[發(fā)明專利]一種高維的軌跡插補(bǔ)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910672114.3
• 申請(qǐng)日: 2019-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN110286651B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳繼春;陽廣興;方海國(guó);周會(huì)成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/41
• 分類號(hào): G05B19/41
• 代理公司: 北京和信華成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種高維的軌跡插補(bǔ)方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟100、建立插補(bǔ)行程模型，通過建立插補(bǔ)行程模型預(yù)測(cè)插補(bǔ)軌跡，建立插補(bǔ)行程速度規(guī)劃；

步驟200、獲取映射參數(shù)，所述映射參數(shù)具體包括運(yùn)動(dòng)參數(shù)、幾何特征參數(shù)和機(jī)床性能參數(shù)；在樣條刀位軌跡生成的同時(shí)，同步建立刀位軌跡和映射參數(shù)之間的映射關(guān)系，把實(shí)時(shí)插補(bǔ)需要建模、迭代的計(jì)算提前到與刀位軌跡生成的同時(shí)進(jìn)行；

步驟300、將映射關(guān)系、生成樣條刀具軌跡所具有的節(jié)點(diǎn)向量和控制點(diǎn)信息一并代入耦合成高維向量進(jìn)行實(shí)時(shí)插補(bǔ)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高維的軌跡插補(bǔ)方法，其特征在于，插補(bǔ)行程模型建立的具體步驟為：根據(jù)編程曲線和編程速度預(yù)估插補(bǔ)軌跡，同時(shí)根據(jù)編程軌跡中的編程速度，與插補(bǔ)軌跡的速度規(guī)劃中的進(jìn)給速度進(jìn)行比較，計(jì)算偏離程度，以確定降速點(diǎn)的位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高維的軌跡插補(bǔ)方法，其特征在于，建立插補(bǔ)行程速度規(guī)劃的具體方法是：根據(jù)編程速度計(jì)算插補(bǔ)的弦長(zhǎng)累計(jì)和，并通過插補(bǔ)行程預(yù)測(cè)對(duì)插補(bǔ)行程的速度進(jìn)行規(guī)劃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高維的軌跡插補(bǔ)方法，其特征在于，在步驟200中，樣條刀位軌跡節(jié)點(diǎn)向量和控制點(diǎn)的計(jì)算方法為：

在CAD中建立模型；

通過CAM處理得到刀位點(diǎn)信息，并通過反求的方法計(jì)算節(jié)點(diǎn)向量和控制點(diǎn)，將其后置生成樣條的G代碼。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高維的軌跡插補(bǔ)方法，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)具體為位置坐標(biāo)、速度、加速度、捷度、弧長(zhǎng)；所述幾何特征參數(shù)包括切矢、曲率最大值、曲率最小值、曲率波動(dòng)率；所述機(jī)床性能參數(shù)包括機(jī)床剛度、切削力、運(yùn)動(dòng)軸動(dòng)力學(xué)參數(shù)、主軸電流。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高維的軌跡插補(bǔ)方法，其特征在于，在步驟300中，高維向量耦合的具體方法為：

步驟301、求解插補(bǔ)軌跡的控制點(diǎn)，確定插補(bǔ)軌跡的曲線形狀；

步驟302、在樣條軌跡生成之前，結(jié)合所述刀位軌跡的局部幾何特征分析，建立運(yùn)動(dòng)參數(shù)與曲線參數(shù)的映射關(guān)系；

步驟303、將整條曲線的映射關(guān)系記錄下來與對(duì)應(yīng)的控制點(diǎn)耦合構(gòu)建高維向量。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高維的軌跡插補(bǔ)方法，其特征在于，所述映射關(guān)系根據(jù)插補(bǔ)軌跡的曲線曲率、連續(xù)度的幾何特征進(jìn)行細(xì)分匹配。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高維的軌跡插補(bǔ)方法，其特征在于，在步驟200中，通過將實(shí)時(shí)計(jì)算的映射參數(shù)建立在非實(shí)時(shí)階段內(nèi)完成，并且對(duì)完成的計(jì)算結(jié)果建立與刀位軌跡之間的映射關(guān)系；

在步驟300中通過高維向量將映射關(guān)系直接與實(shí)時(shí)階段對(duì)應(yīng)即可獲得映射參數(shù)，并通過映射參數(shù)分量計(jì)算插補(bǔ)點(diǎn)參數(shù)。