数控系统的直线和S形加减速离散算法

提出了一种新的直线和S形加减速控制算法,给出了直线和S形加减速的速度迭代公式。程序段长度不能满足理论上加减速计算的时间分割条件,即理论减速点和实际减速点不重合,这导致在减速阶段结束时需要低速运行一段时间。在插补开始时根据加速度重新计算速度,以保证该速度运行时能够保证插补路径的长度刚好是直线段的整数倍。以此速度重新计算加速度和加加速度,并将其用于加减速运动,可以避免处理"尾巴"。根据采样次数决定加减速,可以避免预测减速点。     

数控系统的直线和S形加减速研究

推导出了用于机器人及机床控制器前加减速的直线加减速和S形加减速的离散采样迭代公式。实际减速点和理论减速点不重合，在减速过程中会出现一段时间的低速运行，为了消除低速运行段，提出了按照实际的剩余长度重新计算加速度和加加速度的算法，对该算法进行了仿真和实验验证，结果表明，该算法可有效地消除减速过程中的低速运行段。     

三次S曲线加减速算法研究

针对直线加减速和指数加减速算法中加速度不连续,易对机床产生冲击的问题,提出了一种三次S曲线加减速算法,给出了相应的加加速度、加速度、速度和位移的计算表达式。利用最优化原理,对加减速控制中可能出现的各种情况进行了速度规划。仿真结果表明:该算法能保证加速度和加加速度的平稳变化,避免产生大的冲击,提高了数控系统的运动稳定性;算法简单智能,可根据路径长度自适应地重新规划速度,提高了加工效率。     

一种预判插补时间的S形加减速插补算法

在分析S形加减速控制7段模型的基础上,为实现加速度和加加速度限制下插补后位移、速度、加速度同步为零,提出了一种预判S形加减速各段插补时间的算法,并对算法的实现进行了详细的论述。对任意位移、速度组合线段进行测试表明:算法正确、运算效率高,适合插补前加减速控制。     

S形曲线加减速算法的研究

S形曲线加减速算法克服了传统的加减速算法在机床启动和加减速结束时存在加速度突变以及电机的柔性冲击。本文推导了S曲线加减速度算法，给出了速度、位移的计算通式。通过S曲线加减速算法的软件仿真，可以看出其速度曲线在变化过程中十分平滑。说明该算法柔性度较好，适用于高速切削加减速控制。     

机器人速度控制方法的研究

机器人在启动、停止过程中会出现速度曲线不平滑,加速度突变,从而造成本体冲击、震动等情况。机器人在运动过程中,必须保证速度变化平稳,各阶段之间平滑过渡,尽可能减少因速度、加速度的突变带来的冲击等问题。针对此情况对码垛机器人的速度控制进行了研究,现阶段常用的加减速法包括直线加减速法、指数加减速法、多项式加减速法、抛物线加减速法、S曲线加减速法等。着重分析了直线加减速法、指数加减速法和多项式加减速法。     

伺服压力机柔性加减速控制算法

针对正弦函数加减速算法在运行过程中存在加加速度突变,容易对传动系统产生柔性冲击的问题,提出了一种伺服压力机改进型柔性加减速控制算法,采用余弦函数作为伺服电动机加减速构造函数,推导出伺服电动机位移、速度、加速度和加加速度数学表达式,并详细分析其加减速模式。为该算法在伺服压力机加工工艺曲线设计中的应用奠定理论基础。     

高质量加工中四次多项式速度规划算法研究

通过分析数控机床加工时常用的速度规划算法,针对加工过程中由于加速/减速时速度不平滑、加速度及加加速度突变导致数控机床振动的问题,提出一种四次多项式加减速控制方法,并给出了四次速度方程的详细推导步骤,然后介绍了基于四次多项速度规划的参数曲线插补方法。该方法能保证数控机床在高速加工过程中的速度、加速度及加加速度实现连续变化,缓解高速加工产生的过冲。仿真实验表明,四次多项式速度规划算法能够使机床实现柔性加减速控制,从而满足高质量加工的要求。     

CNC系统加减速新型实用算法研究

本文针对当前CNC系统加减速控制所存在的问题,提出了一种新型的加减速控制算法,该算法可以大大降低加减速控制的运算量.最后通过仿真证明了该算法具有优良的加减速控制效果,有很高的实用价值.     

