專利名稱：在不產(chǎn)生輪廓誤差的情況下限制軸向加速度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制電驅(qū)動(dòng)速度的方法。
在對(duì)例如機(jī)床和機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)代工業(yè)控制時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)這樣的問題，即在走刀狀態(tài)下可能出現(xiàn)的軸向速度和軸向加速度達(dá)不到預(yù)先規(guī)定的軌跡速度斷面圖中的理論值，這樣軸向滯后誤差會(huì)使工件縱向上的速度誤差變大。由此常常會(huì)導(dǎo)致在加工工件的彎曲表面上產(chǎn)生輪廓誤差。因此，在表面輪廓的不連續(xù)位置即拐點(diǎn)這樣的特殊區(qū)域附近應(yīng)對(duì)機(jī)器的軸向滯后誤差進(jìn)行監(jiān)控以便能即時(shí)停機(jī)。當(dāng)前，由于人們考慮到受加工的精密輪廓在較窄的公差范圍內(nèi)，都力爭使因軸向滯后誤差而導(dǎo)致出現(xiàn)的仿形誤差達(dá)到最小，這就存在這樣的必要性，即在盡量降低軸向速度和軸向加速度的基礎(chǔ)上來避免出現(xiàn)軸向滯后誤差。
眾所周知，在機(jī)床控制中，就平滑軌跡速度斷面而言，能滿足這種需要的傳統(tǒng)速度控制方法，要么只考慮了與總的軌跡速度無關(guān)的軌跡加速度極限和軌跡速度極限要么是在極其簡單的條件下從機(jī)器軸或基軸的曲線中導(dǎo)出所述的加速度極限和速度極限。在機(jī)床控制中，根據(jù)這兩種標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的速度控制方法存在以下缺點(diǎn)，即為了避免軸向滯后誤差和由此來限制輪廓誤差必須把容許的總加速度極限選擇的相當(dāng)小。但是這樣將不能充分利用機(jī)器的效率。另外，根據(jù)上述傳統(tǒng)的推導(dǎo)軌跡加速度極限和軌跡速度極限的方法可以進(jìn)行粗略計(jì)算，以此來識(shí)別斷續(xù)出現(xiàn)的特殊區(qū)域。但是在特殊區(qū)域附近不能足夠精確地確定出能夠阻止軸向滯后誤差監(jiān)控中斷的必要的動(dòng)態(tài)軌跡極限?；谶@個(gè)原因，機(jī)器驅(qū)動(dòng)器的子程序通常是根據(jù)由手工對(duì)機(jī)器上可能出現(xiàn)的加速度進(jìn)行編程而得到的加速度極限來調(diào)整編程的走刀狀態(tài)。然而這種優(yōu)選方式是不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)?，在制造中需要手工調(diào)整速度斷面曲線，從而使大量的程序只能進(jìn)行為數(shù)不多的運(yùn)行。另一種變換方案是對(duì)機(jī)器軸斷面圖進(jìn)行近似處理。這種處理通常用線性定律來描述(參見DE-OS3623070及EP-A-0254884)。后面的優(yōu)選例存在的缺點(diǎn)是，程序費(fèi)用提高，不能進(jìn)行后續(xù)的刀具修正而且安裝時(shí)的修正十分有限。
本發(fā)明的目的是提供一種速度控制方法，該方法能夠避免上述缺點(diǎn)，即避免使可利用的機(jī)械效率受到限制和手工調(diào)整的耗費(fèi)以及因?qū)C(jī)器軸分布曲線進(jìn)行近似處理而產(chǎn)生的過高程序費(fèi)用?？梢詮臋C(jī)器軸中導(dǎo)出這種局部的軌跡加速度極限和軌跡速度極限；而且即使在特殊區(qū)域附近也能夠足夠精確地確定必要的動(dòng)態(tài)軌跡極限。
