应用于工具机的加工路径最佳化方法技术

本发明专利技术涉及应用于工具机的加工路径最佳化方法，提供加工程序，并解译加工程序；提供路径规划单元，其接收经解译的加工程序，并依据数值控制参数规划出加工路径；提供张力云形线的轨迹插补算法的插补器将加工路径做平滑化处理；提供动程规划单元，依据数值控制参数及张力云形线的轨迹插补算法的插补器，赋予平滑化处理的加工路径的运动特性；提供插值单元，依据数值控制参数及张力云形线的轨迹插补算法的插补器，对已完成动程规划的具有运动特性的加工路径的数据，进行插补运算并产生插值命令；提供驱动器，将插值命令发送至驱动器；利用驱动器发出控制信号以驱动并控制轴向马达；提供位置感测组件，其将轴向马达的位置信息回馈至驱动器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，具体涉及用于工具机的加工路径轨迹生成与内插的 方法。
技术介绍
随着计算机数值控制(Computer Numerical Control, CNC)工具机设备的进步，传统以线段插补的加工路径规划方式已不能满足高速度、高精度的要求，需使用更先进的插补方式来描述复杂的曲面或曲线，最广泛被使用的插补方式多为B-Spline、三次云形线(Cubic Spline)、多项式曲线或是直接线性插补,这些方法都存在着缺点。然而，利用B-Spline作为插补曲线的插补器最常见的就是NURBS (Non-uniformrational B-Spline), NURBS在应用上最大的麻烦点就是所生成的轨迹并不一定会通过控制点，也就是要经过指定的轨迹，就必须要反求出相对应的控制点让工具机去追踪。另外，Cubic Spline以及多项式的曲线之形状较难自由调控，Cubic Spline虽然圆滑，但较难生成比较硬直的曲线，多项式曲线则非常容易发生震幅过大与抖动的问题。而直接线性插补方式所生出的轨迹在速度(一次微分)的部分就已经不连续，对工具机容易造成伤害与震动的问题，故少被使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种，旨在解决一般插补曲线常发生的问题，如生成的加工路径轨迹不一定会经过所有控制点或生成的轨迹容易发生震幅过大与抖动的问题。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现 ，特点是 提供加工程序，并解译加工程序； 提供路径规划单元，其接收经解译的加工程序，并依据数值控制参数规划出加工路径; 提供张力云形线的轨迹插补算法的插补器将加工路径做平滑化处理； 提供动程规划单元，依据数值控制参数及张力云形线的轨迹插补算法的插补器，赋予平滑化处理的加工路径的运动特性； 提供插值单元，依据数值控制参数及张力云形线的轨迹插补算法的插补器，对已完成动程规划的具有运动特性的加工路径的数据，进行插补运算并产生插值命令； 提供驱动器，将插值命令发送至驱动器； 利用驱动器发出控制信号以驱动并控制轴向马达； 提供位置感测组件，其将轴向马达的位置信息回馈至驱动器。进一步地，上述的，所述加工路径包含复数个控制点。更进一步地，上述的，所述控制点由张力云形线的轨迹插补算法的插补器设定边界条件。更进一步地，上述的，所述边界条件为控制点的位置、速度与加速度。再进一步地，上述的，所述张力云形线的轨迹插补算法的插补器包含一张力值系用于调整加工路径的控制点间曲线的圆滑程度。再进一步地，上述的，所述张力云形线的轨迹插补算法的插补器包含一时间值系用于调整加工路径从一控制点至另一控制点所经过的时间。再进一步地，上述的，所述赋予平滑化处理的加工路径的运动特性包含赋予加工路径速度与加速度。 本专利技术技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在 本专利技术基于张力云形线(Tension Spline)的最佳化插补轨迹生成方法，利用此方法所生成的插补轨迹能平滑地经过所有控制点，由更改张力值，可以调整各段曲线的圆滑程度，只要曲线边界条件相符合，利用此方法可以自由地合并任意两条插补轨迹，进而达成不间断在线轨迹生成的目的。由张力云形线(Tension Spline)的轨迹插补算法调整张力值后，可以达到通过所有控制点、轨迹平顺以及轨迹形状方便调控等优点。附图说明下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明 图I :本专利技术流程 图2 :CNC机械装置的数值控制器方块示意 图3 :本专利技术的加工程序示意 图4 :本专利技术的不同张力值对于加工路径的影响示意图。具体实施例方式本专利技术提出利用Tension Spline作为插补曲线的算法可以做到通过所有控制点、轨迹平顺以及轨迹形状方便调控的优点。本专利技术，其中，所提到机械设备的数值控制装置的构造与功能以及插补曲线B-Spline、Cubic Spline与多项式曲线的原理，已为相关
具有通常知识者所能明了，故以下文中的说明，仅针对与本专利技术使用于工具机的加工路径最佳化方法其特征处进行详细说明。如图I所示，如下 步骤100 :提供一加工程序，并解译该加工程序，接着进入步骤101。步骤101 :提供一路径规划单元，其接收经过解译的该加工程序并依据一数值控制参数规划出一加工路径；工具机于接收加工程序后，会将使用者所编译完成的加工程序解译成复数个加工指令，并透过所提供的路径规划单元规划出包含复数个控制点的一加工路径，接着进入步骤102。步骤102 :提供一张力云形线(Tension Spline)的轨迹插补算法的插补器(Interpolator)，将该加工路径做一平滑化处理；此步骤主要藉由张力云形线的轨迹插补算法的插补器，并设定加工路径上控制点间位置、速度与加速度的边界条件，以平滑加工路径上控制点间的插补曲线，其张力云形线的轨迹插补算法的演算方程式如下式(I)所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.应用于工具机的加工路径最佳化方法，其特征在于 提供加工程序，并解译加工程序； 提供路径规划单元，其接收经解译的加工程序，并依据数值控制参数规划出加工路径; 提供张力云形线的轨迹插补算法的插补器将加工路径做平滑化处理； 提供动程规划单元，依据数值控制参数及张力云形线的轨迹插补算法的插补器，赋予平滑化处理的加工路径的运动特性； 提供插值单元，依据数值控制参数及张力云形线的轨迹插补算法的插补器，对已完成动程规划的具有运动特性的加工路径的数据，进行插补运算并产生插值命令； 提供驱动器，将插值命令发送至驱动器； 利用驱动器发出控制信号以驱动并控制轴向马达； 提供位置感测组件，其将轴向马达的位置信息回馈至驱动器。2.根据权利要求I所述的应用于工具机的加工路径最佳化方法，其特征在于所述加工路径包含复...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄汉邦，李柏霆，王唯任，
申请(专利权)人：苏州新代数控设备有限公司，
类型：发明
国别省市：