指数加减速的改进算法

针对数控系统中复杂曲线加工时加减速频繁的问题,对普通指数加减速算法进行了改进,通过对当前插补段以后的剩余路径长度进行预读,判断是否进入减速区,避免加工过程中频繁的加减速,使加工过程更为高速、平稳。通过计算机仿真表明,改进的算法可以较好地解决速度变化频繁的问题,并提高了加工效率。     

S曲线加减速控制新方法的研究

直线加减速方法由于加速度不连续易造成冲击,传统的S曲线加减速实现方法可克服这一不足,但分段较多,程序实现较复杂。针对上述问题,提出了S曲线加减速控制的新方法,将加减速过程划分为五个阶段,并给出其加加速度、加速度、速度、位移的计算表达式,根据路径段长度进一步建立了S曲线加减速控制算法。仿真结果表明,该方法能保证速度、加速度的连续,有效提高了系统的柔性,同时简化了算法的实现。     

伺服压力机加工运动的控制

分析了S曲线加减速的动力学特性并提出其快速计算方法。根据电动伺服压力机的加工运动特点,控制系统应用S曲线加减速;提出了运动段速度的前向和后向的提前预分析处理方法和一种离散化速度衔接方法。这些方法使加工运动能满足系统的加速和减速的要求,实现段间高速的速度过渡。这些算法简单、有效,已在最新开发的伺服压力机上得到应用。在高速加工时机床运行平稳、噪声低。     

多项式加减速的NURBS插补控制方法

针对S曲线加减速方法中的加加速度(Jerk)阶跃变化,导致机床系统在运动过程中冲击和振动等问题,提出了多项式5段加减速的NURBS插补控制方法。该方法采用辛普森自适应积分方法计算曲线长度,并以最大向心加速度、最大弓高误差作为约束条件,将曲线自适应分段。计算出分段曲线各项参数值,对应于多项式加减速规划中的加减速类型和确定加减速时间。在相同插补周期下,与S曲线5段加减速控制方法进行仿真实验对比,结果表明所提方法满足了最大弓高误差、加加速度等限制条件,且规划后的加速度和加加速度曲线连续有规则变化,速度和加速度曲线表现更柔和,使得机床系统有良好的加减速柔性。     

一种加加速度连续平滑的新型柔性加减速控制算法

针对数控机床加工微小线段时因加加速度突变而导致精度和效率下降等问题,提出一种新型柔性加减速控制算法。该算法基于正弦函数构建了加加速度连续平滑的运动控制曲线,并通过分析数控机床加工线段的长度和初末速度,实现新型柔性加减速算法的速度规划。仿真与实验测试结果表明：与传统S形算法相比,该算法能有效地降低因加加速度突变引起的振动,提高数控加工过程中的平稳性与效率。     

基于Cardinal样条曲线的自适应前瞻插补算法

数控加工中的连续微小直线段的加工,主要是通过微段间连接处的速度来制约加工速度,在满足加工精度和加速度的前提下,要尽可能提高加工速度。为了减少加速度震荡,采用Cardinal样条曲线过渡的方式,通过建立拐角曲线过渡矢量模型,得出弦高误差、相邻线段长度和夹角以及过渡曲线弧长和最大曲率之间的关系,从而确定满足条件的拐角过渡曲线,并通过弦高误差和机床机械特性以及曲率确定所允许的最大加工速度。同时给出了一种基于S型加减速的自适应前瞻算法,从而实现了微段间速度的高速衔接。仿真结果表明,该算法能够提高相邻线段间的转接速度,实现速度和加速度的平滑过渡。     

基于NURBS曲线插补的五段S曲线加减速控制方法研究

为满足非均匀有理B样条曲线高速高精度插补加工的需要,针对目前参数曲线插补加减速控制方法的不足,常规直线加减速方法存在冲击,七段S曲线加减速方法算法复杂等问题,提出了基于NURBS曲线插补的五段S曲线加减速控制方法.该方法将高速加工中容易超限的弓高误差和机床所能承受的法向加速度等参数均考虑在内,而且合理地解决了插补前加减速控制中的减速点预测困难的问题.仿真结果表明,该方法能够保证加速度的连续,速度的平滑过渡,有效提高了系统的柔性,简化了算法.     

基于分段刀轨S曲线加减速控制的进给速度优化研究

针对采用恒定进给速度加工复杂曲面的加工效率不高问题,研究了基于分段刀轨加减速过渡的进给速度优化方法.以刀轨几何特点和机床运动学特性为约束,将刀轨进行分段并为每个刀轨段规划进给速度;在相邻的刀轨段中,以S曲线加减速控制中的加速和匀速或匀速和减速方式对进给速度进行过渡处理.实验结果表明了文中方法是可行和有效的.     

基于圆整误差补偿策略的S曲线加减速控制研究与实现

深入分析了S曲线加减速基本公式,给出了其加加速度、加速度、速度、位移之间的解析关系.在此基础之上,提出了一种基于圆整误差补偿策略的改进型S曲线加减速控制算法,该算法逐段对S曲线进行修正,减少由于量化误差带来的影响,算法同时考虑到多曲线段存在情况下的速度融合模式下的控制问题.给出了算法数学模型和数值仿真结果.对算法进行实验验证,并给出了具体工件实际加工结果.     

基于多项式的S曲线加减速运动控制算法构建

加减速运动控制算法性能直接影响数控机床、机器人等控制系统的运动效率、运动精度和运动的平稳性。提出由目标需求构建S形曲线的思路,并针对常见的七段、五段S形曲线加减速控制算法存在的问题,构建一种以五次多项式为基础的三段S形曲线加减速控制算法。该运动控制算法简化了传统S形加减速控制算法,其加速度、速度、位移曲线连续可导,运动平稳、无冲击,加速、减速运动效率高。通过MATLAB仿真和螺孔阵列加工试验证明,该算法比传统S形加减速控制算法在加速、减速过程具有更高的运动效率和平稳性。