【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数控系统领域，尤其涉及数控系统的运动控制，具体是指一种基于fir滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
技术介绍
1、在数控加工领域，为了实现较高的精度要求，刀路中往往会包含大量短线段。如果数控系统严格按照短线段进行加工，虽然可以消除拐角误差，但在拐角处易出现频繁地加减速，导致加工效率低下、机床冲击振动等问题。
2、目前解决上述问题的方法有很多，主要分为以下三类：①局部/全局路径光顺，即用光滑曲线代替拐角或直接用光滑曲线替代短线段，尽可能消除短线段刀路的不连续性；②前瞻技术+加减速控制，即通过预读的刀路信息计算出拐角最佳限速，再通过加减速控制和插补算法确定刀路中各离散点的速度，避免频繁加减速；③基于fir滤波的拐角过渡算法，即根据实际误差约束设定fir滤波器相关参数，然后通过多次滤波直接得到平滑的速度曲线。第1、2种方法较为通用且算法流程基本规范化，它们均可实现高效平稳的加减速，但算法实现较为复杂，且大量的运算对系统的实时性有很大考验，同时很难实现对拐角误差的精确控制；第3种方法较为新颖，相较于第1、2种方法，该方法的计算量明显减少且可精确控制拐角误差，但是其算法流程以及具体实现还未规范化。
3、纵观目前基于fir滤波的拐角过渡算法，大多是基于驻留/重叠时间控制拐角处误差，该策略使用的拐角误差预估模型更适用于长线段，若刀路中存在运行时长短于滤波器时长短线段，那么该策略无法准确控制拐角误差；其次，对于短线段刀路，为了控制拐角误差而频繁地设置驻留时间，严重
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足精准度高、加工效率高、适用范围较为广泛的基于fir滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
2、为了实现上述目的，本专利技术的基于fir滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下：
3、该基于fir滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
4、(1)从拐角k向前后成对搜索一次短线段，分别计算当前短线段对拐角k的影响时间tk+i和tk-j-1，其中i和j的初始值为0；
5、(2)分别计算当前短线段对拐角k的影响长度lk+i和lk-j-1以及误差矢量和
6、(3)得到累计预估误差εk，i；
7、(4)判断累计预估误差εk，i是否小于等于允许的最大拐角误差εstd，如果是，则继续步骤(1)，直至影响时间tk+i和tk-j-1小于0，继续步骤(6)；否则，继续步骤(5)；
8、(5)停止搜索，并对全部已搜索短线段进行限速，继续步骤(6)；
9、(6)判断是否处理完刀路中的全部转角，如果未处理完，则对第k+1个拐角继续步骤(1)；如果已全部处理完，则继续步骤(7)；
10、(7)分别单轴限速进行两次均值滤波，直接插补，得到刀路中每个离散点的速度。
11、较佳地，所述的步骤(5)中具体包括以下步骤：
12、(5.1)计算初始限速速度vori和已搜索的全部短线段的最终限速值vlimit，k；
13、(5.2)对第k+i个和第k-j-1个短线段的运行时长进行修正；
14、(5.3)重新计算第k+i个和第k-j-1个短线段的累计预估误差εk，i；
15、(5.4)建立方程εk，i＝εstd，求解出λ，得到最终限速值vlimit，k。
16、较佳地，所述的步骤(1)中计算当前短线段对拐角k的影响时间tk+i和tk-j-1，具体为：
17、根据以下公式计算当前短线段对拐角k的影响时间tk+i和tk-j-1：
18、tk+i＝tk+0.5×td-tk+i，i＝0，...，n-1；
19、tk-j-1＝tk-j-1+tv，k-j-1+0.5×td-tk，j＝0，...，m-1；
20、其中，tk为第k个短线段的起始时间，td为两次均值滤波产生的滤波延迟时间，tv，k为第k个短线段的运行时长。
21、较佳地，所述的步骤(2)中计算当前短线段对拐角k的影响长度lk+i和lk-j-1，具体为：
22、根据以下公式计算当前短线段对拐角k的影响长度lk+i和lk-j-1：
23、
24、其中，v(t)为滤波后时间t时的速度，根据以下公式计算：
25、
26、其中，tf均值滤波器时长，vm短线段的最大运行速度。
27、较佳地，所述的步骤(2)中计算当前短线段对拐角k的误差矢量和具体为：
28、根据以下公式计算当前短线段对拐角k的误差矢量和
29、
30、
31、其中，lk+i和lk-j-1为当前短线段对拐角k的影响长度，和分别为第k+i和k-j-1个短线段的单位方向向量。
32、较佳地，所述的步骤(3)中累计预估误差εk，i，具体为：
33、根据以下公式累计预估误差εk，i：
34、
35、其中，和分别为当前短线段对拐角k的误差矢量。
36、较佳地，所述的步骤(5.1)中计算初始限速速度vori，具体为：
37、根据以下公式计算初始限速速度vori：
38、
39、其中，lsum为已搜索过的短线段长度和，td为两次均值滤波产生的滤波延迟时间。
40、较佳地，所述的步骤(5.1)中计算已搜索的全部短线段的最终限速值vlimit，k，具体为：
41、根据以下公式计算已搜索的全部短线段的最终限速值vlimit，k：
42、vlimit，k＝λ×vori；
43、其中，vori为初始限速速度，λ为速度缩放因子，根据εk，i＝εstd建立方程求解出。
