S形轨迹规划方法、装置、计算机设备和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种S形轨迹规划方法、装置、计算机设备和存储介质，根据在刀具的运动过程中，获取刀具的当前运动参数值、原规划轨迹以及修改的规划轨迹参数值，确定目标速度和终点速度，对S形变速轨迹进行重新规划，再使用新规划的S形变速轨迹进行后续插补。降低了实时环境因素对插补过程带来的偏差，提高插补的精确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
S形轨迹规划方法、装置、计算机设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及运动控制领域，具体涉及一种S形轨迹规划方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]S形变速控制策略在变速过程中加速度连续，降低了因加速度突变而引入的柔性冲击，提高了机床的稳定性，因此在数控领域应用极为广泛。传统的S形轨迹规划是在离线环境下，根据每个刀轨段的参数信息，按照选取的变速策略计算得到速度
‑
时间曲线，在进行插补时，按照速度
‑
时间曲线进行插补。
[0003]在实际加工过程中，实际的刀路轨迹可能因为电机性能、切削热等其他因素带来的误差而偏离事先规划好的刀路轨迹，且用于速度规划的参数信息可能发生变化，此时继续使用原规划轨迹进行插补可能产生偏差甚至使刀路轨迹完全偏离预期。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种S形轨迹规划方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。
[0005]一种S形轨迹规划方法，包括：
[0006]获取刀具的当前运动参数值和原规划轨迹。
[0007]在刀具的运动过程中，获取修改的规划轨迹参数值。
[0008]根据修改的规划轨迹参数值、当前运动参数值以及原规划轨迹，确定S形变速轨迹的目标速度和终点速度。
[0009]根据目标速度、终点速度以及当前运动参数值，确定刀具的当前运行速度段。
[0010]根据当前运行速度段，确定S形变速轨迹包括的目标运行速度段。
[0011]根据目标运行速度段、目标速度、终点速度以及当前运动参数值，确定所述目标运行速度段的目标运动参数值。
[0012]根据目标运动参数值，确定S形变速轨迹。
[0013]根据S形变速轨迹控制刀具继续运动。
[0014]一种S形轨迹规划装置，包括：
[0015]参数值获取模块，用于获取刀具的当前运动参数值和原规划轨迹。
[0016]所述参数值获取模块，还用于在刀具的运动过程中，获取修改的规划轨迹参数值。
[0017]速度确定模块，用于根据修改的规划轨迹参数值、当前运动参数值以及原规划轨迹，确定S形变速轨迹的目标速度和终点速度。
[0018]当前运行速度段确定模块，用于根据目标速度、终点速度和当前运动参数值，确定刀具的当前运行速度段。
[0019]目标运行速度段确定模块，用于根据当前运行速度段，确定S形变速轨迹包括的目标运行速度段。
[0020]目标运动参数值确定模块，用于根据目标运行速度段、目标速度、终点速度以及当前运动参数值，确定目标运行速度段的目标运动参数值。
[0021]变速轨迹规划模块，用于根据目标运动参数值，确定S形变速轨迹。
[0022]刀具控制模块，用于根据S形变速轨迹控制刀具继续运动。
[0023]一种计算机设备，包括存储器和处理器，计算机程序被处理器执行S形轨迹规划方法的各方法实施例。
[0024]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行S形轨迹规划方法的各方法实施例。
[0025]上述S形轨迹规划方法、装置、计算机设备和存储介质，在刀具的运动过程中，获取刀具的当前运动参数值以及修改的规划轨迹参数值，计算出规划的S形变速轨迹的目标速度和终点速度，确定刀具的当前运行速度段，然后计算出S形变速轨迹运行速度段的相关参数值，得到S形变速轨迹，并使用在刀具的运动过程中得到的S形变速轨迹控制刀具继续运动。实时对刀具变速轨迹进行重新计算，降低了实时环境因素对插补过程带来的偏差，提高插补过程的精确性。
附图说明
[0026]图1为一个完整的7段S形变速曲线示意图；
[0027]图2为一个实施例中S形轨迹规划方法的流程示意图；
[0028]图3为一个实施例中S形轨迹规划装置的结构框图；
[0029]图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
[0030]应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，各部件的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。
[0033]另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0034]如图1所示，为一个完整的7段S形变速曲线。S形变速曲线包括：位移
‑
时间图像(1a)、速度
‑
时间图像(1b)、加速度
‑
时间图像(1c)以及加加速度
‑
时间图像(1d)。S形变速曲
线根据加加速度的大小和排列不同能够分为7个细分速度段。细分速度段具体表现形式可以是函数。每个细分速度段的变速规律如下：
[0035]在时间0
‑
t1阶段加加速度为正向最大加加速度J
m
，加速度由0线性增加至正向最大加速度A
m
，此时速度在变加速增加，这一阶段称为加加速阶段。
[0036]在时间t1‑
t2阶段加加速度突变为0，加速度为正向最大加速度A
m
，速度在以正向最大加速度A
m
线性增加，这一阶段称为匀加速阶段。
[0037]在时间t2‑
t3阶段加加速度突变为反向最大加加速度