根據(jù)本發(fā)明，其目的可通過以下特征得以實(shí)現(xiàn)1.1在內(nèi)插之前先近似地確定機(jī)器軸的速度分布曲線，并根據(jù)總的機(jī)器軸速度極限和機(jī)器軸加速度極限推導(dǎo)出可能需要的且用于每組控制數(shù)據(jù)的局部軌跡速度極限和/或局部軌跡加速度極限；1.2通過對(duì)機(jī)器軸負(fù)載較小的區(qū)域只進(jìn)行粗掃描以及與此相反對(duì)關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行細(xì)掃描來改變用于近似處理的掃描步長并且始終使之與機(jī)器軸的運(yùn)動(dòng)相匹配；1.3此外，除了對(duì)算出的局部軌跡速度極限和/或局部軌跡加速度極限進(jìn)行必要限制外，把在加工軌跡上的走刀速度盡可能長久地控制在預(yù)定的恒定值上。
一個(gè)在另一種條件下能以特別小的程序費(fèi)用和加工耗費(fèi)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例可通過下列特征來實(shí)現(xiàn)2.1為了對(duì)實(shí)際出現(xiàn)的機(jī)器軸速度分布進(jìn)行近似處理，可以根據(jù)控制數(shù)據(jù)對(duì)上述輪廓進(jìn)行掃描，而且可以通過三次方或更高次方的多項(xiàng)式，優(yōu)選用三次方多項(xiàng)式把掃描點(diǎn)連接成近似的斷面光譜；2.2利用多項(xiàng)式并根據(jù)由此得到的參數(shù)推導(dǎo)出現(xiàn)的軸向速度載荷和軸向加速度載荷；2.3如果算出的軸向速度極限及機(jī)器軸加速度極限超過或低于總的機(jī)器軸速度極限及機(jī)器軸加速度極限，那么要把其在該區(qū)域中的值設(shè)定為超出或低出的極限值。
本發(fā)明的另一個(gè)特別簡化的優(yōu)選實(shí)施例具有以下特征3.1代替用局部限制來使走刀速度盡可能恒定，而確定這種走刀速度斷面圖中的最小值并以恒定的所算出的這個(gè)最小值走刀速度在整個(gè)軌跡上進(jìn)行加工。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是可變型的和可靈活使用的實(shí)施例，其具有以下特征
4.1只根據(jù)粗內(nèi)插來計(jì)算機(jī)器軸的值，從而使該方法與各自的機(jī)器運(yùn)動(dòng)學(xué)無關(guān)。
本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)特別在于，在輪廓表面上對(duì)軌跡加速度極限進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，而且只在絕對(duì)需要的地方設(shè)定極限值?？梢栽诒砻孑喞线M(jìn)行內(nèi)插而且在表面輪廓上要保持盡可能寬的走刀范圍。按照本發(fā)明，要把刀具的速度控制在技術(shù)上的最佳狀態(tài)，使之不出現(xiàn)運(yùn)行超載的情況。因此，本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)是特別有效的，而且價(jià)格很合適。
附圖中描述了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，下面將對(duì)該實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，附圖中

圖1是在基坐標(biāo)中的速度曲線圖；圖2是在機(jī)器軸坐標(biāo)中的近似速度曲線圖；圖3是在機(jī)器軸坐標(biāo)中的加速度曲線圖；圖4是表示本發(fā)明所述在沒有輪廓誤差的情況下限制軸向加速度的流程圖。
