本发明专利技术涉及数控机床控制技术领域，具体涉及一种S形速度曲线快速插补计算的方法。所述的方法包括以下步骤：S101读取即时运动参数；S102即时运动参数按顺序初始化修正；S103输出当前的位置增量；S104按顺序修正运动参数获取所需实际参数；S105重复步骤S103，进入下一个循环。本发明专利技术的优点在于：方法简单、高效。优化效果好。实时性高，指向性高。指向性高。
【技术实现步骤摘要】
一种S形速度曲线快速插补计算的方法
[0001]本专利技术涉及数控机床控制
，具体涉及一种S形速度曲线快速插补计算的方法。
技术介绍
[0002]数控机床的进给速度与加工精度、生产率以及工件表面粗糙度有着密切关系。刀路中存在大量的微小线段或圆弧，在转角处需要适当减速。通过对刀路进行前瞻速度规划，以便提前获得加减速信息，提高加工效率。速度规划中，比较高级的算法是S形加减速控制，相比梯形加减速和指数型加减速控制，S形加减速控制有速度曲线光滑、均匀、运动平稳、无冲击且可以有效地抑制振动，并提高效率。
[0003]速度曲线规划好后，需要计算输出指定插补周期内各轴要移动的距离，此即“插补”，它能让机床按规划好的速度曲线，在指定的时刻抵达指定的位置。
[0004]一般为了计算当前周期的运动量，需要计算出该周期的终点位置，而后减去之前一周期存储的终点位置。而位置计算是一个高次多项式，需要多次乘加计算。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服上述技术问题，提供一种计算方法简单、高效，实时性高，指向性高的S形速度曲线快速插补计算的方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下。
[0007]第一方面，本专利技术提供一种S形速度曲线快速插补计算的方法。
[0008]一种S形速度曲线快速插补计算的方法，所述的方法包括以下步骤：
[0009]S101读取即时运动参数；
[0010]S102即时运动参数按顺序初始化修正；
[0011]S103输出当前的位置增量；
[0012]S104按顺序修正运动参数获取所需实际参数；
[0013]S105重复步骤S103，进入下一个循环。
[0014]进一步的，步骤S101所述的即时运动参数包括速度V、加速度A、加加速度J和加加加速度S；其中，规划好的S形速度曲线，某任意阶段的某个时刻，即时的运动状态为(V，A，J，S)，该阶段该时刻后还有n个完整的插补周期T。
[0015]进一步的，步骤S102所述的即时运动参数按顺序初始化修正公式为：
[0016][0017][0018][0019]式中，左箭头符号
←
表示将右边的表达式计算结果赋给左边的变量，T为插补周
期。
[0020]进一步的，步骤S103所述的输出当前的位置增量为V*T。
[0021]进一步的，步骤S103所述的输出当前的位置增量后，令n
←
n
‑
1，如果n＝0，表明输出已完成，退出；
[0022]如果n≠0，则进行S104步骤。
[0023]进一步的，步骤S104所述的按顺序修正运动参数获取所需实际参数公式为：
[0024]J
←
J+S*T，
[0025]A
←
A+J*T，
[0026]V
←
V+A*T，
[0027]式中，左箭头符号
←
表示将右边的表达式计算结果赋给左边的变量，T为插补周期。
[0028]进一步的，所述的S形速度曲线为15段式S形速度曲线。
[0029]进一步的，所述的S形速度曲线为7段式S形速度曲线。
[0030]第二方面，本专利技术提供另一种S形速度曲线快速插补计算的方法。
[0031]一种S形速度曲线快速插补计算的方法，所述的加加加速度S＝0时，所述的方法为：
[0032]S201对即时运动参数初始化修正：
[0033]S202输出当前的位置增量：V*T；
[0034]S203令n
←
n
‑
1，当n＝0，表明输出已完成，退出；当n≠0，则进行S204步骤；
[0035]S204按下面顺序，修正运动参数：
[0036]A
←
A+J*T；
[0037]V
←
V+A*T；
[0038]S205转到步骤S202，进入下一个循环。
[0039]进一步的，所述的插补周期T为时间常量；
