成果所设计的 CNC 运动控制库,由自适应前瞻模块、高精度插补模块、柔性速度规划模块三部分组成。可实现自适应前瞻速度敏感点,降低高速插补过程中的频繁加减速问题。同时, 自适应前瞻算法可以降低系统的内存占用,动态调整前瞻段数,提高系统的运行效率。此外,高精度插补方法可以减少在直线圆弧段轴上速度,加速度等的突变。并通过选用合理的过渡曲线,使得在满足精度要求的同时,实现线段间的高速平滑过渡。最后基于柔性速度规划及其位移补偿方法,可以保证激光切割数控机床单轴直线运动或多轴轨迹运动的合速度曲线的平缓与柔顺,同时保证运动位移的准确性,并减少由于加速度突变等造成的机床震动,在提高激光切割效率的同时,保证刀轨和进给速度的平滑性。
应用前景:
随着科技进步,激光切割数控加工技术领域发展迅速。相比于传统的接触式切割,激光切割具有较高的加工速度,在进行连续小线段插补时,机器会频繁的进行加减速操作,不仅极大的影响了加工的效率,甚至会引起机器震动从而减少机器的使用寿命。此外,在传统数控机床中,常将复杂图形拆解为直线段和圆弧段。而这种离散化小线段的插补方法在线段间存在速度,加速度以及曲率等参数的不连续甚至是突变, 由此引起的电机频繁的启停以及机床的抖动,极大的影响了机床的切割精度和效率。本成果提出一种基于柔性加减速的自适应前瞻插补方法,可以保证适保证运动过程中系统的高效、平滑运动,适用于数控领域:生成 G2 连续线段, 自适应前瞻计算,提高通过速度,满足插补精度,多轴运动轨迹的合速度、合位移的插补计算,单轴的辅助运动等。
成熟度:小试