数控系统速度平滑插补算法的研究

发布时间：2020-07-05 15:15

【摘要】：数控技术是当今高端装备制造业的核心技术,对我国制造行业的发展起着重要作用。在数控加工中经常遇到突变点,进给速度会急剧变化,引起机床的震动,降低产品加工质量。本文提出的速度平滑插补算法能够提前发现加工路径上的速度突变点,实现进给速度的平滑过渡,防止机床震动,能有效提高产品的加工效率和加工稳定性。本课题的主要研究内容如下:(1)数控加工中加减速算法的研究。主要分析了不同的加减速特性曲线,采用简化的S型加减速方法对各种加工路径进行速度规划,并且考虑了实际插补速度和理论规划速度之间的误差,设计了一种基于S型加减速曲线的误差修正计算方法,为以后速度插补算法的研究奠定了理论基础。(2)针对连续微段加工路径,提出了一种连续微段的自适应速度前瞻控制算法。首先对连续微段路径的几何特性进行分析,自适应地调整前瞻段数,然后根据前瞻分界点的速度确定预前瞻距离,并且找出预前瞻段上可能存在的干扰分界点,重新优化前瞻分界点的速度,最后采用S型加减速方法在加工前瞻段上进行加减速规划,在实现进给速度平滑过渡的同时,提高了加工效率。(3)针对样条曲线的特点,提出一种基于S型加减速干涉预处理的准均匀B样条曲线插补算法。首先根据样条曲线的曲率自适应地调整插补速度,然后根据速度极小值确定速度尖点,并且利用速度尖点对曲线分段。最后根据相邻速度尖点的速度差值找出曲线上的干涉点,通过分析比较干涉点,在分段曲线上进行加减速规划,在满足进给速度和加速度平滑过渡的同时,保证加加速度能够满足系统的加减速能力。最后,本文在X-Y直线电机多轴运动平台上,对以上算法的有效性进行了验证性实验。实验结果表明,机床在满足系统加减速能力的基础上,能够提高加工精度和加工效率。
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG659
【图文】：

图形用户界面,驱动器,刷新率

控制器图 5.3 AKD 驱动器图形用户界面技术参数如表 5.2 所示。为了获得电机的精确位置，每个运动轴均安装了美icroE 系列的 MII6000 直线光栅编码器，光栅分辨率为 0.05~5μm 可调。表 5.2AKD 驱动器技术参数供电电压（单相）力矩刷新率速度环刷新率位置环刷新率X 轴 120-240V 0.67μs 62.5μs 125μsY 轴 120-240V 0.67μs 62.5μs 125μs各个环节之间的通讯，选用的是全数字、高性能的 SynqNet 运动总线nqNet 是专门为多轴运动控制应用而设计的同步网络技术。支持多达 32 个轴，实现多轴协调控制。其采用全双工数据传输方式，便捷快速、容错性好意一个节点的断开对整个网络没有影响。SynqNet 总线的拓扑结构如图 5.4。

跟踪误差,实际速度,位置

前瞻控制的实际速度、位置点和跟踪误差

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