專利名稱：數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法和裝置及數(shù)控機床的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)控系統(tǒng)領域，具體是涉及一種數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法和裝置及數(shù)控機床。
背景技術：
在自動化控制領域中，數(shù)控機床、エ業(yè)機器人等設備カ求高速高精度來提高加工質(zhì)量和加工效率。當相鄰的加工軌跡之間連接的部分拐角較大時，會造成運動速度矢量變化過大，容易對機床產(chǎn)生較大沖擊。雖然可以采用零速度的方法通過拐角，但是零速度通過拐角的方法會嚴重影響加工效率?，F(xiàn)有技術中，一般采用在加工軌跡間增加微小弧形的滑過軌跡的方法來對相鄰的加工軌跡之間進行平滑，這種軌跡平滑方法包括圓弧過渡法和矢量過渡法等。其中，圓弧過 渡法雖然在一定程度上提高了加工效率，減少了對機床的沖擊，但是其對拐角處的輪廓逼進能力不是很好，容易引起較大誤差；而矢量過渡法一般是基于T型速度規(guī)劃的，加工軌跡和滑過軌跡之間的速度不連續(xù)，容易產(chǎn)生跳變(加速度突變)現(xiàn)象，導致機床產(chǎn)生劇烈振動，機床平穩(wěn)性能較差。如何解決現(xiàn)有技術中由于加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，是本技術領域亟需解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決現(xiàn)有技術中由于加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，提供了一種數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法和裝置及數(shù)控機床。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是提供一種數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法，該操作設備通過滑過軌跡從相鄰的第一加工軌跡過渡到第二加工軌跡，該方法包括對該第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃；根據(jù)預設的滑過比例預計算該滑過軌跡在該第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置；獲取經(jīng)過S型速度規(guī)劃的該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm ;根據(jù)該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另ー個技術方案是提供一種數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑裝置，該操作設備通過滑過軌跡從相鄰的第一加工軌跡過渡到第二加工軌跡，該軌跡平滑裝置包括速度規(guī)劃模塊、預計算模塊、參數(shù)獲取模塊和滑過軌跡調(diào)整模塊。該速度規(guī)劃模塊用于對該第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃；該預計算模塊用于根據(jù)預設的滑過比例預計算該滑過軌跡在經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊進行S型速度規(guī)劃后的該第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置；該參數(shù)獲取模塊用于獲取經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊進行S型速度規(guī)劃后的該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm ;該滑過軌跡調(diào)整模塊用于根據(jù)該參數(shù)獲取模塊獲取該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。進ー步地，該速度規(guī)劃模塊包括參數(shù)獲取単元、速度處理單元和計數(shù)判斷単元。該參數(shù)獲取単元用于在該第一加工軌跡和/或該第二加工軌跡上獲取由該操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度L ;該速度處理單元用于判斷該參數(shù)獲取單元獲取的該軌跡長度L是否小于該當前加速路徑與該減速路徑的長度之和S ;如果是，則減小當前指定速度V ;如果否，則增大當前指定速度V ;該計數(shù)判斷單元用于判斷該速度處理單元的執(zhí)行次數(shù)是否滿足設定值，如果否，則執(zhí)行該速度處理單元；如果是，則保存當前指定速度V到該操作設備的最佳速度存儲單元。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另ー個技術方案是提供一種數(shù)控機床，包括控制裝置、驅(qū)動裝置和電源裝置，該電源裝置向該數(shù)控機床供電，該控制裝置控制該驅(qū)動裝置驅(qū)動數(shù)控機床的操作設備進行運作，還包括上述對相鄰的第一加工軌跡和第二加工軌跡設置操作設備過渡運行的滑過軌跡的該軌跡平滑裝置。進ー步地，該軌跡平滑裝置包括速 度規(guī)劃模塊、預計算模塊、參數(shù)獲取模塊和滑過軌跡調(diào)整模塊。該速度規(guī)劃模塊用于對該第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃；該預計算模塊用于根據(jù)預設的滑過比例預計算該滑過軌跡在經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊進行S型速度規(guī)劃后的該第一加工軌跡和第ニ加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置；該參數(shù)獲取模塊用于獲取經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊進行S型速度規(guī)劃后的該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm;該滑過軌跡調(diào)整模塊用于根據(jù)該參數(shù)獲取模塊獲取該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。本發(fā)明的有益效果是區(qū)別于現(xiàn)有技術的情況，本發(fā)明對加工軌跡采用S型速度規(guī)劃，使操作設備在加工軌跡上的加速路徑、勻速路徑以及減速路徑運行時，速度能不斷地進行修正和調(diào)整以實現(xiàn)最佳速度運行；而根據(jù)該加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置，使加工軌跡和滑過軌跡連接過渡時，其加速度能處于誤差允許的區(qū)間上，保證了加工軌跡和滑過軌跡之間的速度連續(xù)。本發(fā)明有效地解決了現(xiàn)有技術中加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，本發(fā)明數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法和裝置能使滑過軌跡和加工軌跡之間實現(xiàn)速度連續(xù)的平滑過渡，有效地提高了機床的平穩(wěn)性能，避免出現(xiàn)機床沖擊和劇烈振動的現(xiàn)象。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明軌跡平滑方法的第一實施例流程示意圖；圖2是本發(fā)明軌跡平滑方法的第二實施例流程示意圖；圖3是圖I或圖2所示軌跡平滑方法的第一范例的流程示意圖4是圖I或圖2所示軌跡平滑方法的第二范例的流程示意圖；圖5是圖I或圖2所示軌跡平滑方法的第三范例的流程示意圖；圖6是圖I或圖2所示軌跡平滑方法的第四范例的流程示意圖；圖7是本發(fā)明軌跡平滑裝置的第一實施例結構示意圖；圖8是本發(fā)明軌跡平滑裝置的第二實施例結構示意圖；圖9是本發(fā)明軌跡平滑裝置的速度規(guī)劃模塊的具體結構示意圖；以及圖10是本發(fā)明數(shù)控機床的一實施例結構示意圖。
