[發明專利]進給速度實時動態規劃方法及系統

有效

• 申請號: 201810185344.2
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108388206B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 劉煥
• 申請（專利權）人: 深圳市匯川技術股份有限公司
• 主分類號: G05B19/416
• 分類號: G05B19/416
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

本發明提供了一種進給速度實時動態規劃方法及系統，所述方法包括以下步驟：根據當前時刻進給速度、當前時刻目標進給速度將調速到結束速度的過程分為第一階段和第二階段；規劃所述第一階段的加速度變化過程，并根據所述第一階段的加速度變化過程計算所述第一階段的第一運動距離；規劃第二階段的加速度變化過程，并根據所述第二階段的加速度變化過程計算所述第二階段的第二運動距離；在所述第一運動距離、第二運動距離之和小于或等于剩余運動距離時，根據所述第一階段的加速度變化過程以及第二階段的加速度變化過程獲得當前時刻目標進給速度曲線。本發明規劃的進給速度可實現時間最優，并適合不同數字控制系統。

技術領域

本發明涉及數控系統領域，更具體地說，涉及一種進給速度實時動態規劃方法及系統。

背景技術

在數控加工中，需要隨時改變進給速度，例如通過倍率調節開關或旋鈕來改變加工進給速度，在手輪模擬時使加工進給速度跟隨手搖速度，在手動運動時使軸的進給速度在慢速和快速之間切換等。而進給速度的響應性能直接影響到加工零件的表面質量和加工效率，因此進給速度的實時動態規劃是數控系統中必不可少的功能之一。

進給速度的實時動態規劃是在獲取新的目標速度值后對后續的進給速度進行實時重新規劃，要求重新規劃后的進給速度與規劃之前的進給速度在速度和加速度上連續。

目前的進給速度規劃大多涉及運動速度的靜態規劃方法，如S型進給速度曲線規劃方法、梯型進給速度規劃方法、三角函數進給速度規劃方法等，在這些方法中，初始和結束的加速度必須為零。而在實際操作中，初始的加速度不一定為零，進給速度可能處于加速、勻速或減速之間的任意狀態，因此上述方法不適用。

此外，現有的采用三次多項式加減速模型進行進給速度規劃的方法，其規劃的進給速度不是時間最優的，并且不適用于軌跡距離改變的場合，應用范圍有限。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對上述進給速度規劃的應用范圍有限的問題，提供一種進給速度實時動態規劃方法及系統。

本發明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種進給速度實時動態規劃方法，包括以下步驟：

根據當前時刻進給速度、當前時刻目標進給速度將調速到結束速度的過程分為第一階段和第二階段，所述第一階段為由當前時刻進給速度調速到當前時刻目標進給速度的過程，所述第二階段為由當前時刻目標進給速度調速到結束速度的過程；

根據所述當前時刻進給速度、當前時刻目標進給速度、當前時刻的加速度、最大允許加速度、最大允許加加速度、最大允許減速度，規劃所述第一階段的加速度變化過程，并根據所述第一階段的加速度變化過程計算所述第一階段的第一運動距離；

根據所述當前時刻目標進給速度、結束速度、最大允許加速度、最大允許減速度以及最大允許加加速度，規劃第二階段的加速度變化過程，并根據所述第二階段的加速度變化過程計算所述第二階段的第二運動距離；

在所述第一運動距離、第二運動距離之和小于或等于剩余運動距離時，根據所述第一階段的加速度變化過程以及第二階段的加速度變化過程獲得當前時刻目標進給速度曲線。

在本發明所述的進給速度實時動態規劃方法中，所述方法包括：在所述第一運動距離、第二運動距離之和大于剩余運動距離時，調整所述當前時刻目標進給速度，并根據調整后的當前時刻目標進給速度，重新規劃第一階段的加速度變化過程以及第二階段的加速度變化過程，直到所述第一運動距離、第二運動距離之和與剩余運動距離之差的絕對值小于預設值。

在本發明所述的進給速度實時動態規劃方法中，所述調整所述當前時刻目標進給速度，并根據調整后的當前時刻目標進給速度，重新規劃第一階段的加速度變化過程以及第二階段的加速度變化過程包括：