[发明专利]基于时间最优的加减速控制方法、数控系统、介质、机床

说明书

本发明属于机械制造工程中的数控技术领域，公开了基于时间最优的加减速控制方法、数控系统、介质、机床。将数控系统的加工过程分成多段，根据数控加工的运动条件，对加工过程中的最大加加速度、最大加速度、最大速度的情况进行分析；根据加工条件分析加工过程各阶段是否存在，以获得加工过程各阶段的运行时间，进而获得加工速度规划后的运动曲线。本发明与已有的三角函数加减速控制方法相比，两者都实现加速度和加加速度曲线的平滑连续，但是，本发明相较于三角函数加减速，能够保持最大加加速度进行加工，能够更加有效的发挥出数控机床的运动性能，提高了加工效率。

技术领域

本发明属于机械制造工程中的数控技术领域，尤其涉及一种基于时间最优的加加速度连续的加减速控制方法及系统。

背景技术

目前，制造业是国民经济的重要支柱，机械制造业是制造业的核心，数控加工在机械制造业有着不容忽视的地位，对于加工复杂零件等有着广泛的应用。近年来，专家学者对数控加工的插补算法上研究逐年增多，成为了数控系统研究的热门。而加减速控制作为数控插补加工的重要组成部分，对提高数控加工精度和效率有着重要意义。

最早使用的T型加减速，会在加工开始和结束时会出现加速度的突变，引起加工过程中的振动，影响加工质量。目前，使用最多的是S型加减速，加工效率高，加速度连续，但是加工过程中存在加加速度突变的问题。三角函数加减速相较于S型加减速，加工过程中加加速度的连续性好，但是在加工效率上略低于S型加减速，但是对于。在现有的研究中，“一种加加速度连续的加减速算法研究[J].机械制造，2021”中提出的加加速度连续的加减速算法研究，提出的正弦函数加减速能够实现加加速度的连续，但是在加减速规划过程中，最大加加速度就只发生在峰值点中，不能持续利用最大加加速度进行加速或减速，没有充分发挥数控机床的运动性能，导致加工效率低。所以三角函数加减速，加减速曲线顺滑，能够保证运动的平滑性，但加工效率低；S型加减速，加工效率高，但是无法保证运动控制的平滑性。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有技术在加工控制中，数控系统因加速度或加加速度突变以引起振动和冲击，使得加工质量受影响。

(2)现有技术中，数控机床不能保持最大加加速度进行加工，加工效率低。

解决以上问题及缺陷的难度为：对于数控加工中采用的三角函数加减速，能够实现加加速度的连续性，但是对于整个加工过程中，由于三角函数的特性，最大加加速度只存在于峰值点上，不能充分利用最大加加速度进行加速，不能充分利用数控机床的运动性能。目前，对三角函数加减速中实现保持最大加加速度加工研究较少，只有S型加减速能够实现保持最大加加速度加工，但是其加加速度不连续，加工中引起振动和冲击。所以，要实现保持最大加加速度进行加工，需要对三角函数加减速和S型加减速进行分析比较，同时也需要对加工过程中加加速度进行控制和分析，对最大加加速度、最大加速度以及最大速度等条件进行分析。

解决以上问题及缺陷的意义为：本发明的加减速控制方法，能够充分利用数控机床的运动性能，在保证数控加工加加速度连续性的同时，增强了数控加工的加减速的效率，既能减少的数控加工中的振动和冲击，又能有效地提高数控加工效率。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种基于时间最优的加加速度连续的加减速控制方法。具体涉及一种基于时间最优的加加速度连续的加减速控制方法。

所述技术方案如下：一种基于时间最优的加加速度连续的加减速控制方法，其特征在于将数控系统的加工过程分成15段，根据数控加工的运动条件，对加工过程中的最大加加速度、最大加速度、最大速度的情况进行分析，根据加工条件来讨论各阶段是否存在，以获得各阶段的运行时间，进而获得速度规划后的运动曲线。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述基于时间最优的加加速度连续的加减速控制方法的数控系统，所述数控系统包括：