[0040]将运动参数(V，A，J，S)的时间单位转化为以T为单位，则上述公式中的*T和/或*T2和/或*T3等同于“*1”，不用实际作乘法运算，省去上述公式中*T和/或*T2和/或*T3乘法运算；
[0041]将运动参数中的长度单位，转换成设备的脉冲当量，插补所得的位置增量无需单位转换，即为所需的脉冲值。
[0042]业界通常所说的S形速度曲线，是指速度(Velocity)、加速度(Acceleration)可连续，加加速度(Jerk)阶跃非连续，最多可分7个阶段。如果让加加速度(Jerk)也连续，加加加速度(Snap)阶跃非连续，则最多可分15个阶段。前者的7个阶段完全包含于后者的15个阶段中，故本专利技术直接针对更高阶的后者来叙述。
[0043]已知：规划好的15段S形速度曲线，对于某任意某阶段的某个时刻，即时的运动状态为(V，A，J，S)，该阶段此时刻后还有n个完整的插补周期T。则在此时刻后，连续的n周期，各个周期结束时，位置的顺序增量计算方法为：
[0044](1)读取即时运动参数；
[0045](2)即时运动参数按顺序初始化修正：
[0046][0047][0048][0049]式中，左箭头符号
←
表示将右边的表达式计算结果赋给左边的变量。
[0050](3)输出当前的位置增量V*T；
[0051]令n
←
n
‑
1，当n＝0，表明输出已完成，退出；当n≠0，则按顺序修正运动参数获取所需实际参数：
[0052]J
←
J+S*T，
[0053]A
←
A+J*T，
[0054]V
←
V+A*T。
[0055](4)输出当前的位置增量V*T，进入下一个循环。
[0056]以上给出的是一般情形，也适用于其它特殊情形。比如：对于7段式的S形速度曲线，可看作15段S形速度曲线中的加加加速度S＝0的情形，计算还可进一步简化：
[0057](1)对运动参数，初始化修正：
[0058][0059](2)输出当前的位置增量：V*T；
[0060](3)令n
←
n
‑
1,如果n等于0，表明输出已完成，退出；
[0061](4)按下面顺序，修正运动参数：
[0062]A
←
A+J*T，
[0063]V
←
V+A*T；
[0064](5)输出当前的位置增量V*T，进入下一个循环。
[0065]插补周期T对于数控系统来说是一个事先设定的固定的时间常量，比如T＝0.5ms，将运动参数(V，A，J，S)的时间单位转化为以T为单位，则上述流程中的“*T”、“*T
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种S形速度曲线快速插补计算的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：S101读取即时运动参数；S102即时运动参数按顺序初始化修正；S103输出当前的位置增量；S104按顺序修正运动参数获取所需实际参数；S105重复步骤S103，进入下一个循环。2.根据权利要求1所述的一种S形速度曲线快速插补计算的方法，其特征在于：步骤S101所述的即时运动参数包括速度V、加速度A、加加速度J和加加加速度S；其中，规划好的S形速度曲线，某任意阶段的某个时刻，即时的运动状态为(V，A，J，S)，该阶段该时刻后还有n个完整的插补周期T。3.根据权利要求1所述的一种S形速度曲线快速插补计算的方法，其特征在于，步骤S102所述的即时运动参数按顺序初始化修正公式为：S102所述的即时运动参数按顺序初始化修正公式为：S102所述的即时运动参数按顺序初始化修正公式为：式中，左箭头符号
←
表示将右边的表达式计算结果赋给左边的变量，T为插补周期。4.根据权利要求1所述的一种S形速度曲线快速插补计算的方法，其特征在于，步骤S103所述的输出当前的位置增量为V*T。5.根据权利要求1所述的一种S形速度曲线快速插补计算的方法，其特征在于，步骤S103所述的输出当前的位置增量后，令n
←
n
‑
1，如果n＝0，表明输出已完成，退出；如果n≠0，则进行S104步骤。6.根据权利要求1所述的一种S形速度曲线快速插补计算的方法，其特征在于，步骤S104所述的按顺序修正运动参数获取所需实际参数公式为：J
【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：
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