CN107247446A - 异形轨迹控制方法及装置 - Google Patents

异形轨迹控制方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107247446A
CN107247446A CN201710514445.5A CN201710514445A CN107247446A CN 107247446 A CN107247446 A CN 107247446A CN 201710514445 A CN201710514445 A CN 201710514445A CN 107247446 A CN107247446 A CN 107247446A
Authority
CN
China
Prior art keywords
discrete
initial trace
point
camshaft
trace point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710514445.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107247446B (zh
Inventor
胡国煌
王立松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Leadshine Control Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Leadshine Control Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Leadshine Control Technology Co Ltd filed Critical Shenzhen Leadshine Control Technology Co Ltd
Priority to CN201710514445.5A priority Critical patent/CN107247446B/zh
Publication of CN107247446A publication Critical patent/CN107247446A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107247446B publication Critical patent/CN107247446B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/41—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
    • G05B19/4103—Digital interpolation
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/34—Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34092—Polar interpolation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

本发明提供一种异形轨迹控制方法及装置，涉及自动控制领域。所述方法包括：接收原始轨迹点数据；根据所述原始轨迹点数据的轨迹特征，将所述原始轨迹点数据划分为多个轨迹区间；分别拟合每个所述轨迹区间内的原始轨迹点数据，获得对应的拟合曲线；分别对每个所述轨迹区间的拟合曲线进行离散处理，以获得对应的离散曲线点的三维坐标；按照预定时间间隔，根据所述同步轴的结构参数及所述离散曲线点的三维坐标，生成所述同步轴下一个插补数据点位置；根据所述同步轴的插补数据点位置控制所述同步轴的运动轨迹。使加速过程更加平稳、高效、差错率小，还可以起到保护加工设备的功能。精准度极高。

Description

异形轨迹控制方法及装置
技术领域
本发明涉及自动控制领域，具体而言，涉及一种异形轨迹控制方法及装置。
背景技术
随着社会的发展，各行各业均逐渐自动化，使劳动力得到解放，效率得到提高。于针织、植发、插发等行业而言，实现自动化最为重要的是对同步轴沿异形轨迹运动的控制。且随着工艺要求的提高，对异形轨迹控制的精度和速度的要求越来越高。显然传统的手工缝纫方式实现异形轨迹无法满足要求。
而当前使用较多的PLC结合机械凸轮或齿轮机构实现异形轨迹控制的方法虽然一定程度上提高了速度，但是依然有很多问题。例如，杂点多并且不均匀，同时同步轴的轨迹点数据必须通过手动方式输入跟随的往复次数，这种方式就不可避免会导致最终的针织、植发的线脚密度不均匀。且在往复运动同步轴(例如，压针和车针)，采用机械凸轮或者齿轮传送方式实现压针与车针轴的同步运动的过程中，但是由于机械结构本身的原因和轨迹点数据不平滑导致这种异形轨迹无法实现高速运动，杂乱轨迹点以及PLC控制方式不具备速度前瞻功能，这样就必然会造成运动过程中频繁加减速，会产生较大的加速度冲击，对电机控制和机械磨损均不利。同步轴会共同分总体合速度，当微调针织线脚密度或者X、Y、Z轴位置进行微调的时候就会导致计算出来的单轴分速度会变得很慢或很快，当速度突然变慢时就会降低系统的整体加工效率，当速度突然变快时候会给机械造成巨大冲击，影响机械使用寿命或造成电机过载。