具體實施例方式
下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例提供的數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法包括對該第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃；根據(jù)預設的滑過比例預計算該滑過軌跡在該第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置；獲取經(jīng)過S型速度規(guī)劃的該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm;根據(jù)該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。本實施例對加工軌跡采用S型速度規(guī)劃，使操作設備在加工軌跡上的加速路徑、勻速路徑以及減速路徑運行時，速度能不斷地進行修正和調(diào)整以實現(xiàn)最佳速度運行；而根據(jù)該加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置，使加工軌跡和滑過軌跡連接過渡時，其加速度能處于誤差允許的區(qū)間上，保證了加工軌跡和滑過軌跡之間的速度連續(xù)。本發(fā)明實施例有效地解決了現(xiàn)有技術中加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，能使滑過軌跡和加工軌跡之間實現(xiàn)速度連續(xù)的平滑過渡，有效地提高了機床的平穩(wěn)性能，避免出現(xiàn)機床沖擊和劇烈振動的現(xiàn)象。本發(fā)明實施例提供的數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑裝置包括速度規(guī)劃模塊、預計算模塊、參數(shù)獲取模塊和滑過軌跡調(diào)整模塊。該速度規(guī)劃模塊用于對該第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃；該預計算模塊用于根據(jù)預設的滑過比例預計算該滑過軌跡在經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊進行S型速度規(guī)劃后的該第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置；該參數(shù)獲取模塊用于獲取經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊進行S型速度規(guī)劃后的該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm ;該滑過軌跡調(diào)整模塊用于根據(jù)該參數(shù)獲取模塊獲取該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。在本實施例中，進ー步地，該速度規(guī)劃模塊包括參數(shù)獲取単元、速度處理單元和計數(shù)判斷単元。該參數(shù)獲取單元用于在該第一加工軌跡和/或該第二加工軌跡上獲取由該操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度L ;該速度處理單元用于判斷該參數(shù)獲取單元獲取的該軌跡長度L是否小于該當前加速路徑與該減速路徑的長度之和S ;如果是，則減小當前指定速度V ;如果否，則增大當前指定速度V ;該計數(shù)判斷単元用于判斷該速度處理單元的執(zhí)行次數(shù)是否滿足設定值，如果否，則執(zhí)行該速度處理單元；如果是，則保存當前指定速度V到該操作設備的最佳速度存儲單元。本實施對加工軌跡采用S型速度規(guī)劃，使操作設備在加工軌跡上的加速路徑、勻速路徑以及減速路徑運行時，速度能不斷地進行修正和調(diào)整以實現(xiàn)最佳速度運行；而根據(jù)該加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置，使加エ軌跡和滑過軌跡連接過渡時，其加速度能處于誤差允許的區(qū)間上，保證了加工軌跡和滑過軌跡之間的速度連續(xù)。本發(fā)明實施例有效地解決了現(xiàn)有技術中加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，能使滑過軌跡和加エ軌跡之間實現(xiàn)速度連續(xù)的平滑過渡，有效地提高了機床的平穩(wěn)性能，避免出現(xiàn)機床沖擊和劇烈振動的現(xiàn)象。本發(fā)明實施例提供的數(shù)控機床包括控制裝置、驅(qū)動裝置和電源裝置，該電源裝置 向該數(shù)控機床供電，該控制裝置控制該驅(qū)動裝置驅(qū)動數(shù)控機床的操作設備進行運作，與現(xiàn)有技術區(qū)別之處在于，還包括上述對相鄰的第一加工軌跡和第二加工軌跡設置操作設備過渡運行的滑過軌跡的該軌跡平滑裝置。在本實施例中，進ー步地，該軌跡平滑裝置包括速度規(guī)劃模塊、預計算模塊、參數(shù)獲取模塊和滑過軌跡調(diào)整模塊。該速度規(guī)劃模塊用于對該第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃；該預計算模塊用于根據(jù)預設的滑過比例預計算該滑過軌跡在經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊進行S型速度規(guī)劃后的該第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置；該參數(shù)獲取模塊用于獲取經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊進行S型速度規(guī)劃后的該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm ;該滑過軌跡調(diào)整模塊用于根據(jù)該參數(shù)獲取模塊獲取該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。本實施例對加工軌跡采用S型速度規(guī)劃，使操作設備在加工軌跡上的加速路徑、勻速路徑以及減速路徑運行時，速度能不斷地進行修正和調(diào)整以實現(xiàn)最佳速度運行；而根據(jù)該加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置，使加工軌跡和滑過軌跡連接過渡時，其加速度能處于誤差允許的區(qū)間上，保證了加工軌跡和滑過軌跡之間的速度連續(xù)。本發(fā)明實施例有效地解決了現(xiàn)有技術中加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，能使滑過軌跡和加工軌跡之間實現(xiàn)速度連續(xù)的平滑過渡，有效地提高了機床的平穩(wěn)性能，避免出現(xiàn)機床沖擊和劇烈振動的現(xiàn)象。實施例一、請參閱圖1，本發(fā)明實施例提供的數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法包括步驟S100，對該第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃。