应用于数控系统的刀具路径控制方法技术方案

本申请涉及应用于数控系统的刀具路径的控制方法，所述数控系统包括CNC主控制器、多个伺服控制器，每个所述伺服控制器均与所述CNC主控制器相连接，所述CNC主控制器包括人机界面主控制器、编译器、插补编译器以及插补执行器；所述人机界面控制器用于输出加工信息和显示所述编译器传输的图像；所述编译器用于接收所述人机界面控制器传输的加工信息并处理成相应的图像传输回人机界面控制器,能够通过该控制方法让驱动件进行平稳的连续式移动，而不是快速启动快速暂停的不连续式运动，从而能够避免刀具在移动过程中因为驱动件多次的快速启动快速暂停带来的间歇抖动影响其加工精度。启动快速暂停带来的间歇抖动影响其加工精度。启动快速暂停带来的间歇抖动影响其加工精度。

Tool path control method applied to CNC system

【技术实现步骤摘要】
应用于数控系统的刀具路径控制方法


[0001]本专利技术属于数控加工
，尤其涉及应用于数控系统的刀具路径控制方法。

技术介绍

[0002]在数控加工的过程中，当前的伺服控制器的伺服接口对CNC控制器发过来的数据指令使用高采样率(即采样周期较短)，CNC控制器内部伺服接口相对于伺服控制器的伺服接口采用低采样率(既采样周期较长)，这样导致伺服控制器在控制伺服电机运动时是不流畅的，导致伺服电机在运动的过程中是不连续运动，而且有时需要利用多个伺服电机控制刀具移动，这样就会导致所有伺服电机的抖动传递到末端的刀具上，从而让驱动件的运动曲线是一个阶梯曲线图像，而不是平滑曲线图像，如图1所示，这样会使刀具在加工时因为抖动的原因而降低加工精度。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供应用于数控系统的刀具路径控制方法，能够提高加工精度。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0005]第一方面，提供一种应用于数控系统的刀具路径控制方法，其特征在于，所述方法包括：从插补编译器编译的加工信息中获取采样起点的位置、速度以及加速度，采样终点的位置、速度以及加速度，以及采样起点到达采样终点所需时间传输到插补执行器；
[0006]在插补执行器中将获取采样起点的位置、速度以及加速度，采样终点的位置、速度以及加速度，以及采样起点到达采样终点所需时间代入五阶多项式轨迹公式以及对应的速度公式和加速度公式获得所述采样起点到采样终点的位置关于时间的函数式及图像、所述采样起点到采样终点的速度关于时间的函数式及图像以及所述采样起点到采样终点的加速度关于时间的函数式及图像，并获取所述采样起点到采样终点的位置关于时间的函数式的各个系数；
[0007]将五阶多项式轨迹公式以及对应的速度公式和加速度公式以及所述采样起点到采样终点的位置关于时间的函数式的各个系数传输至伺服控制器，在所述伺服控制器中重构所述采样起点到采样终点的位置关于时间的函数式及图像、所述采样起点到采样终点的速度关于时间的函数式及图像以及所述采样起点到采样终点的加速度关于时间的函数式及图像；
[0008]所述伺服控制器根据所述采样起点到采样终点的位置关于时间的函数式、所述采样起点到采样终点的速度关于时间的函数式以及所述采样起点到采样终点的加速度关于时间的函数式控制驱动件运动。
[0009]作为优选，所述轨迹公式为P(t)＝C5t5+C4t4+C3t3+C2t2+C1t+C0；
[0010]所述速度公式为V(t)＝5C5t4+4C4t3+3C3t2+2C2t+C1；
[0011]所述加速度公式为A(t)＝20C5t3+12C4t2+6C3t+2C2；
[0012]其中，C5、C4、C3、C2、C1、C0均为系数，t为时间。
[0013]第二方面，提供一种应用于数控系统的刀具路径控制方法，其特征在于，所述方法包括：从插补编译器编译的加工信息中获取采样起点的位置、速度以及加速度，采样终点的位置、速度以及加速度，以及采样起点到达采样终点所需时间传输到插补执行器；
[0014]在插补执行器中将获取采样起点的位置、速度以及加速度，采样终点的位置、速度以及加速度，以及采样起点到达采样终点所需时间代入五阶多项式轨迹公式以及对应的速度公式和加速度公式获得所述采样起点到采样终点的位置关于时间的函数式及图像、所述采样起点到采样终点的速度关于时间的函数式及图像以及所述采样起点到采样终点的加速度关于时间的函数式及图像；
[0015]将五阶多项式轨迹公式以及对应的速度公式和加速度公式，以及采样起点的位置、速度及加速度，采样终点的位置、速度及加速度传输至伺服控制器；
[0016]所述伺服控制器根据所保留的采样时间结合采样起点的位置、速度及加速度，采样终点的位置、速度及加速度，以及五阶多项式轨迹公式及对应的速度公式、加速度公式，自行计算所述采样起点到采样终点的位置关于时间的函数式及图像、所述采样起点到采样终点的速度关于时间的函数式及图像以及所述采样起点到采样终点的加速度关于时间的函数式及图像；