发明内容
本发明的目的在于提供一种异形轨迹控制方法及装置，用以改善上述问题。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
本发明实施例提供一种异形轨迹控制方法。应用于运动控制器，所述运动控制器与同步轴电性连接，以控制所述同步轴的运动轨迹，所述方法包括：接收原始轨迹点数据；根据所述原始轨迹点数据的轨迹特征，将所述原始轨迹点数据划分为多个轨迹区间；分别拟合每个所述轨迹区间内的原始轨迹点数据，获得对应的拟合曲线；分别对每个所述轨迹区间的拟合曲线进行离散处理，以获得对应的离散曲线点的三维坐标；按照预定时间间隔，根据所述同步轴的结构参数及所述离散曲线点的三维坐标，生成所述同步轴下一个插补数据点位置；根据所述同步轴的插补数据点位置控制所述同步轴的运动轨迹。
本发明实施例还提供一种异形轨迹控制装置。应用于运动控制器，所述运动控制器与同步轴电性连接，以控制所述同步轴的运动轨迹，所述装置包括：接收模块，划分模块、拟合模块、离散模块、生成模块及控制模块。其中，接收模块用于接收原始轨迹点数据。划分模块用于根据所述原始轨迹点数据的轨迹特征，将所述原始轨迹点数据划分为多个轨迹区间。拟合模块用于分别拟合每个所述轨迹区间内的原始轨迹点数据，获得对应的拟合曲线。离散模块用于分别对每个所述轨迹区间的拟合曲线进行离散处理，以获得对应的离散曲线点的三维坐标。生成模块用于按照预定时间间隔，根据所述同步轴的结构参数及所述离散曲线点的三维坐标，生成所述同步轴下一个插补数据点位置。控制模块用于根据所述同步轴的插补数据点位置控制所述同步轴的运动轨迹。
与现有技术相比，本发明提供的一种异形轨迹控制方法及装置，通过拟合将去除异形轨迹数据杂点，同时将异形数据拟合成一条光顺的曲线，再将现有的小线段前瞻速度规划算法引入到异形轨迹的速度规划，使得系统的加速过程更加平稳，不会对系统造成很大的冲击，同时得到的线脚密度更加均匀，过度更加平滑、自然。将拟合后的异形轨迹离散后根据离散点计算同步轴的插补数据点位置替代现有的机械结构实现同步轴的同步控制，提高异形轨迹控制的稳定性和加工速度。可极大减少人工手动输入数据的误差，使得线脚密度布置更加精准。提高产品质量和生产效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明较佳实施例提供的运动控制器的方框示意图。
图2为本发明较佳实施例提供的异形轨迹控制方法的步骤流程图。
图3为图2中步骤S102的子步骤流程图。
图4为图2中步骤S104的子步骤流程图。
图5为图2中步骤S106的子步骤流程图。
图6为本发明较佳实施例提供的异形轨迹控制装置的示意图。
图7为图6中的划分模块的功能子模块示意图。
图8为图6中的离散模块的功能子模块示意图。
图9为图6中的生成模块的功能子模块示意图。
图标：100-运动控制器；200-异形轨迹控制装置；111-存储器；112-存储控制器；113-处理器；114-外设接口；115-输入输出单元；201-接收模块；202-划分模块；2021-第二获取子模块；2022-划分子模块；203-拟合模块；204-离散模块；2041-第一获取子模块；2042-离散化子模块；2043-第一生成子模块；205-生成模块；2051-第二生成子模块；2052-第三生成子模块；206-控制模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参考图1，图1为运动控制器100的方框示意图。运动控制器100可以是ARM运动控制器。运动控制器100以及同步轴可以通过有线或无线网络连接，运动控制器100用于控制所述同步轴的运动轨迹。运动控制器100包括异形轨迹控制装置200、存储器111、存储控制器112、处理器113、外设接口114以及输入输出单元115。
所述存储器111、存储控制器112、处理器113、外设接口114及输入输出单元115各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述异形轨迹控制装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器111中或固化在所述运动控制器100的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。所述处理器113用于执行所述存储器111中存储的可执行模块，例如所述异形轨迹控制装置200所包括的软件功能模块及计算机程序等。
其中，所述存储器111可以是，但不限于，随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)等。其中，存储器111用于存储程序，处理器113在接收到执行指令后，执行所述程序。所述处理器113以及其他可能的组件对存储器111的访问可在所述存储控制器112的控制下进行。