圖1中示出了一個(gè)曲線圖，其表示例如機(jī)床的刀具在基坐標(biāo)中的速度曲線，以及待加工工件的坐標(biāo)。橫坐標(biāo)表示軌跡長度B，縱坐標(biāo)表示基坐標(biāo)VB中的速度值。圖中描繪的是兩種速度曲線VBX和VBY。其表示在X方向和Y方向上的走刀速度，刀具以該速度加工相應(yīng)的工件。雖然可將本發(fā)明所述的方法隨時(shí)用于多維空間，但是為了更易于理解，在該圖中只限于二維。通過線性分布的用預(yù)定值VBXkonst表示的速度VBX和用值VBYkonst表示的速度VBY可以進(jìn)行盡可能恒定的走刀驅(qū)動(dòng)。由于這種理想情況在實(shí)際中并不總是能實(shí)現(xiàn)，所以有時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏離線性分布的情況。下面根據(jù)VBY說明兩種情況。一種情況如虛線所示，其中速度VBY暫時(shí)呈一次線性分布，然后變?yōu)槎啻吻€并下降到局部軌跡速度極限BVG處，接著再次上升到線性的VBYkonst。這種曲線可通過超出整個(gè)機(jī)器軸加速度極限的部分來確定。另一種情況如實(shí)線所示，其中速度VBY在超過整個(gè)機(jī)器軸速度極限的基礎(chǔ)上暫時(shí)呈多次曲線地下降至局部軌跡速度極限BVG。因此，在過渡區(qū)出現(xiàn)了清楚的拐點(diǎn)。在每條曲線的分布圖上分別出現(xiàn)一個(gè)最小值M。用間距B1、B2和B3以及中分間隔B1′對(duì)橫坐標(biāo)進(jìn)行細(xì)分，所述中分間隔平分間隔B1和B2之間的間距。把局部軌跡速度極限BVG精確地調(diào)整到B1′。
圖2中描述了一條曲線，其中用機(jī)器軸坐標(biāo)示出了電驅(qū)動(dòng)的近似速度曲線。圖中再次示出了X方向和Y方向上的速度分布VMX和VMY。橫坐標(biāo)表示軌跡長度B，其中該長度被多個(gè)間隔B1、B2、B3和中分間隔B1′細(xì)分?？v坐標(biāo)表示機(jī)器軸坐標(biāo)中的速度值。根據(jù)虛線所示，值Vmax意味著電驅(qū)動(dòng)的速度曲線不能越過總的機(jī)器速度極限VMY。在盡可能保持沿待加工的整個(gè)軌跡勻速走刀的基礎(chǔ)上，應(yīng)使間隔B1-B3內(nèi)的速度VMX處于容許的速度范圍內(nèi)。反之，在間隔B1-B2內(nèi)的速度VMY將超過整個(gè)機(jī)器速度極限Vmax，并在中分間隔B1′處達(dá)到其最大值，通過用點(diǎn)狀線標(biāo)出的分布曲線可描繪出其輪廓圖。該分布曲線以下的面積是明顯超出極限值的區(qū)域。對(duì)處于允許速度區(qū)域中的速度分布曲線VMY的修正是用實(shí)線的曲線段描述的，其幾乎能實(shí)現(xiàn)上述的理想分布曲線，但并未超出極限區(qū)域，該曲線在點(diǎn)V1和V2之間的階段內(nèi)處于極限值Vmax。第二條允許的速度分布曲線VMY是用虛線形式的曲線段表示的，而且該曲線是在對(duì)超出整個(gè)機(jī)器加速度極限的部分進(jìn)行修正的基礎(chǔ)上得出的。
圖3中示出了一條曲線，其中通過軌跡長度B來表示與圖2中速度分布曲線VMY相應(yīng)的加速度aM。如在前兩個(gè)圖中所示，軌跡長度被間隔B1、B2、B3和中分間隔B1′細(xì)分。在縱坐標(biāo)的正加速度區(qū)內(nèi)以及負(fù)加速度區(qū)內(nèi)分別示出了總的機(jī)器軸加速度極限amax以及-amax。用實(shí)線表示的加速度分布曲線aY對(duì)應(yīng)于圖2中伸向總機(jī)器速度極限并同樣用實(shí)線表示的速度分布曲線VMY。因此，沿圖中所示的正弦曲線上升到一個(gè)局部最大值，接著下降到點(diǎn)aV1。在該點(diǎn)處根據(jù)在圖2中的V1和V2之間進(jìn)行的速度修正，加速度突然降到零。下面將說明在負(fù)的加速度區(qū)域中相對(duì)橫坐標(biāo)呈鏡面對(duì)稱分布的曲線。在點(diǎn)V2上加速度突然降到aV2，其中ay2＝-aV1，并變?yōu)榧铀俣葹榱愕男碌臋M坐標(biāo)。
