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| 沈陽(yáng)第一機(jī)床廠機(jī)床附件軸空間刀具運(yùn)動(dòng)軌跡生成刀具 | | 發(fā)布者：admin 日期：2012/5/17 點(diǎn)擊：340 | | | 機(jī)床附件軸空間刀具運(yùn)動(dòng)軌跡生成刀具：
運(yùn)動(dòng)軌跡生成的任務(wù)是：將零件數(shù)控程序給出的刀具路徑（虛軸空間中與時(shí)間和機(jī)床特性無(wú)關(guān)的幾何曲線）轉(zhuǎn)換為與時(shí)間和機(jī)床特性（如加減速特性等）相聯(lián)系的離散化的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡其求解過(guò)程如下：數(shù)學(xué)模型的建立為保證軌跡生成的精度在仿三軸控制中采用參數(shù)化直接插補(bǔ)算法其要點(diǎn)是：為被插補(bǔ)曲線建立便于計(jì)算的參數(shù)化數(shù)學(xué)模型：x=f1（u）y=f2（u）z=f3（u）（1）式中u——參變量u∈[0,1]要求用其進(jìn)行實(shí)時(shí)軌跡計(jì)算時(shí)不涉及函數(shù)計(jì)算只需經(jīng)過(guò)次數(shù)很少的加減乘除運(yùn)算即可完成例如對(duì)于圓弧插補(bǔ)式（1）的具體形式為：沈陽(yáng)第一機(jī)床廠（2）式中M——常數(shù)矩陣當(dāng)插補(bǔ)點(diǎn)位于一～四象限時(shí)其取值分別為：r——圓弧半徑這樣軌跡計(jì)算可以絕對(duì)方式進(jìn)行即每一軌跡點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算都以模型坐標(biāo)原點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行從而可消除積累誤差有效地保證插補(bǔ)計(jì)算的速度和精度加減速控制為使所生成的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡滿足機(jī)床加減速特性要求可根據(jù)機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性等確定最佳的加減速曲線并將其存儲(chǔ)于控制系統(tǒng)中系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中首先掃描前后若干程序段分析進(jìn)給速度的變化趨勢(shì)確定希望的進(jìn)給速度F；然后讀取操作面板上的進(jìn)給速度倍率K并用其對(duì)F進(jìn)行修正得目標(biāo)進(jìn)給速度FnewFnew=K.F；進(jìn)一步將Fnew與現(xiàn)時(shí)進(jìn)給速度Fold進(jìn)行比較并根據(jù)機(jī)床的加減速特性曲線計(jì)算出當(dāng)前采樣周期的瞬時(shí)進(jìn)給速度Fk（mm/min）速度與誤差控制由于插補(bǔ)計(jì)算不是一種靜態(tài)的幾何計(jì)算它必須使當(dāng)前插補(bǔ)點(diǎn)與前一雙轉(zhuǎn)塔車床機(jī)床附件 插補(bǔ)點(diǎn)間的距離滿足進(jìn)給速度及加減速等要求同時(shí)還要保證這兩點(diǎn)間的插補(bǔ)直線段與被插補(bǔ)曲線間的誤差在給定的允差范圍內(nèi)為此需以瞬時(shí)進(jìn)給速度為控制目標(biāo)以允許誤差為約束條件對(duì)插補(bǔ)直線段長(zhǎng)度Dtk進(jìn)行控制其方法如下：首先按加減速計(jì)算給出的瞬時(shí)進(jìn)給速度Fk用下式計(jì)算當(dāng)前采樣周期中的希望弦長(zhǎng)（無(wú)約束時(shí)的插補(bǔ)直線段長(zhǎng)度）：沈陽(yáng)第一機(jī)床廠（3）式中Dt1——希望弦長(zhǎng)mmT——采樣周期ms然后根據(jù)采樣插補(bǔ)的誤差關(guān)系計(jì)算約束弦長(zhǎng)：（4）式中e——機(jī)床附件插補(bǔ)軌跡與希望軌跡間的允許誤差r——插補(bǔ)點(diǎn)處希望軌跡的曲率半徑最后根據(jù)Dt1、Dt2的相對(duì)大小確定Dtk的取值即如果希望弦長(zhǎng)Dt1小于約束弦長(zhǎng)Dt2則令當(dāng)前插補(bǔ)直線段長(zhǎng)度Dtk＝Dt1否則取Dtk=Dt2插補(bǔ)軌跡計(jì)算插補(bǔ)軌跡計(jì)算的任務(wù)是：在每一采樣周期中根據(jù)以上求得的插補(bǔ)直線段長(zhǎng)度Dtk實(shí)時(shí)計(jì)算插補(bǔ)軌跡上當(dāng)前點(diǎn)的坐標(biāo)值其計(jì)算過(guò)程如下：首先根據(jù)參變量增量Du與Dt間的如下關(guān)系求出當(dāng)前插補(bǔ)周期的Du：（5）式中du/ds——機(jī)床附件刀具 參變量對(duì)曲線弧長(zhǎng)的變化率因插補(bǔ)頻率較高一個(gè)采樣周期中弧長(zhǎng)與弦長(zhǎng)非常接近所以實(shí)際計(jì)算時(shí)可令du/ds≈Du/Dt這樣將u取一增量Du求出對(duì)應(yīng)的Dt即可求得所需的du/ds雖然這一近似表示會(huì)對(duì)進(jìn)給速度有微小影響但不會(huì)對(duì)插補(bǔ)軌跡精度產(chǎn)生任何影響在采樣插補(bǔ)中軌跡精度是主要矛盾插補(bǔ)點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算必須絕對(duì)準(zhǔn)確而插補(bǔ)點(diǎn)沿軌跡運(yùn)動(dòng)速度的準(zhǔn)確性則處于次要地位可以允許有微小誤差這樣得到的結(jié)果既保證了軌跡精度又提高了計(jì)算速度然后計(jì)算當(dāng)前采樣周期參變量的取值：uk=uk-1+Du（6）沈陽(yáng)第一機(jī)床廠最后將uk代入式（1）即可計(jì)算出插補(bǔ)軌跡上當(dāng)前點(diǎn)的坐標(biāo)值xkykzk不斷重復(fù)以上過(guò)程直至到達(dá)插補(bǔ)終點(diǎn)即可得到整個(gè)離散化的插補(bǔ)軌跡 | | | | [返回] [打印] |
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