基于de Boor算法的NURBS曲线插补和自适应速度控制研究

以NURBS曲线deBoor递推插补算法为基础，针对NURBS曲线速度处理的特殊性，建立了一种NURBS曲线自适应速度控制模型，该模型分为速度自适应控制和插补前加减速处理两部分。以deBoor算法为基础对整个插补周期的弓高误差以及切向和法向加速度进行实时监控，分析了误差产生的原因并进行了相应的速度控制；以插补前直线加减速为例引入NURBS反向插补的概念，解决了NURBS曲线减速区长度计算问题。实验结果表明，该模型满足实际的NURBS曲线插补的需要。     

基于自适应前瞻和预测校正的实时柔性加减速控制算法

为了提高离散小线段的加工效率和质量,提出一种实时柔性加减速控制算法。该算法由三部分组成：前瞻处理部分利用加减速可行性判断条件,保证加减速可达和实时前瞻;速度规划部分在保证速度和加速度连续变化的条件下,实时计算下一插补周期的进给速度;动态修调部分对当前速度规划结果进行调整,及时响应加工中机床参数的改变。实验结果表明,该算法能够实现数控系统的实时柔性加减速控制,支持动态修调,满足实际加工的要求。     

基于分数次幂多项式的NURBS曲线快速插补方法研究

为减小NURBS曲线插补过程中对机床产生的柔性冲击,针对目前常用的S型速度控制策略中加加速度不连续以及速度变化相对缓慢的问题,在满足加加速度最大值限制的前提下,提出了一种基于分数次幂多项式的速度控制方法。结合加工路径曲率变化设计了前瞻算法计算加减速位移,自适应确定减速点。仿真结果表明,该方法可以快速提高进给速度,实现加加速度的平滑过渡。     

基于加减速时间控制的S形速度规划新算法研究

针对使用S形曲线加减速控制的7阶段模型时参数设定复杂以及使用困难的问题,提出了基于加减速时间控制的5阶段S曲线柔性加减速控制方法。S形曲线加减速控制的7阶段模型可以解决直线加减速方法中加速度、速度不连续导致的冲击问题,但是其规划参数的设定复杂,使用过程中容易出错。通过对原有的S形曲线加减速控制的7阶段模型进行分析,建立了加减速时间与加速度、加加速度的函数关系,在保证速度控制平稳运行的前提下,使参数设定大大简化,使用更为方便;同时,解决了基于加减速时间控制的规划方法无法适用的问题。仿真结果表明,利用基于加减速时间控制的5阶段模型控制方法可以在保证加速度、速度曲线连续,提高系统柔性的前提下,使参数设定更为简单直观,具有较高的实际应用价值。     

采用线性加减速伺服系统的快速准确定位方法

定位精度与定位时间是CNC系统中十分重要的性能参数,加减速算法特别是减速算法对它们有着十分重要的影响。详细地分析了传统减速算法定位时间长的原因,在此基础上提出了改进算法,并进行了仿真和试验,结果表明在保证相同定位精度条件下采用该方法可大大缩短定位时间和提高机床加工效率。     

一种加加速度连续的加减速算法研究

为了对数控运动的高平稳加减速控制,通过分析比较传统加减速的特点,设计了一种加加速度连续的新型高平稳加减速算法。为发挥正弦加减速的高平稳优势,采用切比雪夫多项式逼近正弦函数,构造连续的加加速度方程,得到完整的加减速控制算法,具有加加速度连续的特点,运动平稳性优于S形加减速,计算复杂度优于正弦加减速。给出该算法与正弦加减速的对比仿真曲线以及不同参数条件下的加减速控制仿真曲线,经验证表明该算法可以在不同参数条件下实现平滑运动控制,并且计算简单、加减速效率更高,具有良好的实用性。     

A High-Speed Positioning Method for Servo Systems

The positioning accuracy and positioning time of CNC systems have recently been the main performance criteria for industrial applications. The acceleration/deceleration modes, especially the deceleration modes, have an important effect on them. In this paper, firstly, some problems of the conventional linear deceleration algorithm are analyzed. Then an improved linear acceleration/deceleration algorithm is introduced. In this algorithm, the deceleration point is predicted exactly, and then the deceleration point error is compensated for at higher feedrates. Furthermore, a higher resultant maximum acceleration than that in the conventional scheme is selected to shorten the acceleration/deceleration time. Compared with the conventional linear acceleration and deceleration algorithm, the system performance has been significantly improved. Finally, the performance is confirmed by several simulations and experiments.     

椭圆加工中的圆弧拟合及加减速算法研究

很多数控机床不支持椭圆插补,因此椭圆加工一般采用圆弧拟合的方法转换成圆弧加工.采用椭圆的最优四圆弧逼近拟合算法,用数字积分法(DDA)进行圆弧插补.用小段割线拟合圆弧起点和终点的小段圆弧,将圆弧的加减速控制转换成直线的加减速控制,解决了DDA圆弧插补的加减速控制难题.