[發(fā)明專利]用于由給定輪廓確定粗略軌跡的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980047167.4
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN112424712B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設計）人: 弗蘭克·馬丁
• 申請（專利權）人: 科控工業(yè)自動化德國有限公司
• 主分類號: G05B19/4103
• 分類號: G05B19/4103
• 代理公司: 北京漢鼎理利專利代理事務所(特殊普通合伙) 11618
• 代理人: 趙晶;陶梅

本發(fā)明涉及一種用于由給定輪廓確定粗略軌跡以用于控制機床的方法，所述機床具有至少兩個相互冗余的驅動裝置以用于執(zhí)行疊加運動，其中，所述輪廓由輪廓函數(shù)(P_j,p_j)確定，所述輪廓函數(shù)由輪廓節(jié)點P₀至P_n+1和相應的輪廓部分函數(shù)p₀至p_n分部分地定義，其中，相應的輪廓部分函數(shù)p_j連接兩個相鄰的輪廓節(jié)點P_j、P_j+1，其中，所述粗略軌跡由粗略軌跡函數(shù)(Q_j,q_j)確定，所述粗略軌跡函數(shù)由粗略軌跡節(jié)點Q₀至Q_n+1和相應的粗略輪廓部分函數(shù)q₀至q_n分部分地定義，其中，相應的粗略輪廓部分函數(shù)q_j連接兩個相鄰的粗略軌跡節(jié)點Q_j、Q_j+1，其中，對于每個輪廓節(jié)點P_j，相應的分配的粗略軌跡節(jié)點Q_j被確定為使得：包含所述粗略軌跡節(jié)點Q_j的兩個相鄰的粗略軌跡部分函數(shù)q_j?1、q_j的梯度差最小，并且所述輪廓節(jié)點P_j與所述粗略軌跡節(jié)點Q_j的距離滿足給定距離條件。

技術領域

本發(fā)明涉及一種由給定輪廓確定粗略軌跡以用于控制機床的方法，該機床具有至少兩個相互冗余的驅動裝置以用于執(zhí)行疊加運動。

背景技術

這樣的機床例如在銑削、激光切割、噴水切割或雕刻木材、金屬或塑料的工件中使用，或作為制圖儀(繪圖儀)使用，以能夠生產(chǎn)具有給定二維或三維輪廓的工件或繪圖線。借助于驅動裝置，可以沿著給定輪廓移動靜止或運動(尤其是轉動)的工具，使得在加工完成后工件具有期望的最終輪廓。

取決于期望的最終輪廓的行程，工具經(jīng)常需要在短時間內行走相對大的距離，由此還暴露于巨大的加速和/或減速力。針對每個期望的工具運動方向，僅具有單個驅動裝置的機床很快地就達到其在該方面的性能極限。為了保持在驅動裝置的速度和/或加速度極限以內，經(jīng)常不得不將加工速度降低到可接受的水平以下。

為了避免這種情況，針對機床的每個運動方向使用所謂的“冗余驅動裝置”。為此，提供低動力驅動裝置，該驅動裝置能夠在相對大的位移上運動，但是由于其相對大的質量而僅具有低運動動力。此外，提供第二高動力驅動裝置，該驅動裝置一方面可通過低動力驅動裝置移動，另一方面能夠以高速和大的加速度或減速度來移動工具，然而，其中高動力驅動裝置的最大位移一般受到限制。

為了能夠利用這樣的針對各個運動方向的冗余驅動裝置控制機床，常規(guī)的做法是將工件要被加工成的輪廓分為粗略軌跡和精細軌跡。此時低動力驅動裝置用粗略軌跡數(shù)據(jù)控制，而高動力驅動裝置同時用精細軌跡數(shù)據(jù)控制。

將輪廓分為粗略軌跡和精細軌跡及相對應地控制機床在原理上是已知的，例如在DE10355614B4和EP0594699B1中描述。在計算粗略軌跡時，至少必須考慮高動力驅動裝置的有限位移，這是因為否則會錯誤地加工工件。有利地，在計算軌跡時還考慮了其它限制參數(shù)。這一般導致粗略軌跡包括頻率有些低的運動分量，而精細軌跡具有高頻的運動分量。一般而言，以這樣的方式進行粗略軌跡和精細軌跡的計算：確定粗略軌跡，然后通過從輪廓中減去粗略軌跡來確定精細軌跡。

EP1963935B1描述了另一種用于確定粗略軌跡的方法，其中粗略軌跡要以位置引導的方式移動經(jīng)過。要移動經(jīng)過的初始軌跡在此被詳細說明給計算機，其中，初始軌跡由初始函數(shù)描述，以使得初始軌跡上的對應位置每次都通過將標量軌跡參數(shù)插入初始函數(shù)中來確定，其中，標量軌跡參數(shù)不同于時間并且表征沿初始軌跡經(jīng)過的行程。計算機對作為標量軌跡參數(shù)的函數(shù)的初始軌跡進行低通特性濾波，并由此確定粗略函數(shù)，以使得粗略軌跡上的對應位置每次都通過將標量軌跡參數(shù)插入粗略函數(shù)中來確定。低通特性在此與標量軌跡參數(shù)有關。計算機以這樣的方式確定粗略函數(shù)，即，無論標量軌跡參數(shù)的值是多少，粗略軌跡與初始軌跡的距離始終在預定界限以下。