[發(fā)明專利]一種數(shù)控速度濾波方法及其濾波系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109254563B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 余強;李桂勝;封雨鑫;高云峰
• 申請（專利權(quán)）人: 大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司;深圳市大族智能控制科技有限公司
• 主分類號: G05B19/416
• 分類號: G05B19/416
• 代理公司: 深圳市道臻知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44360
• 代理人: 陳琳

本發(fā)明涉及一種數(shù)控速度濾波方法及其濾波系統(tǒng)。所述濾波方法包括：將任一周期的插補速度作為濾波輸入，然后打開濾波，根據(jù)該周期的插補周期和濾波時間，通過三角函數(shù)計算出該濾波時間下的濾波權(quán)值；根據(jù)前N個周期的濾波輸入乘以對應的濾波權(quán)值的累加，計算出平滑軌跡速度，之后將所述平滑軌跡速度輸出。通過三角函數(shù)計算出不同濾波時間下的濾波權(quán)值，采用滑動加權(quán)平均原理即可計算出平滑軌跡速度。同時，可以通過修改濾波權(quán)值來適應不同的軌跡和工藝要求。該濾波方法及系統(tǒng)，可有效地消除在過渡段銜接處由于計算精度誤差導致無法完美銜接而產(chǎn)生的最終軌跡位置失真和抖動現(xiàn)象，使機床的運動更加柔和，速度曲線更加平滑，提高了工件的加工精度。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及自動控制技術(shù)領域，具體涉及一種數(shù)控速度濾波方法及其濾波系統(tǒng)。

背景技術(shù)

數(shù)控系統(tǒng)通過對NC程序進行前瞻計算，根據(jù)計算出的軌跡進行插補以及速度規(guī)劃，從而使得整個運動過程相對平滑，但是，在進行B樣條或NURBS曲線過渡時，在軌跡銜接處(原本軌跡和擬合曲線相接處)會出現(xiàn)因計算精度誤差而導致的銜接速度跳變的問題，為了不影響前面穩(wěn)定的前瞻和插補計算過程，需要增加濾波算法進行濾波處理，使得速度曲線平滑。其中，NC(Numerical Control,數(shù)字控制,簡稱數(shù)控)程序即數(shù)控程序。

傳統(tǒng)的濾波方法大多是對單段軌跡進行濾波或者是對整個運動過程濾波，并且軌跡始末速度為零，這種濾波方法無法適應增加了樣條過渡、速度不為零并且由于計算精度誤差產(chǎn)生了拐角速度跳變的平滑處理，在過渡銜接處導致無法完美銜接，從而出現(xiàn)最終軌跡位置失真和抖動現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種數(shù)控速度濾波方法及其濾波系統(tǒng)，可以消除增加擬合段軌跡后產(chǎn)生的由于計算精度誤差導致的銜接處速度跳變，避免出現(xiàn)最終軌跡位置失真和抖動現(xiàn)象，使速度曲線更加平滑，機床的運動更加柔和，提高了工件的加工精度。

為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種數(shù)控速度濾波方法，所述數(shù)控速度濾波方法包括步驟A、將任一周期的插補速度作為濾波輸入，然后打開濾波，根據(jù)該周期的插補周期和濾波時間，通過三角函數(shù)計算出該濾波時間下的濾波權(quán)值；

步驟B、根據(jù)前N個周期的濾波輸入乘以對應的濾波權(quán)值的累加，計算出平滑軌跡速度，之后將所述平滑軌跡速度輸出。

本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是:步驟A2：判斷是否打開濾波，當是時，則進行濾波處理，當否時，則將實際濾波輸入作為濾波輸出。

本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是:步驟A1、判斷濾波開關(guān)是否改變，當是時，則等待當前待輸出數(shù)據(jù)為空時，修改濾波狀態(tài)為等待狀態(tài)，然后進入步驟A2；當否時，則直接進入步驟A2。

本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是:所述濾波處理具體包括：

步驟A3、判斷濾波時間是否改變，當是時，則等待當前待輸出數(shù)據(jù)為空時修改濾波權(quán)值；當否時，則進入步驟A4；

步驟A4、判斷濾波輸入是否為0，當是時，等待當前濾波輸出為0時進入步驟A4；當否時，則直接進入步驟A5；

步驟A5、判斷是否存在待處理數(shù)據(jù)，當是時，則將當前濾波輸入放入待處理數(shù)據(jù)末尾，并提取待處理數(shù)據(jù)首位數(shù)據(jù)作為濾波輸入，然后進入步驟B；當否時，則直接進入步驟B。

本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是:所述步驟A2具體包括：

步驟A21、判斷濾波開關(guān)是否改變，當是時，判斷當前數(shù)據(jù)是否為空；

步驟A22、當當前數(shù)據(jù)為空時，修改濾波狀態(tài)為等待狀態(tài)；

步驟A23、當當前數(shù)據(jù)不為空時，保持原濾波狀態(tài)進入步驟A1。

本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是:所述步驟A3具體包括：