在機(jī)器軸坐標(biāo)中用虛線表示的第二加速度分布曲線aY上，示意性地示出了一種情況，其中aY超出總的加速度極限amax和-amax。與圖2中的超速情況相類似，把a(bǔ)Y分布曲線中可能超出極限的區(qū)域a1-a2和可能低于極限的區(qū)域a3-a4限制在相應(yīng)的加速度極限amax和-amax上。在第二種情況下，aY恰好在B1′處與橫坐標(biāo)相切。虛線表示其在最大加速度限定的加速度分布曲線中對(duì)相應(yīng)的速度分布曲線，即與圖2中同樣用虛線表示的分布曲線VMY有這樣的影響，即其在局部加速度受限制的基礎(chǔ)上同樣不會(huì)超過所屬的總機(jī)器軸速度極限Vmax。在圖3中清楚地示出了位于加速度極限之外的兩個(gè)區(qū)域。
圖4中示出了一個(gè)流程圖，其描述了本發(fā)明一種方法的步驟。啟動(dòng)后，在第一加工步驟中讀出數(shù)據(jù)組。接著借助數(shù)據(jù)組中包含的掃描點(diǎn)通過與粗內(nèi)插相適合的三次方多項(xiàng)式或更高次方多項(xiàng)式進(jìn)行近似處理。在第一分路中要復(fù)查由此得出的機(jī)器運(yùn)動(dòng)速度是否很高，也就是說檢查機(jī)器軸的運(yùn)動(dòng)速度是超出或等于圖2中所示總機(jī)器軸的極限速度Vmax，以及圖3中的軸向加速度amax和-amax，還是在實(shí)際行程內(nèi)超出上述極限。如果是超出，則應(yīng)調(diào)整掃描步長，然后返回第一分路。而在不需要進(jìn)行上述步驟的情況下，應(yīng)轉(zhuǎn)入第二分路，在該分路中檢查是否必須設(shè)定軸向加速度極限。如果需要，則應(yīng)按上述條件計(jì)算局部軌跡加速度極限并對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)。然后，在這兩種情況下，進(jìn)入第三分路。在此檢查是否需設(shè)定軸向速度極限。如果需要，則需計(jì)算所屬的局部軌跡速度極限，并將其存儲(chǔ)起來。同樣，在這兩種情況下，轉(zhuǎn)入第四分路，在此檢查是否已讀出所有數(shù)據(jù)組。如果沒有，則回到第一處理步驟，即繼續(xù)讀取其它的控制數(shù)據(jù)組。如果已讀出所有數(shù)據(jù)組，則要完成標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定的處理控制數(shù)據(jù)組的后續(xù)步驟，其中在另一個(gè)處理步驟中，對(duì)上述軌跡進(jìn)行內(nèi)插并且在其后的處理步驟中執(zhí)行控制程序。執(zhí)行控制程序之后將結(jié)束該方法。
為了達(dá)到本發(fā)明所述在不產(chǎn)生輪廓誤差的情況下限制軸向加速度的目的，和在盡可能大的范圍內(nèi)以恒定的走刀速度VBXkonst和VBYkonst進(jìn)行加工，必須足夠精確地確定在特殊區(qū)域及不相切區(qū)域附近的必要的動(dòng)態(tài)軌跡極限。由此，根據(jù)本發(fā)明，要在內(nèi)插之前近似地確定機(jī)器軸的分布曲線，并根據(jù)機(jī)器軸加速度極限amax和-amax和機(jī)器軸速度極限Vmax推導(dǎo)出可能需要的局部軌跡速度極限BVG或局部軌跡加速度極限的控制數(shù)據(jù)組。就使機(jī)器軸分布曲線靠近低于恒定走刀速度最大值區(qū)域的近似處理而言，根據(jù)控制數(shù)據(jù)組的掃描點(diǎn)通過用軌跡長度B及B、B進(jìn)行粗內(nèi)插便可求出輪廓并且在確定的內(nèi)插間隔B1、B2和B3中通過三次方或更高次方多項(xiàng)式把單個(gè)掃描點(diǎn)彼此連接起來(參見Schruefer，E.的信號(hào)處理；數(shù)字信號(hào)的數(shù)字處理，Muenchen，Wien；Hanser出版社1990年，第74頁及下頁)。