在步驟SlOO中，該操作設備是數(shù)控系統(tǒng)中硬件執(zhí)行單元，包括數(shù)控切割刀頭、數(shù)控激光焊接頭、數(shù)控運行平臺、機器人手臂等能夠通過軟件程序控制的部件；該第一加工軌跡和第二加工軌跡為該操作設備的預想加工途徑，舉例而言，該第一加工軌跡和第二加工軌跡之間的組合方式可以包括直線和直線、直線和曲線以及曲線和曲線中的任意ー種。在本實施例中，該S型速度規(guī)劃方法包括步驟A :在該第一加工軌跡和/或該第二加工軌跡上獲取由該操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度L ;步驟B :判斷該軌跡長度L是否小于該當前加速路徑與該減速路徑的長度之和S ;如果是，則減小當前指定速度V并執(zhí)行步驟C ;如果否，則增大當前指定速度V并執(zhí)行步驟C ;步驟C :判斷步驟B的執(zhí)行次數(shù)是否滿足設定值，如果否，則執(zhí)行步驟B ;如果是，則保存當前指定速度V為操作設備在該第一加工軌跡和/或第二加工軌跡中的最佳速度。而在其他實施例中，在滿足速度平滑過渡的前提下，采用的S型速度規(guī)劃方法可以是傳統(tǒng)的七段式S型速度規(guī)劃，即包括加加速、勻加速、減加速和勻速等計算過程。步驟S101，根據(jù)預設的滑過比例預計算該滑過軌跡在該第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置。在步驟SlOl中，該預設的滑過比例為人工預先設定的，具體數(shù)值可以是該滑過軌跡的長度d與該軌跡長度L加上該滑過軌跡的長度d的和的比值，也可以是該滑過軌跡起點的速度％與該第一加工軌跡的最大速度Vm的比值，即滑過比例=d/(d+L)，或滑過比例 =VcAm。步驟S102，獲取經(jīng)過S型速度規(guī)劃的該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vn。在步驟S102中，該最大速度Vm為該操作設備在該第一加工軌跡和第二加工軌跡上的最大速度，通過獲取軌跡長度L和最大速度Vm以限定在滑過軌跡的上限速度。步驟S103，根據(jù)該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。在步驟S103中，通過第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該預計算的滑過軌跡在該第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置，即微調(diào)，使其上限速度滿足軌跡長度L和最大速度Vm的限定。接著，可以進行其他調(diào)整步驟，使操作設備的加工速度和軌跡能更好地實現(xiàn)平滑過渡，本實施例不作限定。本實施例對加工軌跡采用S型速度規(guī)劃，使操作設備在加工軌跡上的加速路徑、勻速路徑以及減速路徑運行時，速度能不斷地進行修正和調(diào)整以實現(xiàn)最佳速度運行；而根據(jù)該加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置，使加工軌跡和滑過軌跡連接過渡時，其加速度能處于誤差允許的區(qū)間上，保證了加工軌跡和滑過軌跡之間的速度連續(xù)。本發(fā)明實施例有效地解決了現(xiàn)有技術中加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，能使滑過軌跡和加工軌跡之間實現(xiàn)速度連續(xù)的平滑過渡，有效地提高了機床的平穩(wěn)性能，避免出現(xiàn)機床沖擊和劇烈振動的現(xiàn)象。實施例ニ、請參閱圖2，本發(fā)明實施例提供的數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法包括步驟SlOO’，對第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃。在步驟S100’中，該操作設備是數(shù)控系統(tǒng)中硬件執(zhí)行單元，包括數(shù)控切割刀頭、數(shù)控激光焊接頭、數(shù)控運行平臺、機器人手臂等能夠通過軟件程序控制的部件；該第一加工軌跡和第二加工軌跡為該操作設備的預想加工途徑，舉例而言，該第一加工軌跡和第二加工軌跡之間的組合方式可以包括直線和直線、直線和曲線以及曲線和曲線中的任意ー種。在本實施例中，該S型速度規(guī)劃方法包括步驟A :在該第一加工軌跡和/或該第二加工軌跡上獲取由該操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度L ;步驟B :判斷該軌跡長度L是否小于該當前加速路徑與該減速路徑的長度之和S ;如果是，則減小當前指定速度V并執(zhí)行步驟C ;如果否，則增大當前指定速度V并執(zhí)行步驟C ;步驟C :判斷步驟B的執(zhí)行次數(shù)是否滿足設定值，如果否，則執(zhí)行步驟B ;如果是，則保存當前指定速度V為操作設備在該第一加工軌跡和/或第二加工軌跡中的最佳速度。而在其他實施例中，在滿足速度平滑過渡的前提下，采用的S型速度規(guī)劃方法可以是傳統(tǒng)的七段式S型速度規(guī)劃，即包括加加速、勻加速、減加速和勻速等計算過程。步驟S101’，根據(jù)預設的滑過比例預計算該滑過軌跡在該第一加工軌跡和第二加エ軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置。在步驟S101’中，該預設的滑過比例為人工預先設定的，具體數(shù)值可以是該滑過軌 跡的長度d與該軌跡長度L加上該滑過軌跡的長度d的和的比值，也可以是該滑過軌跡起點的速度％與該第一加工軌跡的最大速度Vm的比值，即滑過比例=d/(d+L)，或滑過比例=VcAm。步驟S102’，獲取經(jīng)過S型速度規(guī)劃的該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm。在步驟S102’中，該最大速度Vm為該操作設備在該第一加工軌跡和第二加工軌跡上的最大速度，通過獲取軌跡長度L和最大速度Vm以限定在滑過軌跡的上限速度。步驟S103’，根據(jù)該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。在步驟S103’中，通過第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該預計算的滑過軌跡在該第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置，即微調(diào)，使其上限速度滿足軌跡長度L和最大速度Vm的限定。本實施例與實施例一的不同之處在于，還包括步驟S104’，根據(jù)調(diào)整后的該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置調(diào)整該第一加エ軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm。在步驟S104’中，調(diào)整后的軌跡長度L和最大速度Vm和滑過軌跡之間實現(xiàn)更好地過渡，當然，可以在步驟S102’和步驟S104’之間多次循環(huán)，包括兩次、三次或者更多次。步驟S105’，對調(diào)整后的該第一加工軌跡和第二加工軌跡進行S型速度規(guī)劃，并計算該滑過軌跡的加速度。在步驟S105’中，由于對第一加工軌跡和第二加工軌跡預先進行了 S型速度規(guī)劃，因此其加速度在可控的允許范圍內(nèi)，保證滑過軌跡和加工軌跡之間的速度連續(xù)的實現(xiàn)。步驟S106’，對經(jīng)過兩次S型速度規(guī)劃的該第一加工軌跡和第二加工軌跡進行插ネト，井根據(jù)該滑過軌跡的加速度對該滑過軌跡進行矢量插補。在步驟S106’中，在第一加工軌跡和第二加工軌跡進行的插補方法可以只針對數(shù)值的大小進行插補，而無需進行方向的改變；而對該滑過軌跡進行矢量插補則需要改變速度的大小和方向，使其能實現(xiàn)最好的平滑過渡軌跡。
