[發明專利]速度前瞻的方法及其數控裝置、數控系統

有效

• 申請號: 201210407730.4
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN102945020A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 龔麗輝
• 申請（專利權）人: 北京配天大富精密機械有限公司
• 主分類號: G05B19/416
• 分類號: G05B19/416
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦

技術領域

本發明涉及數控系統領域，特別是涉及速度前瞻的方法及其數控裝置、數控系統。

背景技術

數控系統（Numerical?Control?System）是數字控制系統的簡稱，是根據計算機存儲器中存儲的控制程序，執行部分或全部數值控制功能，并配有接口電路和伺服驅動裝置的專用計算機系統。

數控加工過程中，數控系統根據用戶輸入的加工代碼進行加工。通常用戶在加工代碼中會指定一個速度作為目標速度，但一般并不指定各加工段終點的速度，即如果不采取某種措施來對各段末點速度進行計算的話，各段末點處速度控制策略一般為按照系統給定速度持續加工，或者每段段末降速到停止。如果保持一個較大的速度，可能導致無法在誤差允許范圍內過渡到下一個加工段，出現過沖等不利現象；如果在段末減速到停止后開始下一段的加工，這樣能保證加工的安全，但效率低下，并且頻繁的加減速會導致加工工件表面的不光滑，甚至會導致機床的共振，對加工質量產生嚴重不利影響。因此，在加工過程中引入前瞻功能，通過對后續加工段的預讀完成加工路徑上各段交點處速度的統一規劃，實現進給速度的平滑過渡，減少速度急劇變化對機床的沖擊，從而提高加工效率和加工質量。

參閱圖1，圖1是現有技術中一種速度前瞻方法的流程圖。現有技術中進行速度前瞻的一種做法是：首先對當前待加工段進行判斷，判斷是否為速度敏感點，是否為速度敏感點的主要判斷依據為相鄰段間的拐角、后續段的長度、加速度限制等；如果判斷為速度敏感點，則計算需要預讀的段數，通過預讀段的長度、速度來修正當前段的速度，完成速度的規劃。

本申請發明人在長期研發中發現，上述實現方法雖然能夠完成速度的統一規劃，但是存在一定的不足，主要體現在以下三個方面：

（1）上述速度前瞻處理方法并不對所有點進行處理，而是需要先判斷敏感點。這樣雖然能一定程度上節省時間提高效率，但對敏感點界定上存在一定的主觀性，有可能導致需要考慮的段未被考慮，因而不能保證其方法的可靠性。

（2）按照上述速度前瞻處理方法對敏感點進行校驗，在對其中一段進行前瞻處理時需要計算后續N段（求解得出）一些數據，而這些數據在對后續段進行前瞻的過程中也可能會需要，并且前瞻過程處理的加工段數很多，因此造成大量的重復計算，影響總體效率。

（3）速度前瞻作為系統的重要模塊，需要具備良好的可維護性和可擴展性。上述速度前瞻處理方法雖然給出了基本的實現方法，但缺乏一定的可維護性以及可擴展性。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種速度前瞻的方法及其數控裝置、數控系統實施方式，能夠保證數控機床加工的安全可靠性，提高加工效率和加工質量。

為解決上述技術問題，本發明的一方面是：提供一種速度前瞻方法，包括：計算加工路徑中所有規劃段的段長以及與段長相對應的段末點的最大預估速度；保存所有規劃段的段長以及與段長相對應的段末點的最大預估速度的計算結果，完成預處理階段；根據計算結果對各規劃段進行前瞻處理。

其中，對各規劃段進行前瞻處理的步驟包括：對各規劃段的段末點i進行速度前向校驗以及速度后向校驗，其中，根據計算結果對各規劃段的段末點i進行速度前向校驗而調整段末點i的前向校驗速度，根據計算結果以及前向校驗速度對各規劃段的段末點i進行速度后向校驗而調整段末點i的后向校驗速度；其中，段末點i為當前規劃段的段末點。