用三次方多項(xiàng)式可計(jì)算出在機(jī)器軸坐標(biāo)中與所得到的參數(shù)有關(guān)的速度分布曲線VMX和VMY，該曲線是在勻速走刀時(shí)由基坐標(biāo)中的速度分布曲線VBX和VBY提供的。圖3中所示的曲線分布示出了基坐標(biāo)系統(tǒng)和機(jī)器軸坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。此外，從由此算出的已出現(xiàn)的軸向速度負(fù)載中可以推導(dǎo)出以此為基礎(chǔ)的軸向加速度負(fù)載，在圖3中為了簡單起見只示出了在Y方向運(yùn)動(dòng)的分布曲線aY的一半。因此，從軸向速度負(fù)載分布曲線VMX和VMY以及軸向加速度負(fù)載aY中可以清楚地找到與各內(nèi)插間隔B1、B2和B3相應(yīng)的總機(jī)器速度極限Vmax和總機(jī)器加速度極限amax及-amax。因此，可以確定，機(jī)器軸的運(yùn)動(dòng)超過或低于總的機(jī)器速度極限Vmax或總的機(jī)器軸加速度極限amax或-amax或者是以實(shí)際計(jì)算值或連接間隔為基礎(chǔ)的機(jī)器軸的運(yùn)動(dòng)分布曲線有超出或低于所述機(jī)器極限的危險(xiǎn)，為此，需要調(diào)整對(duì)機(jī)器軸運(yùn)動(dòng)所進(jìn)行的掃描步長，通過這種方式來識(shí)別轉(zhuǎn)折的間隔并對(duì)粗大間隔進(jìn)行細(xì)密掃描。這種情況出現(xiàn)在從B1到B3的間隔中，為此采用了作為另一個(gè)掃描點(diǎn)的中分間隔B1′。這樣便確保識(shí)別出包含不連續(xù)點(diǎn)即跳躍點(diǎn)或拐點(diǎn)的特殊區(qū)域并對(duì)其進(jìn)行細(xì)密掃描。對(duì)機(jī)器軸負(fù)載較小的區(qū)域只需進(jìn)行粗掃描而沒有必要計(jì)算時(shí)間。因此，掃描時(shí)應(yīng)考慮可獨(dú)立用三次方多項(xiàng)式或更高次方多項(xiàng)式進(jìn)行較好近似的斷面光譜。
為了能以在基坐標(biāo)系統(tǒng)中的恒定走刀速度VBXkonst和VBYKonst進(jìn)行加工，通常必須不斷地把X和Y方向上的滑動(dòng)速度以及速度分布曲線轉(zhuǎn)換到機(jī)器軸坐標(biāo)中。重要的是，使該速度處于機(jī)器負(fù)載的極限范圍內(nèi)，否則就會(huì)出現(xiàn)滯后誤差，該滯后誤差之后會(huì)帶來輪廓誤差。因此，根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)盡可能在機(jī)器軸的負(fù)載極限范圍內(nèi)保持勻速走刀。否則就必須調(diào)整走刀速度。這種必要性首先體現(xiàn)在間隔B1到B2間用實(shí)線表示的分布曲線VMY中。由于在機(jī)器坐標(biāo)中Y方向上的近似速度分布曲線VMY超過了總的機(jī)器速度極限Vmax，因此，必須以例如軌跡控制中所述的拐點(diǎn)為基礎(chǔ)，限制Y方向的軸向運(yùn)動(dòng)，并且導(dǎo)出所需的適合這些規(guī)律的軌跡速度極限。由此形成了Y方向上的軸向速度分布曲線VMY，該分布曲線與總機(jī)器速度Vmax相適應(yīng)，其除去了V1和V2之間明顯超出極限的區(qū)域，并把VMY限制在Vmax上。由于機(jī)器軸坐標(biāo)中相應(yīng)的加速度分布曲線aY在圖3中同樣也是用實(shí)線的曲線表示的，其在該示意圖中也沒有處于總的機(jī)器軸加速度極限之外，所以不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步修正。然而，如果要對(duì)VMY進(jìn)行速度修正，那么會(huì)使V1和V2處的加速度突然降到零。