本實施例對加工軌跡采用S型速度規(guī)劃，使操作設備在加工軌跡上的加速路徑、勻速路徑以及減速路徑運行時，速度能不斷地進行修正和調(diào)整以實現(xiàn)最佳速度運行；而根據(jù)該加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置，使加工軌跡和滑過軌跡連接過渡時，其加速度能處于誤差允許的區(qū)間上，保證了加工軌跡和滑過軌跡之間的速度連續(xù)。本發(fā)明實施例有效地解決了現(xiàn)有技術中加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，能使滑過軌跡和加工軌跡之間實現(xiàn)速度連續(xù)的平滑過渡，有效地提高了機床的平穩(wěn)性能，避免出現(xiàn)機床沖擊和劇烈振動的現(xiàn)象。實施例三、請參閱圖3，是圖I或圖2所示軌跡平滑方法的第一范例流程示意圖，在本實施例中，對該數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法的步驟不再贅述，本實施例的S型速度規(guī)劃區(qū)別之處在于，包括步驟S200，在第一加工軌跡和/或該第二加工軌跡上獲取由該操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度し

步驟S201，判斷該軌跡長度L是否小于該當前加速路徑與該減速路徑的長度之和S，若是，執(zhí)行步驟S202，若否，執(zhí)行步驟S203 ;執(zhí)行次數(shù)+1。步驟S202，減小當前指定速度V，執(zhí)行步驟S204。步驟S203，增大當前指定速度V，執(zhí)行步驟S204。步驟S204，判斷執(zhí)行次數(shù)是否滿足設定值，若是，執(zhí)行步驟S205，若否，返回執(zhí)行步驟S201。其中，數(shù)控系統(tǒng)在進行速度規(guī)劃之初，當前指定速度V即為初始的指定速度，該初始的指定速度可以是經(jīng)過技術人員預估所得到的速度值，也可以是數(shù)控系統(tǒng)中保留的系統(tǒng)默認速度值，甚至可以是數(shù)控系統(tǒng)中在規(guī)定的范圍內(nèi)隨機產(chǎn)生的ー個速度值，設定該指定速度的目的在于速度規(guī)劃之初對指定速度的初始化，后續(xù)會根據(jù)執(zhí)行步驟中的判斷條件對該初始的指定速度進行調(diào)整，對當前指定速度不斷的進行修正，使其無限接近于實際的最佳速度。速度規(guī)劃可以理解為控制操作設備在指定的時間內(nèi)達到指定的速度，所述當前加速路徑與減速路徑長度之和S是由當前指定速度V來確定的，數(shù)控系統(tǒng)在對所述第一加工軌跡和/或第二加工軌跡進行速度規(guī)劃時，操作設備在所述第一加工軌跡和/或第二加工軌跡的始點的速度Vtl是已知的，即操作設備完成上一路徑時的終點速度是已知的，而操作設備到達本所述第一加工軌跡和/或第二加工軌跡的終點的速度是預知的，即操作設備到達本所述第一加工軌跡和/或第二加工軌跡的終點的速度是根據(jù)加工要求所確定的速度，因此該終點的速度也作為已知量，而且，此時的當前指定速度假定為速度規(guī)劃的最佳速度值，即將當前指定速度值作為七段或五段S型曲線速度規(guī)劃過程中的最大速度值，這樣便可以通過所述第一加工軌跡和/或第二加工軌跡的始點速度、終點速度及當前指定速度得到當前加速路徑和減速路徑長度之和S。所述軌跡長度L是根據(jù)用戶所加工的產(chǎn)品的形狀、尺寸所決定的長度值，或者根據(jù)用戶所要求的運行路徑的長度值決定的，屬于本規(guī)劃過程中的已知量。本步驟中將所述軌跡長度L與所述當前加速路徑與減速路徑的長度之和S作出比較，由于所述當前加速路徑與減速路徑的長度之和S是由當前指定速度V確定的，因此，如果所述當前加速路徑與減速路徑的長度之和S大于了所述軌跡長度L，則說明當前指定速度V所賦的值偏大，需要對當前指定速度V進行減小調(diào)整，對于減小當前指定速度V的方式可以是等比方式遞減，例如在程式控制上表現(xiàn)為V = V- (c X V)，其中c為O I之間的常量；如V = V-O. 5v、v = V-O. 2v或者V = V-O. 8v,減小當前指定速度V的方式也可以是等差方式遞減，例如在程式控制上表現(xiàn)為V = v-C，其中C為O V之間的ー常量，可以理解的是，等比方式或者等差方式的遞減方式只是本實施例中兩種實施方式而已，對于減小當前指定速度V的方式還可以存在其他的遞減方式，包括無規(guī)律遞減，隨機遞減等均應包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。對于增大當前指定速度V的方式的原理與上述減小當前指定速度V的方式相同，即對于増大當前指定速度V的方式可以是等比方式遞增，例如在程式控制上表現(xiàn)為V =v+(cX v),其中c為O I之間的常量；如v = v+0. 5v、V = v+0. 2v或者v = v+0. 8v,增大當前指定速度V的方式也可以是等差方式遞增，例如在程式控制上表現(xiàn)為V = v+C，其中C為O V之間的ー常量，可以理解的是，等比方式或者等差方式的遞增方式只是本實施例中兩種實施方式而已，對于増大當前指定速度V的方式還可以存在其他的遞增方式，包括無規(guī)律遞增，隨機遞增等均應包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。 在本發(fā)明實施中，當前指定速度V的遞減比例與遞增比例相同，例如遞減程式選擇V = v-Ο. 2v，那么遞增程式也相應的選擇為V = v+0. 2v，這樣可以保證經(jīng)過規(guī)劃得到的最佳速度更加準確。當然，在實際應用的過程中，當前指定速度V的遞減比例與遞增比例可以存在不同，因此，當前指定速度V的遞減比例是否與遞增比例相同不應理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。本實施例對加工軌跡采用S型速度規(guī)劃，使操作設備在加工軌跡上的加速路徑、勻速路徑以及減速路徑運行時，速度能不斷地進行修正和調(diào)整以實現(xiàn)最佳速度運行；而根據(jù)該加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置，使加工軌跡和滑過軌跡連接過渡時，其加速度能處于誤差允許的區(qū)間上，保證了加工軌跡和滑過軌跡之間的速度連續(xù)。本實施例數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法中采用的S型速度規(guī)劃有效地解決了現(xiàn)有技術中加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，能使滑過軌跡和加工軌跡之間實現(xiàn)速度連續(xù)的平滑過渡，有效地提高了機床的平穩(wěn)性能，避免出現(xiàn)機床沖擊和劇烈振動的現(xiàn)象。實施例四、請參閱圖4，是圖I或圖2所示軌跡平滑方法的第二范例流程示意圖，在本實施例中，對該數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法的步驟不再贅述，該S型速度規(guī)劃包括步驟S300，在第一加工軌跡和/或該第二加工軌跡上獲取由該操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度し步驟S301，判斷該軌跡長度L是否小于該當前加速路徑與減速路徑的長度之和S，若是，減小當前指定速度V并執(zhí)行步驟S302，若否，執(zhí)行步驟S306。步驟S302，判斷該軌跡長度L是否小于該當前加速路徑與該減速路徑的長度之和S，若是，執(zhí)行步驟S303，若否，執(zhí)行步驟S304。步驟S303，減小當前指定速度V，執(zhí)行次數(shù)+1并執(zhí)行步驟S305。步驟S304，增大當前指定速度V，執(zhí)行次數(shù)+1并執(zhí)行步驟S305。
