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基于离线插补的数控减速区域规划研究

发布日期:2017-06-24 来源: 本网 查看次数: 152 

核心提示:  基于离线插补的数控减速区域规划研究周丹12曾富洪12郭钢3(1.攀枝花学院机械工程系,四川攀枝花6170002攀枝花学院先进制造研究所,四川攀枝花617⑴0 3.重庆大学机械工程学院,重庆4000

  基于离线插补的数控减速区域规划研究周丹12曾富洪12郭钢3(1.攀枝花学院机械工程系,四川攀枝花6170002攀枝花学院先进制造研究所,四川攀枝花617⑴0 3.重庆大学机械工程学院,重庆400044)离线插补的思想,论述了基于离线插补的最后段减速区域路程量的求解;引入递归算法的思路,详细分析了减速区域可能出现的几种情况,完成了前瞻速度规划中很难有效实现的减速点查找,得到了减速区域的规划算法不管采取哪种速度规划方式,前瞻速度规划中减速段中的减速点判断都是一个难点,尤其是在微小曲线段的精密加工中,由于加工工序的要求不同,用户可能会提供不同的加工速度,而要保证机床准时停在加工终点,需要准确地判断减速点位置。

  在传统的速度规划中,单轴速度规划常用后加减速规划,按照前加速与后减速对称的原则,采取硬件来实现,算法比较简单,但也只限于单轴的速度规划,而把单轴的速度合成到总的进给速度时,还会产生误差,同样会加大机床超程或失程的程度。

  减速段示意基于离线插补的累积路程量求解S型减速段(2)减减速区域(b段)。

  S=卜如所示,采用离线插补,可将原来的插补从系统的一边加工一边计算中解脱出来,按精度要求进行插补计算,有:插补精度分析由斗1 3递归法分析减速段31减速区域分析在中,梯形速度规划计算比较简单,但曲线过度不平滑,对机床的冲击影响大,梯形加抛物线性速度规划曲线过渡平滑,算法简单,但速度曲线的过渡不平缓,仍然会对机床冲击造成一定的影响,5型速度规划算法比较复杂,但曲线过渡比较平缓、平滑,对机床的冲击影响小。文中选择了S型速度规划,按减速段的减减速区域、匀减速区域、减加速区域,可得如所示的速度一时间、加速度一时间、加加速一时间曲线。

  匀速区域(at段)。

  为保证机床平稳的在终点停下来,需要提前测得减速点t的位置,在减速区域的规划中,判断减速点的位置是极为关键又很难有效实现的。

  32减速区域速度规划策略在实际加工中,由于用户加工速度、加工路径的不同,减速点的位置不能确定在哪个平台速度下,为此需要先判断减速点出现的位置,然后按照相应的减速段进行规划。按递归算法的思路,从最后段编程速度Vi往前开始查找,首先应满足编程速度I不大于机床最大允许速度Vx若:然后带入公式进行下面的计算。

  按中的减速区域,在不同的加工条件下,可能会出现如下几种情况。

  第1种情形。若:则知减速点将会出现在平台速度这段速度规划中,此时,需要增加一段匀速段来抵消S~End与Se差值,若设该匀速段内任意点距减速点所需走过的路程量为S可得:随着插补点的增加,S会越来越小,直到S=0时,速度规划达到减速点b点,然后再按减减速区域、匀减速区域、减加速区域进行速度规划。

  第2种情形。若:则知减速点将会出现在平台速度这段速度规划中,但由于减速部分不再包括匀减速段,而且两段抛物线也不完整,需要对最大加速度大小进行修正才能实现两段抛物线的圆滑过渡。由可得:4应用实例分析0125S可得到不同情形的减速区域规划如所示,为VAVe+AV且SrEnd>S4青形,图减速区域速度规划从可以看出,根据上述算法可以找到不同情况下减速点的位置,并得到相应的速度规划曲线,从减速终点来看,在速度规划的层面上有效降低了机床超程、失程的程度。

  结论关于速度规划的研究很多,但对直接影响到机床超程、失程的最后段减速区域的研究很少见,针对此问题,利用离线插补和递归算法的思想,得到了数控最后段减速区域的规划算法。根据此算法:可以很方便地完成以往前瞻速度规划中很难有效实现的减速点查找。

  可以应用离线插补完成的数据来进行速度规划,使规划算法更为简单,减少大量的计算。

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