[發明專利]一種樣條曲線的插補控制方法及加工設備

在審

• 申請號: 202010615420.6
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111781896A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 王戰;封雨鑫;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司;深圳市大族智能控制科技有限公司
• 主分類號: G05B19/41
• 分類號: G05B19/41
• 代理公司: 深圳市道臻知識產權代理有限公司 44360
• 代理人: 陳琳

本發明涉及樣條曲線技術領域，具體涉及一種樣條曲線的插補控制方法及加工設備。樣條曲線的插補控制方法包括步驟：獲取誤差值小于誤差限制值的復化Simpson公式S_n；利用復化Simpson公式S_n獲取樣條曲線的曲線弧長；獲取樣條曲線曲率極大值；根據曲率極大值獲取限制速度；進行基于樣條曲線的插補步驟。本發明的有益效果在于，與現有技術相比，本發明通過采用復化Simpson公式對樣條曲線進行求解，獲取符合誤差范圍曲線弧長，提高近似求解的精確度，對曲線進行完整的、合理的速度規劃提供了先決條件。

技術領域

本發明涉及樣條曲線技術領域，具體涉及一種樣條曲線的插補控制方法及加工設備。

背景技術

所謂樣條曲線(Spline Curves)是指給定一組控制點而得到一條曲線，曲線的大致形狀由這些點予以控制，一般可分為插值樣條和逼近樣條兩種，插值樣條通常用于數字化繪圖或動畫的設計，逼近樣條一般用來構造物體的表面。

對于樣條曲線的弧長求解是十分困難的，在不知道路徑長度時，無法對這種曲線完成準確的速度規劃和插補。

而對于自由曲線弧長的求解，最簡便的方法是采用兩個插補點的直線距離近似代替自由曲線上這兩個點之間的弧長，好處是避免了復雜而又繁瑣的計算，提高了計算效率，但是這種計算的精度較低，存在較大誤差，尤其在高速高精度的加工中，所計算的誤差已不能忽略。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種樣條曲線的插補控制方法及加工設備，解決誤差大的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種樣條曲線的插補控制方法，包括步驟：

步驟S110、設置樣條曲線的起點、終點和誤差限制值，且將樣條曲線劃分為n個區間；

步驟S120、獲取誤差值小于誤差限制值的復化Simpson公式S_n；

步驟S130、利用復化Simpson公式S_n獲取樣條曲線的曲線弧長；

步驟S210、獲取樣條曲線曲率極大值；

步驟S220、根據曲率極大值獲取限制速度；

步驟S300、結合曲線弧長、限制速度、預設的最大速度、預設的加速度和采集的初速度，進行基于樣條曲線的插補步驟；

其中，所述插補步驟包括插補速度和插補位移量。

其中，較佳方案是，所述獲取誤差值小于誤差限制值的復化Simpson公式S_n的步驟包括：

步驟S121、在每個區間上應用Simpson公式Q(f)，形成復化Simpson公式S_n；

步驟S122、獲取誤差控制項作為誤差值；

步驟S123、若誤差控制項小于誤差限制值時，確定復化Simpson公式S_n。

其中，較佳方案是，所述誤差控制項為所述獲取誤差值小于誤差限制值的復化Simpson公式S_n的步驟還包括：

步驟S124、若誤差控制項不小于誤差限制值時，n＝n+1，并返回步驟S121。

其中，較佳方案是，所述利用復化Simpson公式S_n獲取樣條曲線的曲線弧長的步驟包括：

步驟S131、計算樣條曲線的一階導和微分公式；

步驟S132、結合樣條曲線的起點、終點和n個區間，帶入復化Simpson公式S_n中，以獲取符合誤差范圍曲線弧長。