[發明專利]數控加工中的運動規劃方法、運動規劃器及其應用

有效

• 申請號: 201210279765.4
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102809945A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 李振瀚;陳吉紅;楊建中;張敏
• 申請（專利權）人: 武漢華中數控股份有限公司
• 主分類號: G05B19/41
• 分類號: G05B19/41;G05B19/19
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李佑宏

1.一種數控加工中的運動規劃方法，在對G代碼序列點進行曲線擬合的同時，獲得加工的規劃函數，其具體包括：

對數控系統中的解釋器產生的G代碼序列點r_i進行擬合處理，擬合得到連續的刀具軌跡曲線r(u)；其中，i為G代碼序列點的序號，i的取值范圍為[0,N-1],N為G代碼序列點的總數目，u為軌跡曲線的參數；

根據加工總時間T獲得規劃函數σ(u)；

根據上述刀具軌跡曲線r(u)和規劃函數σ(u)，利用數控系統的插補周期Δt進行插補運算，獲得軌跡曲線r(u)上的各離散插補點，即可實現運動規劃。

2.根據權利要求1所述的數控加工中的運動規劃方法，其特征在于，所述的插補運算公式為：

u_j+1-u_j=σ(u_j+1+u_j/2)Δt

式中，j為離散插補點的序號，u_j為第j個離散插補點在刀具軌跡曲線r(u)上的參數，u_j+1為第j+1個離散插補點在刀具軌跡曲線r(u)上的參數。

3.根據權利要求1或2所述的數控加工中的運動規劃方法，其特征在于，所述規劃函數σ(u)通過求解下列加工時間積分的最小值得到：

T=∫dt=∫duσ(u)]]>

其中T是數控加工運行時間的總和。

4.根據權利要求1-3之一所述的數控加工中的運動規劃方法，其特征在于，在任一參數為u_j的離散插補點處規劃的速度被減速或暫停時，可利用加速度插補進行速度提升，以恢復到規劃好的速度，該加速度插補具體為：

首先，計算該參數為u_j的離散插補點處的瞬間運動速度：

vj=ΔrjΔt=|r(uj)-r(uj-1)|Δt]]>

其次，根據得到的參數為u_j的離散插補點處的瞬間運動速度計算下一瞬間加速后相應的弧長Δr_j+1：

Δrj+1=(vj+a2Δt)Δt]]>

進一步得到該參數為u_j的離散插補點與后一參數為u_j+1的離散插補點之間的參數區間長度Δu_j+1：

Δuj+1=uj+1-uj=Δrj+1(drdu)u=uj-1]]>

由u_j與u_j+1計算之后的離散插補點的參數u_j+2，…，u_j+k，直到兩離散插補點的參數u_j+k-1和u_j+k之間的區間長度滿足

Δu_j+k≥σ((u_j+k+u_j+k-1)/2)Δt時，即可在該參數為u_j+k的離散插補點處恢復到規劃好的速度函數；

其中，j為離散插補點的序號，u_j為第j個離散插補點在刀具軌跡曲線r(u)上的參數，u_j+1為第j+1個離散插補點在刀具軌跡曲線r(u)上的參數，r(u_j)表示第j個離散插補點在刀具軌跡曲線上的坐標，r(u_j-1)表示第j-1個離散插補點在刀具軌跡曲線上的坐標，Δt為插補周期，Δr_j表示r(u_j)與r(u_j-1)之間的曲線段的弧長，a是機床的加速度極限。