這個(gè)優(yōu)選例雖然會(huì)使間隔B1到B2之間的走刀速度在其坐標(biāo)中的Y方向不再保持恒定，但是在中分間B1′處必須經(jīng)過局部軌跡速度極限BVG。通過直接分離超出區(qū)可以在VY上調(diào)整出一個(gè)突變的過渡帶，由此計(jì)算出局部軌跡速度極限BVG的分布曲線與相關(guān)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的差值并描繪出與分離的超出區(qū)相似的逆分布曲線。由此形成了以下優(yōu)點(diǎn)，即可避免在其它調(diào)整狀態(tài)下出現(xiàn)軸向滯后誤差和在工件的彎曲表面上形成輪廓誤差。
除了總的機(jī)器速度極限Vmax之外，從機(jī)器軸坐標(biāo)中的近似加速度分布曲線上還可以看出求得所需局部軌跡速度極限和/或軌跡加速度極限的必要性。因此，從圖3中虛線段所示的第二條aY分布曲線上可明顯看出，在間隔B1中，近似加速度分布曲線在Y方向上超出了機(jī)器軸加速度amax。在負(fù)加速度區(qū)B2中也出現(xiàn)相同情況，在該區(qū)域中其低于負(fù)的機(jī)器軸加速度極限-amax。由此產(chǎn)生的機(jī)器加速度負(fù)載aY帶來可能會(huì)引起輪廓誤差的機(jī)器軸加速度。由于涉及關(guān)鍵性的間隔，掃描步長相應(yīng)于高速機(jī)器軸運(yùn)動(dòng)來匹配并插入中分間隔B1′。在這種情況下，可考慮在間隔B1之前和B2之后減小掃描步長，但為了簡明起見，不對(duì)其作進(jìn)一步說明。由于超出了總的機(jī)器軸向加速度極限amax及-amax，所以要把間隔點(diǎn)a1和a2之間的各加速度局限在最大值上，而把間隔a3和a4之間的各加速度局限在最小值上。在圖3中用虛線表示需要修正的加速度分布曲線aY，該曲線從a2開始到a3呈負(fù)增長分布，并在B1′點(diǎn)與橫坐標(biāo)相交。對(duì)加速度aY的限制會(huì)對(duì)機(jī)器軸坐標(biāo)中的速度分布曲線VMY產(chǎn)生這樣的影響，即使得VMY在a1和a2之間以及a3和a4之間呈線性分布。這種情況對(duì)基坐標(biāo)中的走刀速度而言將導(dǎo)致出現(xiàn)局部軌跡速度極限和/由于線性增加的速度與VMY不相切所以偏離的情況在上述兩點(diǎn)間開始和結(jié)束。
在此應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)兩種情況下的曲線分布并不是按比例進(jìn)行描繪的，而僅僅是將其作為原理圖進(jìn)行處理的。
本發(fā)明對(duì)于總的機(jī)器速度極限Vmax及總的機(jī)器軸加速度極限amax和-amax的考慮以及在需要時(shí)由此導(dǎo)出的局部軌跡加速度極限和軌跡速度極限，會(huì)導(dǎo)致只在絕對(duì)必要的部位上才對(duì)機(jī)器的效率加以限制和約束。這樣，既可以最佳地利用驅(qū)動(dòng)效率，又可以防止出現(xiàn)輪廓誤差還能防止導(dǎo)致完全停機(jī)的軸向滯后誤差監(jiān)控的中斷。
在本發(fā)明的一個(gè)簡化實(shí)施例中還提出，替代使走刀速度盡可能保持勻速和局部限制而確定在這種走刀速度斷面圖中的最小值M。然后以最小走刀速度M沿整個(gè)軌跡進(jìn)行勻速加工。這個(gè)優(yōu)選例的計(jì)算量很小并易于實(shí)現(xiàn)。然而它卻確保了既不超出總的機(jī)器軸速度極限又不超出總的機(jī)器軸加速度極限。由于要使本發(fā)明的方法盡可能保持靈活多變，所以要在所述的輪廓上通過粗內(nèi)插來確定機(jī)器軸的值。因此，該方法與各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)無關(guān)，而且還提供了可考慮轉(zhuǎn)換以及刀具加長和半徑修正等其它可能性。此外，還可以考慮曲線內(nèi)插及細(xì)內(nèi)插等任何一種方法。