步驟S305，判斷執(zhí)行次數(shù)是否滿足設定值，若是，執(zhí)行步驟S306，若否，執(zhí)行步驟S302。步驟S306，保存當前指定速度V為操作設備在該第一加工軌跡和/或第二加工軌跡中的最佳速度。如前所述，本發(fā)明實施例的工作原理請參閱實施例六，與實施例六不同之處在干，増加判斷步驟S301，可以有效地避免當前指定速度V過大而進行無效循環(huán)的エ序步驟。本實施例通過對加工軌跡采用S型速度規(guī)劃，使操作設備在加工軌跡上的加速路徑、勻速路徑以及減速路徑運行時，速度能不斷地進行修正和調(diào)整以實現(xiàn)最佳速度運行；而根據(jù)該加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置，使加工軌跡和滑過軌跡連接過渡時，其加速度能處于誤差允許的區(qū)間上，保證了加工軌跡和滑過軌跡之間的速度連續(xù)。本實施例數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法中采用的S型速度規(guī)劃有效地解決了現(xiàn)有技術中加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，能使滑過軌跡和加工軌跡之間實現(xiàn)速度連續(xù)的 平滑過渡，有效地提高了機床的平穩(wěn)性能，避免出現(xiàn)機床沖擊和劇烈振動的現(xiàn)象。實施例五、請參閱圖5，是圖I或圖2所示軌跡平滑方法的第三范例流程示意圖，在本實施例中，對該數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法的步驟不再贅述，該S型速度規(guī)劃包括步驟S400，在第一加工軌跡和/或該第二加工軌跡上獲取由該操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度し步驟S401，判斷該軌跡長度L是否小于該當前加速路徑與減速路徑的長度之和S，若否，執(zhí)行步驟S402，若是，減小當前指定速度V并執(zhí)行步驟S403。步驟S402，判斷當前加速路徑與減速路徑長度之和S是否大于軌跡長度L的N倍，若是，執(zhí)行步驟S407，若否，增大當前指定速度V并執(zhí)行步驟S400。步驟S403，判斷該軌跡長度L是否小于該當前加速路徑與該減速路徑的長度之和S，若是，執(zhí)行步驟S404，若否，執(zhí)行步驟S405。步驟S404，減小當前指定速度V，執(zhí)行次數(shù)+1并執(zhí)行步驟S406。步驟S405，增大當前指定速度V，執(zhí)行次數(shù)+1并執(zhí)行步驟S406。步驟S406，判斷執(zhí)行次數(shù)是否滿足設定值，若是，執(zhí)行步驟S407，若否，執(zhí)行步驟S403。步驟S407，保存當前指定速度V為操作設備在該第一加工軌跡和/或第二加工軌跡中的最佳速度。如前所述，本發(fā)明實施例的工作原理請參閱實施例四，與實施例四不同之處在干，増加判斷步驟S402，可以進ー步有效地避免當前指定速度V過大而進行無效循環(huán)的エ序步驟。本實施例通過對加工軌跡采用S型速度規(guī)劃，使操作設備在加工軌跡上的加速路徑、勻速路徑以及減速路徑運行時，速度能不斷地進行修正和調(diào)整以實現(xiàn)最佳速度運行；而根據(jù)該加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置，使加工軌跡和滑過軌跡連接過渡時，其加速度能處于誤差允許的區(qū)間上，保證了加工軌跡和滑過軌跡之間的速度連續(xù)。本實施例數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法中采用的S型速度規(guī)劃有效地解決了現(xiàn)有技術中加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，能使滑過軌跡和加工軌跡之間實現(xiàn)速度連續(xù)的平滑過渡，有效地提高了機床的平穩(wěn)性能，避免出現(xiàn)機床沖擊和劇烈振動的現(xiàn)象。實施例六、請參閱圖6，是圖I或圖2所示軌跡平滑方法的第四范例流程示意圖，在本實施例中，對該數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法的步驟不再贅述，該S型速度規(guī)劃包括步驟S500，在第一加工軌跡和/或該第二加工軌跡上獲取由該操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度し步驟S501，判斷該軌跡長度L是否小于該當前加速路徑與減速路徑的長度之和S，若否，執(zhí)行步驟S502，若是，減小當前指定速度V并執(zhí)行步驟S503。步驟S502，判斷當前加速路徑與減速路徑長度之和S是否大于軌跡長度L的N倍，若是，執(zhí)行步驟S507，若否，增大當前指定速度V并執(zhí)行步驟S500。 步驟S503，判斷該軌跡長度L是否小于該當前加速路徑與該減速路徑的長度之和S，若是，執(zhí)行步驟S504，若否，執(zhí)行步驟S505。步驟S504，減小當前指定速度V，執(zhí)行次數(shù)+1并執(zhí)行步驟S506。步驟S505，增大當前指定速度V，執(zhí)行次數(shù)+1并執(zhí)行步驟S506。步驟S506，判斷執(zhí)行次數(shù)是否滿足設定值，若是，執(zhí)行步驟S507，若否，執(zhí)行步驟S503。步驟S507，判斷當前指定速度V是否超出操作設備的最大速度Vm，若是，執(zhí)行步驟S508，若否，執(zhí)行步驟S509。步驟S508，保存所述最大速度Vm作為操作設備在所述第一加工軌跡和/或第二加エ軌跡中的最佳速度，流程結束。步驟S509，保存當前指定速度V為操作設備在該第一加工軌跡和/或第二加工軌跡中的最佳速度。步驟S510，將軌跡長度L減去當前加速路徑長度與減速路徑長度之和S的差值作為勻速路徑長度。如前所述，本發(fā)明實施例的工作原理請參閱實施例五，與實施例五不同之處在干，增加判斷步驟S507、步驟S508以及步驟S510，步驟S507和S508可以進ー步有效地避免當前指定速度V過大而造成操作設備運行速度過大，導致機床抖動沖擊等現(xiàn)象；同時，步驟S510可以使操作設備保持在勻速運行狀態(tài)。本實施例通過對加工軌跡采用S型速度規(guī)劃，使操作設備在加工軌跡上的加速路徑、勻速路徑以及減速路徑運行時，速度能不斷地進行修正和調(diào)整以實現(xiàn)最佳速度運行；而根據(jù)該加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置，使加工軌跡和滑過軌跡連接過渡時，其加速度能處于誤差允許的區(qū)間上，保證了加工軌跡和滑過軌跡之間的速度連續(xù)。本實施例數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法中采用的S型速度規(guī)劃有效地解決了現(xiàn)有技術中加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，能使滑過軌跡和加工軌跡之間實現(xiàn)速度連續(xù)的平滑過渡，有效地提高了機床的平穩(wěn)性能，避免出現(xiàn)機床沖擊和劇烈振動的現(xiàn)象。實施例七、參閱圖7以及前述的數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法，本實施例的操作設備的軌跡平滑裝置包括速度規(guī)劃模塊61、預計算模塊62、參數(shù)獲取模塊63以及滑過軌跡調(diào)整模塊64。在本實施例中，速度規(guī)劃模塊61用于對該第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃；預計算模塊62用于根據(jù)預設的滑過比例預計算該滑過軌跡在經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊61進行S型速度規(guī)劃后的該第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置；參數(shù)獲取模塊63用于獲取經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊61進行S型速度規(guī)劃后的該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm ；滑過軌跡調(diào)整模塊64用于根據(jù)該參數(shù)獲取模塊63獲取該第一加工軌跡和第二加エ軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。

