基于位置平滑的速度滤波方法和装置、存储介质和设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于位置平滑的速度滤波方法和装置、存储介质和设备，用于解决现有CAM在出刀时，加工效果不好的问题。其中，该基于位置平滑的速度滤波方法包括在第i次滤波时，累加当前的速度输入以获得当前输入位置，并存储进第一环形队列，其中i＞1；计算当前输入位置和第i

【技术实现步骤摘要】
基于位置平滑的速度滤波方法和装置、存储介质和设备


[0001]本专利技术属于计算机
，具体是关于一种基于位置平滑的速度滤波方法和装置、存储介质和电子设备。

技术介绍

[0002]CAM(ComputerAided Manufacturing，计算机辅助制造)主要是指：利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动，即通过直接或间接地把计算机与制造过程和生产设备相联系，用计算机系统进行制造过程的计划、管理以及对生产设备的控制与操作的运行，处理产品制造过程中所需的数据，控制和处理物料(毛坯和零件等)的流动，对产品进行测试和检验等。
[0003]在CAM于数控机床的应用中，CAM在出刀路时，往往打散成小线段，在小线段之间会形成一个突变衔接点，机床在经过该衔接点时，会产生较大的方向突变，从而产生一个较大转角加速度，导致振动，影响加工效果。
[0004]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于位置平滑的速度滤波方法，用于解决现有CAM在出刀时，加工效果不好的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于位置平滑的速度滤波方法，包括：
[0007]在第i次滤波时，累加当前的速度输入以获得当前输入位置，并存储进第一环形队列，其中i＞1；
[0008]计算当前输入位置和第i
‑
n次滤波时的历史输入位置的差值，并存储进第二环形队列，其中N＝2n
‑
1，N为滤波器的宽度；
[0009]对所述第二环形队列进行累加，以获得当前滤波后速度；
[0010]基于所述当前滤波后速度，更新当前输出位置。
[0011]一实施例中，在第i次滤波时，累加当前的速度输入以获得当前输入位置，具体包括：
[0012]在第i次滤波时，将第i
‑
1次滤波时的历史输入位置与当前的速度输入求和，以获得当前输入位置；其中，
[0013]所述第i
‑
1次滤波时的历史输入位置等于第1至i
‑
1次滤波时的历史速度输入之和。
[0014]一实施例中，对所述第二环形队列进行累加，以获得当前滤波后速度，具体包括：
[0015]将第i次滤波时的第二环形队列与第i
‑
1次滤波时的历史第一累加值求和，以获得当前第一累加值；
[0016]将所述当前第一累加值与第i
‑
1次滤波时的历史第二累加值求和，以获得当前第
二累加值；
[0017]基于所述当前第二累加值和预设权值的乘积，计算当前滤波后位置；
[0018]基于所述当前滤波后位置和第i
‑
1次滤波时的历史输出位置的差值，计算当前滤波后速度。
[0019]一实施例中，所述预设权值表示为：
[0020][0021]其中，N＝2n
‑
1，N为滤波器的宽度。
[0022]一实施例中，基于所述当前滤波后速度，更新当前输出位置，具体包括：
[0023]将所述当前滤波后速度与第i
‑
1次滤波时的历史输出位置求和，以获得当前输出位置。
[0024]一实施例中，还包括：
[0025]在当前速度输入为零时，重复执行所述速度滤波方法，直至当前输出位置和当前输入位置相等；
[0026]退出所述速度滤波方法并设置布尔变量为第一值，其中所述布尔变量用于标注滤波工作状态，在所述布尔变量为第一值时，不执行对当前速度输入的滤波操作。
[0027]一实施例中，所述第一环形队列和第二环形队列的长度等于滤波器的宽度。
[0028]本专利技术还提供一种基于位置平滑的速度滤波装置，包括：
[0029]第一计算模块，用于在第i次滤波时，累加当前的速度输入以获得当前输入位置，并存储进第一环形队列，其中i＞1；
[0030]第二计算模块，用于计算所述当前输入位置和第i
‑
n次滤波时的历史输入位置的差值，并存储进第二环形队列；
