[发明专利]一种用于数控系统的速度连接方法

说明书

技术领域

本发明涉及数控技术领域中数控机床的速度连接处理技术，具体地说 是一种依据CAD/CAM产生的工件程序间拐角角度、用户所要求的加工精 度、各轴最大加速度和沿各轴的加工程度段间的速度转换长度自动调节拐 角处的连接速度的用于数控系统的速度连接方法。

背景技术

在现代制造业中，数控系统的高速高精度加工能够为制造业追求“快 速、低耗和高品质”的目标提供强大的支持。数控系统的高速高精运动控制 方法是提高数控机床加工效率和质量的重要手段，国际生产工程学会(CIRP) 将其确定为21世纪的中心研究方向之一。我国目前在主机技术方面已取得 重要突破，如加工中心已实现60m/min的快速移动速度，主要“瓶颈”在于 高速高精运动控制方法。实现数控系统高速高精度控制，要求在保证数控 系统加工精度的基础上，数控机床最大可能地持续以较高的速度运动，因 此数控系统的速度连接方法对于研究高速高精控制技术，发展高速高精加 工技术装备有重要的作用和意义。

目前数控系统常用的速度连接方法有精确停止方法、连续路径方法和 精确路径方法。其中，精确停止方法是在工件程序运行完每一个工件程序 段后停止，以确保每一个工件程序段都能精确定位。这种速度连接方法能 够获得较高的定位精度，然而对每一个工件程序段都实现一次加减速过程， 降低了加工效率；而且由于系统频繁起停，容易造成工件加工表面不光滑， 加工质量差等问题。连续路径方法是指为了提高数控系统的加工效率，在 工件程序加工开始进行加速运动，在工件程序加工结束进行减速运动，在 工件程序运行过程中以工件程序的编程进给速度运动，不进行加减速控制。 这种速度连接方法可以保证数控机床始终以最大速度运动，获得较高的加 工效率，然而为了保持进给速度，在尖角处可能被轻微磨圆，降低了系统 的加工精度。精确路径方法常用的实现方式是对每一个工件程序段都做加 减速处理，在前一个工件程序段降速的同时，引入下一个工件程序段，两 个工件程序段的合成速度作为系统最终的输出速度。这种速度连接方式是 速度和精度间的一种折中处理方式，能够保证两段工件程序段之间的速度 连续，保证工件加工工件表面的平滑性，然而如果工件程序中的工件程序 段很短，则数控机床的运动难以达到编程进给速度；而且如果一个较长的 工件程序段后有一个或多个较短的工件程序段，很可能较长的工件程序段 降速的过程中，一个或多个较短的工件程序段已经执行完毕，造成加工工 件表面较大的形状误差，难以实现精度和速度的优化组合，即使工件程序 中各个相邻工件程序段的长度差别不大，也难以分析相邻工件程序段间的 连接误差，为数控系统加工精度的确定带来了不确定性因素。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一 种用于数控系统的速度连接方法，其依据CAD/CAM产生的工件程序间拐 角角度、用户所要求的加工精度、各轴最大加速度以及沿各轴的工件程序 段间的速度转换长度自动调节工件程序段间拐角处加工速度的用于数控系 统的速度连接方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种用于数控系统的速度连接方法具有以下步骤：

对数控系统工件程序进行动态预读处理，得到相邻工件程序段间的速 度转换长度和拐角连接误差；

根据拐角连接误差和工件程序的编程进给速度、用户所要求的加工精 度计算相邻工件程序段间的初始连接速度；

根据预先设置数控系统各伺服轴的最大加速度、相邻工件程序段间的 速度转换长度和相邻工件程序段间的初始连接速度自动调节相邻工件程序 段间的连接速度。

所述动态预读处理包括以下步骤：

设工件程序的总行数为n，近似均长为l_ave，工件程序的预读处理行数 为p_n，通过以下公式计算工件程序的预读处理行数：