最大向心加速度对应的在拐点P1处的最大速度Vmax1是本领域比较成熟的计算方法，这里不再赘述。步骤S4、根据裁床的最大加速度、起点到拐点的距离和已知的起点处速度V0计算拐点处能达到的最大速度Vmax2和最小速度Vmin2，与Vmax1比较，确定在拐点处的最大拐弯速度Vmax，以计算得到的最大拐弯速度Vmax控制裁床在拐弯处的拐弯速度。本实施例计算的最大拐弯速度Vmax实际就是裁床刀具通过P1点所允许的最大速度。需要说明的是，本实施例中裁床刀具经过P0点的速度V0可以通过测速仪测量得到，或通过裁床本身的速度检测装置检测得到，这里不再赘述。裁床在当前点P0出发，以最大加速度amax经过运动距离L1所能达到的最大速度为Vmax2，P1点速度只有小于等于Vmax2，裁床才能达到这个速度。而当裁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种裁床的拐弯速度优化方法，用于裁床对拐弯处进行裁切加工，其特征在于，所述裁床的拐弯速度优化方法，包括：获取裁床所能运动的最大加速度以及最大向心加速度；根据接收的运动轨迹确定拐弯处的起点、拐点和终点的坐标，计算出起点到拐点的距离；根据最大向心加速度以及起点、拐点和终点三点所构成圆的半径R，计算最大向心加速度对应的在拐点处的最大速度Vmax1；根据裁床的最大加速度、起点到拐点的距离和已知的起点处速度V0计算拐点处能达到的最大速度Vmax2和最小速度Vmin2，与Vmax1比较，确定在拐点处的最大拐弯速度Vmax，以计算得到的最大拐弯速度Vmax控制裁床在拐弯处的拐弯速度。

【技术特征摘要】
1.一种裁床的拐弯速度优化方法，用于裁床对拐弯处进行裁切加工，其特征在于，所述裁床的拐弯速度优化方法，包括：获取裁床所能运动的最大加速度以及最大向心加速度；根据接收的运动轨迹确定拐弯处的起点、拐点和终点的坐标，计算出起点到拐点的距离；根据最大向心加速度以及起点、拐点和终点三点所构成圆的半径R，计算最大向心加速度对应的在拐点处的最大速度Vmax1；根据裁床的最大加速度、起点到拐点的距离和已知的起点处速度V0计算拐点处能达到的最大速度Vmax2和最小速度Vmin2，与Vmax1比较，确定在拐点处的最大拐弯速度Vmax，以计算得到的最大拐弯速度Vmax控制裁床在拐弯处的拐弯速度。2.根据权利要求1所述的裁床的拐弯速度优化方法，其特征在于，所述计算最大向心加速度对应的在拐点处的最大速度Vmax1，计算公式如下：其中，Amax为最大向心加速度，R为起点、拐点和终点三点所构成圆的半径。3.根据权利要求1所述的裁床的拐弯速度优化方法，其特征在于，所述计算拐点处能达到的最大速度Vmax2和最小速度Vmin2，计算公式如下：其中，amax为最大加速度，L1为起点到拐点的距离。4.根据权利要求1所述的裁床的拐弯速度优化方法，其特征在于，所述与Vmax1比较，确定在拐点处的最大拐弯速度Vmax，包括：当Vmax1＝<Vmin2时，确定Vmax＝Vmin2；当Vmin2<Vmax1<Vmax2，确定Vmax＝Vmax1；当Vmax1>＝Vmax2时，确定Vmax＝Vmax2。5.一种裁床的拐弯速度优化装置，用于裁床对拐弯处进行裁切加工，其特征在于，所述裁床的拐弯速度优化装置，包括：参数获取模块，用于获...

【专利技术属性】
技术研发人员：董辉，唐文涛，俞立，张文安，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33