其中，其具體工作原理請參閱實施例一到實施例三所述的數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法，在本技術領域人員理解的范圍內(nèi)，不再贅述。本實施例通過對加工軌跡采用S型速度規(guī)劃，使操作設備在加工軌跡上的加速路徑、勻速路徑以及減速路徑運行時，速度能不斷地進行修正和調(diào)整以實現(xiàn)最佳速度運行；而根據(jù)該加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置，使加工軌跡和滑過軌跡連接過渡時，其加速度能處于誤差允許的區(qū)間上，保證了加工軌跡和滑過軌跡之間的速度連續(xù)。本實施例數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑裝置中速度規(guī)劃模塊61采用的S型速度規(guī)劃有效地解決了現(xiàn)有技術中加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，能使滑過軌跡和加工軌跡之間實現(xiàn)速度連續(xù)的平滑過渡，有效地提高了機床的平穩(wěn)性能，避免出現(xiàn)機床沖擊和劇烈振動的現(xiàn)象。實施例八，請參閱圖8以及前述的數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法，本實施例的操作設備的軌跡平滑裝置包括速度規(guī)劃模塊70、預計算模塊71、參數(shù)獲取模塊72以及滑過軌跡調(diào)整模塊73、加工軌跡調(diào)整模塊74、加速度計算模塊75以及插補模塊76。在本實施例中，速度規(guī)劃模塊70用于對該第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃。預計算模塊71用于根據(jù)預設的滑過比例預計算該滑過軌跡在經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊70進行S型速度規(guī)劃后的該第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置；同時，還可以包括設置模塊77，通過設置模塊77設置該預設的滑過比例，其中，該預設的滑過比例為該滑過軌跡的長度d與該軌跡長度L加上該滑過軌跡的長度d的和的比值，或為該滑過軌跡起點的速度與該第一加工軌跡的最大速度Vm的比值。參數(shù)獲取模塊72用于獲取經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊70進行S型速度規(guī)劃后的該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm ；滑過軌跡調(diào)整模塊73用于根據(jù)該參數(shù)獲取模塊72獲取該第一加工軌跡和第二加エ軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。加工軌跡調(diào)整模塊74用于根據(jù)調(diào)整后的該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置調(diào)整該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm。加速度計算模塊75用于計算經(jīng)過該滑過軌跡調(diào)整模塊73調(diào)整的該滑過軌跡的加速度；其中，該加速度計算模塊75計算該滑過軌跡的加速度時，該速度規(guī)劃模塊70對經(jīng)過加工軌跡調(diào)整模塊74調(diào)整后的該第一加工軌跡和第二加工軌跡進行第二次的S型速度規(guī)劃。插補模塊76用于對經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊70進行兩次S型速度規(guī)劃的該第一加工軌跡和第二加工軌跡進行插補，井根據(jù)該加速度計算模塊75計算得到的該滑過軌跡的加速度對該滑過軌跡進行矢量插補。其中，其具體工作原理請參閱實施例三到實施例六所述的數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法，在本技術領域人員理解的范圍內(nèi)，不再贅述。請結合圖7和圖8進ー步參閱圖9，實施例七和/或?qū)嵤├怂婕暗乃俣纫?guī)劃模塊61、70具體可以包括參數(shù)獲取單元700、路徑判斷單元701、速度處理單元702、計數(shù)判斷單元703、最佳速度存儲單元704、參數(shù)調(diào)整單元705以及速度復檢單元706。在本實施例中，參數(shù)獲取單元700用于在該第一加工軌跡和/或該第二加工軌跡 上獲取由該操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度し路徑判斷単元701用于判斷該軌跡長度L是否小于該當前加速路徑與減速路徑的長度之和S ;如果是，則減小當前指定速度V并執(zhí)行該速度處理單元；如果否，則保存當前指定速度V到該最佳速度存儲單元。速度處理單元702用于判斷該參數(shù)獲取單元700獲取的該軌跡長度L是否小于該當前加速路徑與該減速路徑的長度之和S ;如果是，則減小當前指定速度V ;如果否，則增大當前指定速度V。計數(shù)判斷単元703用于判斷該速度處理單元702的執(zhí)行次數(shù)是否滿足設定值，如果否，則執(zhí)行該速度處理單元；如果是，則保存當前指定速度V到該操作設備的最佳速度存儲單元704。參數(shù)調(diào)整單元705用于對該操作設備在運行過程中的勻加速度a和/或變加速度j進行調(diào)整，使得該操作設備的運行路徑滿足插補周期整數(shù)倍的要求。速度復檢單元706用于判斷該當前加速路徑與減速路徑長度之和S是否大于軌跡長度L的N倍，其中O < N < I ;如果是，則保存當前指定速度V到該最佳速度存儲單元；如果否，則増大當前指定速度V并執(zhí)行該參數(shù)獲取單元。當然，該速度規(guī)劃模塊的具體工作原理還包括實施例四到實施例六所述的方法過程，在本技術領域人員理解的范圍內(nèi)，不再贅述。本實施例通過對加工軌跡采用S型速度規(guī)劃，使操作設備在加工軌跡上的加速路徑、勻速路徑以及減速路徑運行時，速度能不斷地進行修正和調(diào)整以實現(xiàn)最佳速度運行；而根據(jù)該加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置，使加工軌跡和滑過軌跡連接過渡時，其加速度能處于誤差允許的區(qū)間上，保證了加工軌跡和滑過軌跡之間的速度連續(xù)。本實施例數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑裝置中速度規(guī)劃模塊采用的S型速度規(guī)劃有效地解決了現(xiàn)有技術中加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，能使滑過軌跡和加工軌跡之間實現(xiàn)速度連續(xù)的平滑過渡，有效地提高了機床的平穩(wěn)性能，避免出現(xiàn)機床沖擊和劇烈振動的現(xiàn)象。