[0017]所述伺服控制器根据所述采样起点到采样终点的位置关于时间的函数式、所述采样起点到采样终点的速度关于时间的函数式以及所述采样起点到采样终点的加速度关于时间的函数式控制驱动件运动。
[0018]作为优选，所述轨迹公式为P(t)＝C5t5+C4t4+C3t3+C2t2+C1t+C0；
[0019]所述速度公式为V(t)＝5C5t4+4C4t3+3C3t2+2C2t+C1；
[0020]所述加速度公式为A(t)＝20C5t3+12C4t2+6C3t+2C2；
[0021]其中，C5、C4、C3、C2、C1、C0均为系数，t为时间。
[0022]有益效果：如本专利技术中第一方法和第二方面所提供的方法，旨在给出由CNC计算的完美曲线，使得伺服控制器可以计算其位置、速度和加速度命令。在本专利技术中我们没有给出每个轴的位置，而是给出了5阶多项式的6个系数即C0、C1、C2、C3、C4、C5。在传统技术中伺服只能知道CNC命令的采样近似值，而在本专利技术中，由于每个伺服控制器都可以重建函数图像，因此伺服控制器可以得到确切的位置、速度和加速度，体现在刀具的移动轨迹上则是能够让驱动件进行平稳的连续式移动，而不是快速启动快速暂停的不连续式运动，从而能够避免刀具在移动过程中因为驱动件多次的快速启动快速暂停带来的间歇抖动影响其加工精度。另一方面，本专利技术中CNC本身的采样率可以降低很多：例如采用5毫秒而不是1毫秒，这大大减少了主控制器的繁忙度，从而提高了它的性能和稳定性。
附图说明
[0023]图1为现有技术中的采样起点到采样终点的位置关于时间的驱动件部分间歇运动图像示意图上的CNC主控制器的采样周期与伺服控制器的采样周期示意图；
[0024]图2为本专利技术一种实施例中的数控系统与伺服控制器的示意图；
[0025]图3为本专利技术一种实施例中的采样起点到采样终点的位置、速度方向关于时间变化而变化的示意图；
[0026]图4为本专利技术一种实施例中的示意图采样起点到采样终点的位置关于时间的驱动件部分运动曲线示意图上的CNC主控制器的采样周期与伺服控制器的采样周期示意图。
[0027]图中，1
‑
CNC主控制器，2
‑
人机界面主控制器，3
‑
编译器，4
‑
插补编译器，5
‑
插补执行器，6
‑
伺服控制器。
具体实施方式
[0028]以下结合具体实施例和说明书附图对本专利技术作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本专利技术。此外，下述说明中涉及到的本专利技术的实施例通常仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于数控系统的刀具路径控制方法，其特征在于，所述方法包括：从插补编译器编译的加工信息中获取采样起点的位置、速度以及加速度，采样终点的位置、速度以及加速度，以及采样起点到达采样终点所需时间传输到插补执行器；在插补执行器中将获取采样起点的位置、速度以及加速度，采样终点的位置、速度以及加速度，以及采样起点到达采样终点所需时间代入五阶多项式轨迹公式以及对应的速度公式和加速度公式获得所述采样起点到采样终点的位置关于时间的函数式及图像、所述采样起点到采样终点的速度关于时间的函数式及图像以及所述采样起点到采样终点的加速度关于时间的函数式及图像，并获取所述采样起点到采样终点的位置关于时间的函数式的各个系数；将五阶多项式轨迹公式以及对应的速度公式和加速度公式以及所述采样起点到采样终点的位置关于时间的函数式的各个系数传输至伺服控制器，在所述伺服控制器中重构所述采样起点到采样终点的位置关于时间的函数式及图像、所述采样起点到采样终点的速度关于时间的函数式及图像以及所述采样起点到采样终点的加速度关于时间的函数式及图像；所述伺服控制器根据所述采样起点到采样终点的位置关于时间的函数式、所述采样起点到采样终点的速度关于时间的函数式以及所述采样起点到采样终点的加速度关于时间的函数式控制驱动件运动。2.根据权利要求1所述的应用于数控系统的刀具路径控制方法，其特征在于，所述轨迹公式为P(t)＝C5t5+C4t4+C3t3+C2t2+C1t+C0；所述速度公式为V(t)＝5C5t4+4C4t3+3C3t2+2C2t+C1；所述加速度公式为A(t)＝20C5t3+12C4t2+6C3t+2C2；其中，C5、C4、C3、C2、C1、C0均为系数，t为时间。3.一种应用于数控系统的刀具路径控制方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄加园，陈田田，弗兰克，纳塔鹏，邵望臻，杨振宇，茹开开，
申请(专利权)人：英诺威讯智能科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：