一种导数多维空间机床轨迹运动再现方法技术

本发明专利技术涉及一种导数多维空间机床轨迹运动再现方法。综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术提供一种基于物理运动方程的控制，将位置函数与机床加工运动组合为轨迹运动，并根据运动特性控制，实现轨迹几何特性的方法。本发明专利技术提供的曲线简化方法：根据曲线的曲率和公差分段，保证每段几何元素的相似性，提高几何精度和减少计算步长误差。同时，本发明专利技术按运动模型控制运动，不会出现插补曲线的方向急转弯，加速度无限大的情况。即，应用本发明专利技术提供的方法，驱动控制参数的选择决定运动是连续的，位移控制是无穷小的，其既适用于常规尺寸控制，也同样适用于纳米控制，这对于制造技术向纳米制造方向的发展有重要意义。

Method for reproducing trajectory motion of derivative multidimensional space machine tool

The invention relates to a method for reproducing trajectory motion of a derivative multidimensional space machine tool. In summary, the technical scheme of the invention has the advantages that the invention provides a physical control based on motion equation, the position function and motion machine combination trajectory, and according to the characteristics of motion control method, the geometric properties of trajectories. The curve simplification method provided by the invention guarantees the similarity of each geometric element according to the curvature and the tolerance segmentation of the curve, improves the geometric precision and reduces the error of the calculation step length. At the same time, the invention controls movement according to the motion model, and the direction of the interpolation curve is not sharp and the acceleration is infinite. The method provided by the invention, the drive selection decision motion control parameters is continuous, displacement control is infinitesimal, which is suitable for a conventional size control, also applies to the nanometer control, has important significance for the development of manufacturing technology to nano fabrication direction.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机床加工轨迹控制领域，特别是一种导数多维空间机床轨迹运动再现方法。
技术介绍
轨迹运动控制的应用十分广泛：如机械制造刀具轨迹控制，机器人运动控制，导弹飞行弹道控制，无人驾驶飞船航迹控制，计算机绘图等。传统轨迹控制大多采用插补法，插补法是一种位置近似算法，其会将很简单的轨迹(如直线)拆分为众多微小折线来近似替代，这种轨迹控制方法普遍存在位移方向突变的问题，其会对被控设备(如机床)造成运动冲击，进而影响被控设备运动的平稳性和所形成轨迹的几何精确性，基于插补法的轨迹控制方法在理论上是一种“步进式”的不连续驱动方法，其实违反最小作用原理的，其已逐渐成为提高数控机床精度的障碍。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种利用目标轨迹的几何性质与运动性质对机床进行轨迹控制的方法，消除理论误差。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种导数多维空间机床轨迹运动再现方法，包括如下步骤。(1)根据机床运动特点，选定与机床坐标系一致的轨迹坐标系，设定目标轨迹函数F(X,Y,Z)；(2)选定参考坐标及具体运动方式X(t)；(3)建立运动学模型：对于任意轨迹函数y,设(x1，x2，…xn)是基底坐标，各坐标xi(t1)均随时间参数t1变化，T为映射算子，即y(t1)＝T{x1(t1),x2(t1),…,xn(t1)

【技术保护点】
一种导数多维空间机床轨迹运动再现方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据机床运动特点，选定与机床坐标系一致的轨迹坐标系，设定目标轨迹函数F(X,Y,Z)；(2)选定参考坐标及具体运动方式函数X(t)；(3)建立运动学模型：对于任意轨迹函数y,设(x1，x2，…xn)是基底坐标，各坐标xi(t1)均随时间参数t1变化，T为映射算子，即公式一：y(t1)＝T{x1(t1),x2(t1),…,xn(t1)}；设曲线方程：y＝f(x)＝f[x(t1)]；设规划速度v＝v(t1)，规划加速度a＝a(t1)，对(4)式求导和矢量合成得vy＝f′(x)vx   公式二ay＝f″(x)vx2+axf′(x)   公式三公式二是所述曲线方程两边对t1求导而得，表示x，y方向的速度比等于轨道函数的一阶导数；公式三是公式二两边对t1求导而得，表示加速度与轨道几何性质的关系；公式四和公式五表示合矢量模与分量模的关系；由公式二、公式三、公式四、公式五四个方程联解，得到任意点的运动参数；(4)控制运动参数，实现轨迹。

【技术特征摘要】
1.一种导数多维空间机床轨迹运动再现方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据机床运动特点，选定与机床坐标系一致的轨迹坐标系，设定目标轨迹函数F(X,Y,Z)；(2)选定参考坐标及具体运动方式函数X(t)...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋勇敏，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：发明
国别省市：四川;51