實施例九、請參閱圖10，本發(fā)明實施例數(shù)控機床包括控制裝置80、驅(qū)動裝置81、軌跡平滑裝置82和電源裝置(圖未示)。該電源裝置向該數(shù)控機床供電，該控制裝置80控制該驅(qū)動裝置81驅(qū)動數(shù)控機床的操作設備進行運作，該軌跡平滑裝置82用于對相鄰的第一加工軌跡和第二加工軌跡設置操作設備過渡運行。在本實施例中，該軌跡平滑裝置82包括速度規(guī)劃模塊，用于對該第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃；預計算模塊，用于根據(jù)預設的滑過比例預計算該滑過軌跡在經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊進行S型速度規(guī)劃后的該第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置；參數(shù)獲取模塊，用于獲取經(jīng)過該速度規(guī)劃模塊進行S型速度規(guī)劃后的該第一加工 軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm ；滑過軌跡調(diào)整模塊，用于根據(jù)該參數(shù)獲取模塊獲取的第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。如前所述，該速度規(guī)劃模塊包括但不限于參數(shù)獲取単元，用于在該第一加工軌跡和/或該第二加工軌跡上獲取由該操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度L ；速度處理單元，用于判斷該參數(shù)獲取單元獲取的該軌跡長度L是否小于該當前加速路徑與該減速路徑的長度之和S ;如果是，則減小當前指定速度V ;如果否，則增大當前指定速度V ；計數(shù)判斷単元，用于判斷該速度處理單元的執(zhí)行次數(shù)是否滿足設定值，如果否，則執(zhí)行該速度處理單元；如果是，則保存當前指定速度V到該操作設備的最佳速度存儲單元。當然，其具體工作原理包括但不限于實施例一到實施例八所涉及的軌跡平滑方法和裝置，在此不再贅述?？梢岳斫獾氖牵瑢τ谲壽E平滑裝置82與控制裝置80的連接方式并不構成對本發(fā)明保護范圍的限制。本實施例通過對加工軌跡采用S型速度規(guī)劃，使操作設備在加工軌跡上的加速路徑、勻速路徑以及減速路徑運行時，速度能不斷地進行修正和調(diào)整以實現(xiàn)最佳速度運行；而根據(jù)該加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置，使加工軌跡和滑過軌跡連接過渡時，其加速度能處于誤差允許的區(qū)間上，保證了加工軌跡和滑過軌跡之間的速度連續(xù)。本實施例數(shù)控機床的軌跡平滑裝置80中速度規(guī)劃模塊采用的S型速度規(guī)劃有效地解決了現(xiàn)有技術中加工軌跡和滑過軌跡之間無法實現(xiàn)速度連續(xù)，導致機床產(chǎn)生劇烈振動、平穩(wěn)性能較差的技術問題，能使滑過軌跡和加工軌跡之間實現(xiàn)速度連續(xù)的平滑過渡，有效地提高了機床的平穩(wěn)性能，避免出現(xiàn)機床沖擊和劇烈振動的現(xiàn)象。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
權利要求
1.一種數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法，所述操作設備通過滑過軌跡從相鄰的第一加工軌跡過渡到第二加工軌跡，其特征在于，包括 對所述第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃； 根據(jù)預設的滑過比例預計算所述滑過軌跡在所述第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置； 獲取經(jīng)過S型速度規(guī)劃的所述第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm; 根據(jù)所述第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整所述滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。
2.根據(jù)權利要求I所述的軌跡平滑方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整所述滑過軌跡的起點和終點的速度和位置的步驟之后還包括 根據(jù)調(diào)整后的所述滑過軌跡的起點和終點的速度和位置調(diào)整所述第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm ； 對調(diào)整后的所述第一加工軌跡和第二加工軌跡進行S型速度規(guī)劃，并計算所述滑過軌跡的加速度。
3.根據(jù)權利要求2所述的軌跡平滑方法，其特征在于，在所述對調(diào)整后的所述第一加工軌跡和第二加工軌跡進行S型速度規(guī)劃，并計算所述滑過軌跡的加速度的步驟之后還包括 對經(jīng)過兩次S型速度規(guī)劃的所述第一加工軌跡和第二加工軌跡進行插補，并根據(jù)所述滑過軌跡的加速度對所述滑過軌跡進行矢量插補。
4.根據(jù)權利要求1-3任一所述的軌跡平滑方法，其特征在于，所述對所述第一加工軌跡和/或第二加工軌跡進行的所述S型速度規(guī)劃的步驟包括 步驟A :在所述第一加工軌跡和/或所述第二加工軌跡上獲取由所述操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度L ； 步驟B :判斷所述軌跡長度L是否小于所述當前加速路徑與所述減速路徑的長度之和S ;如果是，則減小當前指定速度V并執(zhí)行步驟C ;如果否，則增大當前指定速度V并執(zhí)行步驟C ; 步驟C :判斷步驟B的執(zhí)行次數(shù)是否滿足設定值，如果否，則執(zhí)行步驟B ;如果是，則保存當前指定速度V為操作設備在所述第一加工軌跡和/或第二加工軌跡中的最佳速度。
5.根據(jù)權利要求4所述的軌跡平滑方法，其特征在于，在步驟A:在所述第一加工軌跡和/或所述第二加工軌跡上獲取由操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度L之后，還包括 步驟BI :判斷所述軌跡長度L是否小于所述當前加速路徑與減速路徑的長度之和S ；如果是，則減小當前指定速度V并執(zhí)行所述步驟B ;如果否，則保存當前指定速度V作為操作設備在所述第一加工軌跡和/或第二加工軌跡中的最佳速度。
6.根據(jù)權利要求4所述的軌跡平滑方法，其特征在于，在步驟A:在所述第一加工軌跡和/或所述第二加工軌跡上獲取由操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度L之后，還包括步驟B2 :判斷所述軌跡長度L是否小于所述當前加速路徑與減速路徑的長度之和S ；如果是，則減小當前指定速度V并執(zhí)行所述步驟B ;如果否，則執(zhí)行步驟D ； 步驟D :判斷所述當前加速路徑與減速路徑長度之和S是否大于軌跡長度L的N倍，其中O < N < I ;如果是，則保存當前指定速度V為操作設備在所述第一加工軌跡和/或第二加工軌跡中的最佳速度；如果否，則增大當前指定速度V并執(zhí)行步驟A。
7.根據(jù)權利要求6所述的軌跡平滑方法，其特征在于，在所述判斷步驟B的執(zhí)行次數(shù)滿 足設定值的步驟之后，還包括 判斷當前指定速度V是否超出操作設備在所述第一加工軌跡和/或所述第二加工軌跡上的最大速度\，如果超出，則保存所述最大速度Vm作為操作設備在所述第一加工軌跡和/或第二加工軌跡中的最佳速度；如果未超出，則保存當前指定速度V作為操作設備在所述第一加工軌跡和/或第二加工軌跡中的最佳速度。
8.根據(jù)權利要求7所述的軌跡平滑方法，其特征在于，在所述保存當前指定速度V為操作設備在所述第一加工軌跡和/或第二加工軌跡中的最佳速度的步驟之后，還包括 將軌跡長度L減去所述當前加速路徑長度與減速路徑長度之和S的差值作為勻速路徑長度。
9.根據(jù)權利要求8所述的軌跡平滑方法，其特征在于，在所述保存當前指定速度V為操作設備在所述第一加工軌跡和/或第二加工軌跡中的最佳速度的步驟之后，還包括 對所述操作設備在運行過程中的勻加速度a和/或變加速度j進行調(diào)整，使得所述操作設備的運行路徑滿足插補周期整數(shù)倍的要求。
10.根據(jù)權利要求1-3任一所述的軌跡平滑方法，其特征在于，所述預設的滑過比例為所 述滑過軌跡的長度d與所述軌跡長度L加上所述滑過軌跡的長度d的和的比值。
