[发明专利]微小线段曲线的五轴联动加工速度平滑方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机数控加工技术，特别是涉及一种计算机数字控制的用于微小线段曲线的五轴联动加工速度平滑方法技术。

背景技术

五轴联动的刀具路径，一般是由一系列离散的刀位点组成，每个刀位点包括三个平动坐标X，Y，Z，及两个旋转坐标如B，C，而机床控制器则根据刀位点，对各轴进行联动控制。要向获得理想的表面加工质量和较快的加工速度，应该尽量使得插补时的进给速度尽量平稳，及程序段间速度的平滑过渡。而传统的方法在对某段程序段进行插补时，并没有充分考虑后续程序段的信息，而对各程序段进行单独的控制，这样就会导致程序段转折处的进给速度降得很低，甚至为零，电机频繁的启停和加减速使得进给速度不够平稳，影响表面加工质量，同时，加工速度也难以提高。目前，解决这个问题主要是速度平滑优化处理方法。该方法充分考虑机床各轴的加减速能力，并且对连续多段的加工代码进行预处理，分析其几何特性，包括相邻程序段间的转角，单段程序段的长度，在此基础上，获得程序段内的最大进给速度及最大对速度，同时对程序段间的衔接速度进行优化，使进给速度尽量平滑。在已发表的专利和文献中，当速度平滑优化后，一个程序段的起点速度与终点速度不再为零，这样往往不能按期望的进给速度把程序段在整数个插补周期内分割完，这样会导致进给速度上升和下降的过快，超出了机床的加减速能力，引起机床冲击。为避免该种情况，有文献采用后加减速来解决这一问题，但会引起一定的位置误差，或者为了满足位置精度，把衔接速度降得很低，这样又影响了加工速度。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能提高加工速度，满足机床的加减速特性的，能避免了机床冲击的微小线段曲线的五轴联动加工速度平滑方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种微小线段曲线的五轴联动加工速度平滑方法，其特征在于，在满足机床加减速特性的基础上，对一段程序段进行插补，即选择一组V_iΛ^j，使得

Σi=1niVijΛT=ΔiΛ---(1)]]>

上式可写成：

Σi=1niVijT=li---(2)]]>

即只需选择一组平动进给速度，把程序段中的直线长度按照这组速度进行分割，就可以对五个联动轴实现插补；

对于(2)式，当起点速度不为零时，即Vi1>0]]>时，必须对段首速度加以约束，也就是所谓的段首约束条件；调整方法一，通过调整某些插补周期的进给速度V_i^j，把那些进给速度大于V_a的插补周期，调整为V_a，即：