‑
J
m
，加速度由正向最大加速度A
m
均匀减少至0，此时速度变加速增加至最大速度V
m
，这一阶段称为减加速阶段。
[0038]在时间t3‑
t4阶段加加速度突变为0，加速度为0，此时速度保持最大速度V
m
不变，刀具位移线性增加，这一阶段称为匀速阶段。
[0039]在时间t4‑
t5阶段加加速度突变为反向最大加加速度
‑
J
m
，加速度由0反向线性增加至反向最大加速度
‑
A<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种S形轨迹规划方法，其特征在于，包括：获取刀具的当前运动参数值和原规划轨迹；在刀具的运动过程中，获取修改的规划轨迹参数值；根据所述修改的规划轨迹参数值、所述当前运动参数值以及所述原规划轨迹，确定所述S形变速轨迹的目标速度和终点速度；根据所述目标速度、所述终点速度以及所述当前运动参数值，确定所述刀具的当前运行速度段；根据所述当前运行速度段，确定所述S形变速轨迹包括的目标运行速度段；根据所述目标运行速度段、所述目标速度、所述终点速度以及所述当前运动参数值，确定所述目标运行速度段的目标运动参数值；根据所述目标运动参数值，确定所述S形变速轨迹；根据所述S形变速轨迹控制所述刀具继续运动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述修改的规划轨迹参数值、所述当前运动参数值以及所述原规划轨迹，确定所述S形变速轨迹的目标速度和终点速度，包括：根据所述原规划轨迹以及所述当前运动参数值，确定刀轨段的剩余长度；根据所述修改的规划轨迹参数值以及所述原规划轨迹，确定第一临界位移，所述第一临界位移为在所述当前运动参数值的情况下刀具能够完成S形变速的最小距离；比较所述剩余长度与第一临界位移，得到第一比较结果；根据所述第一比较结果、所述修改的规划轨迹参数值、所述当前运动参数值以及所述剩余长度，确定所述S形变速轨迹的目标速度和终点速度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述修改的规划轨迹参数值包括最大速度；所述当前运动参数值包括的当前速度等于所述S形变速轨迹的起点速度；所述根据所述第一比较结果、所述修改的规划轨迹参数值、所述当前运动参数值以及所述剩余长度，确定所述S形变速轨迹的目标速度和终点速度，包括：当所述剩余长度小于所述第一临界位移时，计算目标速度和终点速度，使所述剩余长度等于第二临界位移，所述第二临界位移为刀具在所述当前运动参数值的情况下加速到第一分界速度，然后从第一分界速度减速到所述终点速度时所需的最短位移；所述第一分界速度等于所述起点速度和所述终点速度两者中的较大者与速度增量之和；当所述剩余长度大于或者等于所述第一临界位移，将所述最大速度作为S形变速轨迹的目标速度，计算S形变速轨迹的终点速度使所述剩余长度等于所述第一临界位移。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标速度、所述终点速度以及所述当前运动参数值，确定所述刀具的当前运行速度段，包括：当所述当前运动参数值中的当前速度不等于所述目标速度，或所述当前运动参数中的当前加速度不等于0时，确定所述刀具当前处于前变速阶段；当所述刀具当前不处于所述前变速阶段，所述目标速度不等于0且所述剩余长度不等于第二临界位移时，确定所述刀具当前处于匀速阶段；所述第二临界位移为所述刀具从所述起点速度变速到所述目标速度再变速到所述终点速度，且不经过所述匀速阶段的临界位移；
当所述刀具当前不处于所述前变速阶段和所述匀速阶段，且所述终点速度不等于所述目标速度时，确定所述刀具当前处于后变速阶段。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前运行速度段，确定所述S形变速轨迹包括的目标运行速度段，包括：当所述刀具当前处于所述前变速阶段，且所述终点速度与所述目标速度均为0时，确定所述S形变速轨迹包括所述前变速阶段；当所述刀具当前处于所述前变速阶段，且所述终点速度与所述目标速度相等且不为0，并且所述剩余长度不等于所述第二临界位移时，确定所述S形变速轨迹包括所述前变速阶段和所述匀速阶段；当所述刀具当前处于所述前变速阶段，且所述目标速度不为0，且所述目标速度与所述终点速度不相等，并且所述剩余长度不等于所述第二临界位移时，确定所述S形变速轨迹包括所述前变速阶段、所述匀速阶段和所述后变速阶段；当所述刀具当前处于所述匀速阶段，且所述终点速度与所述目标速度相等时，确定所述S形变速轨迹包括所述匀速阶段；当所述刀具当前处于所述匀速阶段，且所述终点速度与所述目标速度不相等时，确定所述S形变速轨迹包括所述匀速阶段和所述后变速阶段；当所述刀具当前处于所述后变速阶段，确定所述S形变速轨迹包括所述后变速阶段。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述修改的规划轨迹参数值包括最大加速度和最大加加速度；所述根据所述当前运行速度段，确定所述S形变速轨迹包括的目标运行速度段，还包括：当所述S变速轨迹中包括所述前变速阶段时，根据所述当前运动参数值、所述最大加速度、所述最大加加速度、所述目标速度以及所述终点速度，确定所述刀具在所述前变速阶段能达到所述最大加速度时达到的临界速度；将所述临界速度和所述目标速度进行比较，获得第二比较结果；根据所述第二比较结果确定所述前变速阶段包括的细分速度段；所述根据所述目标运行速度段、所述目标速度、所述终点速度以及所述当前运动参数值，确定目标运行速度段的目标运动参数值，包括：根据所述前变...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClG零五D一零二，
申请(专利权)人：深圳数马电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：