[0031]第三计算模块，用于对所述第二环形队列进行累加，以获得当前滤波后速度；
[0032]第四计算模块，用于基于所述当前滤波后速度，更新当前输出位置。
[0033]本专利技术还提供一种计算设备，包括：
[0034]至少一个处理器；以及
[0035]存储器，所述存储器存储指令，当所述指令被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器执行如上所述的方法。
[0036]本专利技术还提供一种机器可读存储介质，其存储有可执行指令，所述指令当被执行时使得所述机器执行如上所述的方法。
[0037]与现有技术相比，根据本专利技术的基于位置平滑的速度滤波方法，可以通过6次加减法运算、1次乘法运算、以及7次赋值运算即可得到插补器的插补输出位置，而无需经历N＝2n
‑
1次循环，加工效果好且耗时较短，不会影响插补的实时性；并且，该滤波方法中，虽然是对速度进行滤波，但平滑则是基于空间位置的，这样方便引入弓高误差的自适应控制，即速度前瞻规划后，可通过各运动段的曲率值以及速度，提前计算滑动滤波器的宽度，使之平滑强度足够大，但又不至于超出设定的弓高误差；另外，基于位置平滑，对滤波器的退出时机可更严谨，以避免出现位置累积误差的隐患。
附图说明
[0038]图1是根据本专利技术基于位置平滑的速度滤波方法一实施例的流程图；
[0039]图2和图3分别是未开启本专利技术速度滤波方法和开启本专利技术速度滤波方法时，CAM出刀的轨迹图；
[0040]图4是根据本专利技术基于位置平滑的速度滤波装置一实施例的模块图；
[0041]图5是根据本专利技术基于位置平滑的速度滤波计算设备一实施例的硬件结构图。
具体实施方式
[0042]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0043]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0044]在滑动加权平均滤波器中，其原理公式为：
[0045][0046]其中，F(i)为滤波输出，X(i
‑
k+1)为滤波输入，H(k)为滤波权值， i代表第i次滤波，i和k取正整数；滤波权值H(k)定义为：
[0047][0048]可知：
[0049][0050]满足加权平均的定义。
[0051]可以看出，每次滑动加权的平均滤波都需要经历N＝2n
‑
1次循环，每次循环需要一次乘法、一次累加，当N比较大时，计算会比较耗时，而为了不影响插补的实时性，则需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于位置平滑的速度滤波方法，其特征在于，包括：在第i次滤波时，累加当前的速度输入以获得当前输入位置，并存储进第一环形队列，其中i＞1；计算所述当前输入位置和第i
‑
n次滤波时的历史输入位置的差值，并存储进第二环形队列，其中N＝2n
‑
1，N为滤波器的宽度；对所述第二环形队列进行累加，以获得当前滤波后速度；基于所述当前滤波后速度，更新当前输出位置。2.根据权利要求1所述的基于位置平滑的速度滤波方法，其特征在于，在第i次滤波时，累加当前的速度输入以获得当前输入位置，具体包括：在第i次滤波时，将第i
‑
1次滤波时的历史输入位置与当前的速度输入求和，以获得当前输入位置；其中，所述第i
‑
1次滤波时的历史输入位置等于第1至i
‑
1次滤波时的历史速度输入之和。3.根据权利要求1所述的基于位置平滑的速度滤波方法，其特征在于，对所述第二环形队列进行累加，以获得当前滤波后速度，具体包括：将第i次滤波时的第二环形队列与第i
‑
1次滤波时的历史第一累加值求和，以获得当前第一累加值；将所述当前第一累加值与第i
‑
1次滤波时的历史第二累加值求和，以获得当前第二累加值；基于所述当前第二累加值和预设权值的乘积，计算当前滤波后位置；基于所述当前滤波后位置和第i
‑
1次滤波时的历史输出位置的差值，计算当前滤波后速度。4.根据权利要求3所述的基于位置平滑的速度滤波方法，其特征在于，所述预设权值表示为：其中，N＝2n

【专利技术属性】
技术研发人员：郭先强，何长安，彭伟，
申请(专利权)人：苏州谋迅智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：