權(quán)利要求
1.一種控制電驅(qū)動(dòng)速度的方法，其特征在于1.1在進(jìn)行內(nèi)插之前先近似地確定機(jī)器軸的速度分布曲線(VMX，VMY)，并借助總的機(jī)器軸速度極限(Vmax)和機(jī)器軸加速度極限(amax，-amax)導(dǎo)出可能會(huì)需要的并用于各控制數(shù)據(jù)組的軌跡速度極限(BVG)和/或局部軌跡加速度極限；1.2通過對(duì)機(jī)器軸負(fù)載較小的區(qū)域(B1、B2、B3)進(jìn)行粗掃描，而對(duì)關(guān)鍵區(qū)域(B1′)進(jìn)行細(xì)密掃描，可改變用于近似處理的掃描步長并使其總是適合于機(jī)器軸的運(yùn)動(dòng)；1.3除了通過算出的局部軌跡速度極限(BVG)和/或局部軌跡加速度極限對(duì)在加工軌跡上的走刀速度進(jìn)行必要限制外，要盡可能長久地把該速度控制在預(yù)定的恒定值(VBXkonst、VBYkons)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，2.1為了對(duì)實(shí)際出現(xiàn)的機(jī)器軸速度分布曲線(VMX，VMY)進(jìn)行近似，要借助控制數(shù)據(jù)對(duì)所述的輪廓進(jìn)行掃描，并通過三次或更高次多項(xiàng)式，優(yōu)選用三次方多項(xiàng)式把掃描點(diǎn)連接成一個(gè)近似的斷面光譜圖，2.2根據(jù)由此得出的軌跡參數(shù)并利用多項(xiàng)式導(dǎo)出所出現(xiàn)的軸向速度負(fù)載(VMX，VMY)和軸向加速度負(fù)載(aY)，2.3如果算出的軸向速度負(fù)載(VMX，VMY)和/或加速度負(fù)載(aY)超出或低出總機(jī)器軸速度極限(Vmax)或機(jī)器軸加速度極限(amax，-amax)，那么要把其在該區(qū)域的值設(shè)定為超出或低出的極限值(Vmax、amax，-amax)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，3.1代替用局部限制使走刀速度盡可能保持勻速，確定這種走刀速度斷面圖中的最小值(M)并以算出的最小值在整個(gè)軌跡上進(jìn)行加工。
4.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，只根據(jù)粗內(nèi)插計(jì)算機(jī)器軸的值，以使該方法與各自的機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)無關(guān)。
全文摘要
一種控制電驅(qū)動(dòng)速度的方法，該方法能夠在不產(chǎn)生輪廓誤差的情況下限制軸向加速度，其中在特殊區(qū)域附近可以事先足夠精確地確定必要的動(dòng)態(tài)軌跡限制，這是通過在內(nèi)插之前用高次多項(xiàng)式近似地求出機(jī)器軸的運(yùn)行狀態(tài)并根據(jù)總的機(jī)器軸加速度極限和機(jī)器軸速度上限導(dǎo)出與每個(gè)控制數(shù)據(jù)組有關(guān)的可能需要的局部軌跡速度極限或局部軌跡加速度極限來實(shí)現(xiàn)的。否則，應(yīng)使走刀速度保持勻速。通過對(duì)關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行細(xì)密掃描來改變用于近似處理的掃描步長是可變的并可根據(jù)算出的機(jī)器軸負(fù)載來匹配。
文檔編號(hào)G05B19/41GK1155337SQ95194619
公開日1997年7月23日 申請(qǐng)日期1995年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月29日
發(fā)明者沃爾夫?qū)に古逅? 威廉·韋斯特邁耶 申請(qǐng)人:西門子公司