[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

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811232374.0
• 申請(qǐng)日: 2018-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN109254563B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余強(qiáng);李桂勝;封雨鑫;高云峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)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(hào): G05B19/416
• 分類號(hào): G05B19/416
• 代理公司: 深圳市道臻知識(shí)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(bǔ)速度作為濾波輸入，然后打開濾波，根據(jù)該周期的插補(bǔ)周期和濾波時(shí)間，通過三角函數(shù)計(jì)算出該濾波時(shí)間下的濾波權(quán)值；根據(jù)前N個(gè)周期的濾波輸入乘以對(duì)應(yīng)的濾波權(quán)值的累加，計(jì)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(jì)算出不同濾波時(shí)間下的濾波權(quán)值，采用滑動(dòng)加權(quán)平均原理即可計(jì)算出平滑軌跡速度。同時(shí)，可以通過修改濾波權(quán)值來適應(yīng)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(jì)算精度誤差導(dǎo)致無法完美銜接而產(chǎn)生的最終軌跡位置失真和抖動(dòng)現(xiàn)象，使機(jī)床的運(yùn)動(dòng)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(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)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(duì)NC程序進(jìn)行前瞻計(jì)算，根據(jù)計(jì)算出的軌跡進(jìn)行插補(bǔ)以及速度規(guī)劃，從而使得整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程相對(duì)平滑，但是，在進(jìn)行B樣條或NURBS曲線過渡時(shí)，在軌跡銜接處(原本軌跡和擬合曲線相接處)會(huì)出現(xiàn)因計(jì)算精度誤差而導(dǎo)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(bǔ)計(jì)算過程，需要增加濾波算法進(jìn)行濾波處理，使得速度曲線平滑。其中，NC(Numerical Control,數(shù)字控制,簡(jiǎn)稱數(shù)控)程序即數(shù)控程序。

傳統(tǒng)的濾波方法大多是對(duì)單段軌跡進(jìn)行濾波或者是對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程濾波，并且軌跡始末速度為零，這種濾波方法無法適應(yīng)增加了樣條過渡、速度不為零并且由于計(jì)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(dǎo)致無法完美銜接，從而出現(xiàn)最終軌跡位置失真和抖動(dòng)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(duì)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(jì)算精度誤差導(dǎo)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(dòng)現(xiàn)象，使速度曲線更加平滑，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)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(bǔ)速度作為濾波輸入，然后打開濾波，根據(jù)該周期的插補(bǔ)周期和濾波時(shí)間，通過三角函數(shù)計(jì)算出該濾波時(shí)間下的濾波權(quán)值；

步驟B、根據(jù)前N個(gè)周期的濾波輸入乘以對(duì)應(yīng)的濾波權(quán)值的累加，計(jì)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(jìn)一步優(yōu)選方案是:步驟A2：判斷是否打開濾波，當(dāng)是時(shí)，則進(jìn)行濾波處理，當(dāng)否時(shí)，則將實(shí)際濾波輸入作為濾波輸出。

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

本發(fā)明的更進(jìn)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(shí)間是否改變，當(dāng)是時(shí)，則等待當(dāng)前待輸出數(shù)據(jù)為空時(shí)修改濾波權(quán)值；當(dāng)否時(shí)，則進(jìn)入步驟A4；

步驟A4、判斷濾波輸入是否為0，當(dāng)是時(shí)，等待當(dāng)前濾波輸出為0時(shí)進(jìn)入步驟A4；當(dāng)否時(shí)，則直接進(jìn)入步驟A5；

步驟A5、判斷是否存在待處理數(shù)據(jù)，當(dāng)是時(shí)，則將當(dāng)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(jìn)入步驟B；當(dāng)否時(shí)，則直接進(jìn)入步驟B。

本發(fā)明的更進(jìn)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(dāng)是時(shí)，判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)是否為空；

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

步驟A23、當(dāng)當(dāng)前數(shù)據(jù)不為空時(shí)，保持原濾波狀態(tài)進(jìn)入步驟A1。

本發(fā)明的更進(jìn)一步優(yōu)選方案是:所述步驟A3具體包括：