11.根據(jù)權利要求1-3任一所述的軌跡平滑方法，其特征在于，所述預設的滑過比例為所述滑過軌跡起點的速度％與所述第一加工軌跡的最大速度Vm的比值。
12.一種數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑裝置，所述操作設備通過滑過軌跡從相鄰的第一加工軌跡過渡到第二加工軌跡，其特征在于，包括 速度規(guī)劃模塊，用于對所述第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃； 預計算模塊，用于根據(jù)預設的滑過比例預計算所述滑過軌跡在經(jīng)過所述速度規(guī)劃模塊進行S型速度規(guī)劃后的所述第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置； 參數(shù)獲取模塊，用于獲取經(jīng)過所述速度規(guī)劃模塊進行S型速度規(guī)劃后的所述第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm ； 滑過軌跡調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述參數(shù)獲取模塊獲取所述第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整所述滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。
13.根據(jù)權利要求12所述的軌跡平滑裝置，其特征在于，還包括 加工軌跡調(diào)整模塊，用于根據(jù)調(diào)整后的所述滑過軌跡的起點和終點的速度和位置調(diào)整所述第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm ； 加速度計算模塊，用于計算經(jīng)過所述滑過軌跡調(diào)整模塊調(diào)整的所述滑過軌跡的加速度； 其中，所述加速度計算模塊計算所述滑過軌跡的加速度時，所述速度規(guī)劃模塊對經(jīng)過加工軌跡調(diào)整模塊調(diào)整后的所述第一加工軌跡和第二加工軌跡進行S型速度規(guī)劃。
14.根據(jù)權利要求13所述的軌跡平滑裝置，其特征在于，還包括 插補模塊，用于對經(jīng)過所述速度規(guī)劃模塊進行兩次S型速度規(guī)劃的所述第一加工軌跡和第二加工軌跡進行插補，并根據(jù)所述加速度計算模塊計算得到的所述滑過軌跡的加速度對所述滑過軌跡進行矢量插補。
15.根據(jù)權利要求12-14任一項所述的軌跡平滑裝置，其特征在于，所述速度規(guī)劃模塊包括 參數(shù)獲取單元，用于在所述第一加工軌跡和/或所述第二加工軌跡上獲取由所述操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度L ； 速度處理單元，用于判斷所述參數(shù)獲取單元獲取的所述軌跡長度L是否小于所述當前加速路徑與所述減速路徑的長度之和S ;如果是，則減小當前指定速度V ;如果否，則增大當前指定速度V ； 計數(shù)判斷單元，用于判斷所述速度處理單元的執(zhí)行次數(shù)是否滿足設定值，如果否，則執(zhí)行所述速度處理單元；如果是，則保存當前指定速度V到所述操作設備的最佳速度存儲單J Li o
16.根據(jù)權利要求15所述的軌跡平滑裝置，其特征在于，所述速度規(guī)劃模塊還包括 路徑判斷單元，用于判斷所述軌跡長度L是否小于所述當前加速路徑與減速路徑的長度之和S ;如果是，則減小當前指定速度V并執(zhí)行所述速度處理單元；如果否，則保存當前指定速度V到所述最佳速度存儲單元。
17.根據(jù)權利要求16所述的軌跡平滑裝置，其特征在于，所述速度規(guī)劃模塊還包括 速度復檢單元，用于判斷所述當前加速路徑與減速路徑長度之和S是否大于軌跡長度L的N倍，其中O < N < I ;如果是，則保存當前指定速度V到所述最佳速度存儲單元；如果否，則增大當前指定速度V并執(zhí)行所述參數(shù)獲取單元。
18.根據(jù)權利要求17所述的軌跡平滑裝置，其特征在于，所述速度規(guī)劃模塊還包括 參數(shù)調(diào)整單元，用于對所述操作設備在運行過程中的勻加速度a和/或變加速度j進行調(diào)整，使得所述操作設備的運行路徑滿足插補周期整數(shù)倍的要求。
19.根據(jù)權利要求12所述的軌跡平滑裝置，其特征在于，還包括 設置模塊，用于設置所述預設的滑過比例，其中，所述預設的滑過比例為所述滑過軌跡的長度d與所述軌跡長度L加上所述滑過軌跡的長度d的和的比值，或為所述滑過軌跡起點的速度Vtl與所述第一加工軌跡的最大速度Vm的比值。
20.一種數(shù)控機床，包括控制裝置、驅(qū)動裝置和電源裝置，所述電源裝置向該數(shù)控機床供電，所述控制裝置控制所述驅(qū)動裝置驅(qū)動數(shù)控機床的操作設備進行運作，其特征在于，還包括對相鄰的第一加工軌跡和第二加工軌跡設置操作設備過渡運行的滑過軌跡的軌跡平滑裝置，所述軌跡平滑裝置包括 速度規(guī)劃模塊，用于對所述第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃；預計算模塊，用于根據(jù)預設的滑過比例預計算所述滑過軌跡在經(jīng)過所述速度規(guī)劃模塊進行S型速度規(guī)劃后的所述第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置；參數(shù)獲取模塊，用于獲取經(jīng)過所述速度規(guī)劃模塊進行S型速度規(guī)劃后的所述第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm ； 滑過軌跡調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述參數(shù)獲取模塊獲取的第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整所述滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。
21.根據(jù)權利要求20所述的數(shù)控機床，其特征在于，所述速度規(guī)劃模塊包括 參數(shù)獲取單元，用于在所述第一加工軌跡和/或所述第二加工軌跡上獲取由所述操作設備的當前指定速度V確定的當前加速路徑與減速路徑長度之和S和軌跡長度L ； 速度處理單元，用于判斷所述參數(shù)獲取單元獲取的所述軌跡長度L是否小于所述當前加速路徑與所述減速路徑的長度之和S ;如果是，則減小當前指定速度V ;如果否，則增大當前指定速度V ； 計數(shù)判斷單元，用于判斷所述速度處理單元的執(zhí)行次數(shù)是否滿足設定值，如果否，則執(zhí)行所述速度處理單元；如果是，則保存當前指定速度V到所述操作設備的最佳速度存儲單元
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法和裝置及數(shù)控機床，該方法包括對該第一加工軌跡和第二加工軌跡分別進行S型速度規(guī)劃；根據(jù)預設的滑過比例預計算該滑過軌跡在該第一加工軌跡和第二加工軌跡上的起點和終點分別對應的速度和位置；獲取經(jīng)過S型速度規(guī)劃的該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm；根據(jù)該第一加工軌跡和第二加工軌跡的軌跡長度L和最大速度Vm調(diào)整該滑過軌跡的起點和終點的速度和位置。本發(fā)明數(shù)控系統(tǒng)中操作設備的軌跡平滑方法和裝置對加工軌跡采用S型速度規(guī)劃，能使滑過軌跡和加工軌跡之間實現(xiàn)速度連續(xù)的平滑過渡，有效地提高了機床的平穩(wěn)性能，避免出現(xiàn)機床沖擊和劇烈振動的現(xiàn)象。
文檔編號G05B19/19GK102681487SQ20111045816
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者蘇曉蕓 申請人:北京配天大富精密機械有限公司