【技术实现步骤摘要】
一种基于有限脉冲响应滤波的样条曲线插补方法
[0001]本专利技术涉及高端装备智能制造
,尤其涉及一种基于有限脉冲滤波的样条曲线插补方法。
技术介绍
[0002]在数控机床或者铣削机器人等数字化制造装备的数控系统中,插补器属于核心部件之一,其功能是根据给定的刀具路径几何形状,生成各进给轴的加工轨迹;为此,规划刀具路径上的进给速度是前提,进给速度规划的合理与否直接决定进给运动效率和平稳性;虽然对于常规的直线/圆弧段刀具路径进给速度规划方法较为成熟,但是对于复杂的自由样条曲线刀具路径而言,由于其曲率等几何信息在任意变化,如何进行实时进给速度仍然是一个具有挑战的事情。
[0003]现有技术中有通过B样条曲线表示进给速度轮廓,进而通过对进给速度曲线控制点的迭代调整,使其满足进给轴驱动能力约束条件;也有通过预处理划分样条曲线上的速度敏感、半敏感和非敏感区间,进而降低实时进给速度规划阶段的计算负担;可见,现有技术难以实现在无需前处理或者无需迭代的前提下,直接在插补器内对样条曲线进行快速实时进给速度规划。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点,提供了一种基于有限脉冲响应滤波的样条曲线插补方法,解决了现有技术中存在的不足。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现:一种基于有限脉冲响应滤波的样条曲线插补方法,该方法通过建立进给轴加速度、跃度与加工路径进给速度之间关系,规划轴运动学约束的进给速度;在此基础上,建立有限脉冲响应滤波引入的滤波诱导插补误差与进给速度 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于有限脉冲响应滤波的样条曲线插补方法,其特征在于:所述插补方法包括:建立进给轴加速度、跃度与加工路径进给速度之间的关系,规划轴运动学参数约束的进给速度;建立有限脉冲响应滤波引入的滤波诱导插补误差与进给速度关系,规划插补误差附加约束下的进给速度;将各类约束条件下的许用进给速度信号进行两次有限脉冲响应滤波,保证速度轮廓的平滑性,实现无需迭代运算且无需前处理的实时快速样条曲线直接插补。2.根据权利要求1所述的一种基于有限脉冲响应滤波的样条曲线插补方法,其特征在于:所述建立进给轴加速度、跃度与加工路径进给速度之间的关系,规划轴运动学参数约束的进给速度包括:规划进给轴加速度约束下的进给速度步骤和规划进给轴跃度约束下的进给速度步骤。3.根据权利要求2所述的一种基于有限脉冲响应滤波的样条曲线插补方法,其特征在于:所述规划进给轴加速度约束下的进给速度步骤包括:对于三维空间加工路径,计算出其当前位置的曲率半径ρ,得到在该位置三个进给轴X轴、Y轴、Z轴的位置信号为将三个进给轴X轴、Y轴、Z轴的位置信号对时间t求二阶导数,可得进给轴X轴、Y轴、Z轴的加速度a
x
、a
y
、a
z
,且满足设进给轴最大许用加速度为a
max
,则进给轴加速度约束下的进给速度v
acc
为4.根据权利要求3所述的一种基于有限脉冲响应滤波的样条曲线插补方法,其特征在于:所述规划进给轴跃度约束下的进给速度步骤包括:将所述进给轴X轴、Y轴、Z轴的加速度a
x
、a
y
、a
z
对时间t求导,得到进给轴X轴、Y轴、Z轴的
跃度j
x
、j
y
、j
z
,且满足设进给轴最大许用跃度为j
max
,则进给轴加速度约束的进给速度v
jerk
为5.根据权利要求1所述的一种基于有限脉冲响应滤波的样条曲线插补方法,其特征在于:所述建立有限脉冲响应滤波引入的滤波诱导插补误差与进给速度关系,规划插补误差附加约束下的进给速度包括:根据进给轴最大许用加速度和最大许用跃度,确定两个级联有限脉冲响应滤波器的时间常数;规划有限脉冲响应滤波诱导插补误差约束下的进给速度;规划最大相角滞后约束下的进给速度。6.根据权利要求5所述的一种基于有限脉冲响应滤波的样条曲线插补方法,其特征在于:所述根据进给轴最大许用加速度和最大许用跃度,确定两个级联有限脉冲响应滤波器的时间常数包括:设输入到数控系统...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋得宁,马建伟,姚建均,钟宇光,周超,
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。