44、较佳地，所述的步骤(5.2)中对第k+i个和第k-j-1个短线段的运行时长进行修正，具体为：
45、根据以下公式对第k+i个和第k-j-1个短线段的运行时长进行修正：
46、
47、其中，td为两次均值滤波产生的滤波延迟时间。
48、该用于实现基于fir滤波的短线段拐角误差精确控制处理的装置，其主要特点是，所述的装置包括：
49、处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
50、存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的基于fir滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法的各个步骤。
51、该用于实现基于fir滤波的短线段拐角误差精确控制处理的处理器，其主要特点是，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于FIR滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于FIR滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，所述的步骤(5)中具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的基于FIR滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中计算当前短线段对拐角K的影响时间tk+i和tk-j-1，具体为：
4.根据权利要求1所述的基于FIR滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中计算当前短线段对拐角K的影响长度lk+i和lk-j-1，具体为：
5.根据权利要求1所述的基于FIR滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中计算当前短线段对拐角K的误差矢量和具体为：
6.根据权利要求1所述的基于FIR滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中累计预估误差εk，i，具体为：
7.根据权利要求2所述的基于FIR滤波实现短线段拐角误差精确控制处
8.根据权利要求2所述的基于FIR滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，所述的步骤(5.1)中计算已搜索的全部短线段的最终限速值Vlimit,k，具体为：
9.根据权利要求2所述的基于FIR滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，所述的步骤(5.2)中对第k+i个和第k-j-1个短线段的运行时长进行修正，具体为：
10.一种用于实现基于FIR滤波的短线段拐角误差精确控制处理的装置，其特征在于，所述的装置包括：
11.一种用于实现基于FIR滤波的短线段拐角误差精确控制处理的处理器，其特征在于，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现权利要求1至9中任一项所述的基于FIR滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法的各个步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现权利要求1至9中任一项所述的基于FIR滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法的各个步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于fir滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于fir滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，所述的步骤(5)中具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的基于fir滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中计算当前短线段对拐角k的影响时间tk+i和tk-j-1，具体为：
4.根据权利要求1所述的基于fir滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中计算当前短线段对拐角k的影响长度lk+i和lk-j-1，具体为：
5.根据权利要求1所述的基于fir滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中计算当前短线段对拐角k的误差矢量和具体为：
6.根据权利要求1所述的基于fir滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中累计预估误差εk，i，具体为：
7.根据权利要求2所述的基于fir滤波实现短线段拐角误差精确控制处理的方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱亚，孔令磊，史有志，王龙，
申请(专利权)人：上海维宏电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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