所述处理器113可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器113可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器113也可以是任何常规的处理器113等。
所述外设接口114将各种输入/输出装置(例如输入输出单元115)耦合至所述处理器113以及所述存储器111。在一些实施例中，外设接口114，处理器113以及存储控制器112可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。
所述输入输出单元115用于提供给用户输入数据实现用户与所述运动控制器100的交互。所述输入输出单元115可以是，但不限于，虚拟键盘、语音输入电路等。
第一实施例
请参照图2，图2是本发明较佳实施例提供的一种异形轨迹控制方法的流程图。所述异形轨迹控制方法包括以下步骤：
步骤S101，接收原始轨迹点数据。
在本实施例中，运动控制器100接收使用者输入的，使用者期望的同步轴运行轨迹的原始轨迹点数据。原始轨迹点数据包括多个原始轨迹点及与原始轨迹点的三维坐标。三维坐标可以是原始轨迹点在三维笛卡尔坐标系内的坐标值。一般输入的原始轨迹点位置比较杂乱。且存在一定的误差。
步骤S102，根据所述原始轨迹点数据的轨迹特征，将所述原始轨迹点数据划分为多个轨迹区间。
在本实施例中，轨迹特征可以是任意两个所述原始轨迹点之间位置关系；也可以是使用者给被选中的原始轨迹点配置的分区标志。如图3所示，步骤S102包括以下子步骤：
子步骤S1021，获取每一个原始轨迹点与相邻的下一个所述原始轨迹点之间的夹角。
在本实施例中，从原始轨迹点数据的起始点的原始轨迹点开始，依次计算每一个原始轨迹点与相邻的下一个原始轨迹点之间的夹角。具体地，可以是获取每一个原始轨迹点与相邻的下一个原始轨迹点之间的向量与水平方向的夹角，作为每一个原始轨迹点对应的夹角。
子步骤S1022，根据所述夹角的夹角变化率将所述原始轨迹点数据划分为多个所述轨迹区间。
在本实施例中，依次比较相邻的两个原始轨迹点对应的夹角之间的夹角变化率。当夹角变化率满足超过预设阈值时，暂停比较，将本轮比较中的第一个被比较的原始轨迹点及最后一个被比较的原始轨迹点划分在同一轨迹区间内，以使所述夹角变化率满足预设阈值的相邻原始轨迹点位于同一所述轨迹区间。预设阈值可以根据使用者的需求设置。例如，若对精度误差要求不高，仅要求加工速度快并且过渡圆顺，则可以设置一个较大的阈值，如90度～145度；若对加工精度要求较高，即加工轨迹中需要表现出尖角过渡，则夹角的变化率常需要设置一个较小的数值，则可以设置阈值为0度～25度。
在其他实施例中，还可以通过获取配置的分区标志；根据所述分区标志，将所述原始轨迹点数据划分为多个轨迹区间。可选地，通过找到分区标志对应的原始轨迹点，并从对应的原始轨迹点处进行划分。根据分区标志划分及根据夹角变化率划分的两种方式可以叠加使用，也可以仅选用其中一种，在此不做限定。
步骤S103，分别拟合每个所述轨迹区间内的原始轨迹点数据，获得对应的拟合曲线。
在本实施例中，分别拟合每个所述轨迹区间内的原始轨迹点数据，以去除异形轨迹数据杂点，根据异形轨迹点数据拟合成一条光顺的曲线，使得系统的加速过程更加平稳，不会对运动控制器100及同步轴构成的系统造成很大的冲击，同时得到的线脚密度更加均匀，过度更加平滑、自然。可选地，可以从被指定的作为同步轴得起区间的轨迹区间开始，依次对轨迹区间内的原始轨迹点数据进行拟合，获得与该轨迹区间对应的拟合曲线。
步骤S104，分别对每个所述轨迹区间的拟合曲线进行离散处理，以获得对应的离散曲线点的三维坐标。
在本实施例中，每完成一个轨迹区间对应的拟合曲线的拟合，则对该拟合曲线进行离散处理，也可以理解为将该拟合曲线打断为微小线段。可选地，根据每个所述拟合曲线对应的原始轨迹点的三维坐标，对所述拟合曲线进行离散处理，以获得所述离散曲线点的三维坐标。如图4所示，步骤S104包括以下子步骤：
子步骤S1041，分别获取每个所述拟合曲线对应的所述原始轨迹点的三维坐标。
在本实施例中，每完成一个轨迹区间对应的拟合曲线的拟合，则获取拟合曲线对应的一组原始轨迹点的三维坐标。可选地，根据对应的所有的原始轨迹点的第一维坐标的坐标值构建多维的第一列向量，其中第一列向量的维数为对应的原始轨迹点的个数；根据对应的所有的原始轨迹点的第二维坐标的坐标值构建多维的第二列向量，其中第二列向量的维数为对应的原始轨迹点的个数；根据对应的所有的原始轨迹点的第三维坐标的坐标值构建多维的第三列向量，其中第三列向量的维数为对应的原始轨迹点的个数。
子步骤S1042，根据所述转换矩阵，分别对所述原始轨迹点的三维坐标的三个维度的坐标值进行离散化处理，以获得第一维离散变量、第二维离散变量及第三维离散变量。
在本实施例中，转换矩阵预设置于所述运动控制器100内。可选地，转换矩阵为预先定义的。根据转换矩阵，利用公式：
P＝pinv(Q)及
获取离散矩阵。其中，P为离散矩阵。Q为所述转换矩阵。a0、a1、a2…..an-1为公差为1的等差数列，且a0＝1，n-1为第一列向量的维数。pinv(Q)为求取预先定义的转换矩阵的伪逆矩阵。根据离散矩阵，利用公式：
Rx＝P*X、
Ry＝P*Y及
Rz＝P*Z；
将所述原始轨迹点的三维坐标的三个维度的坐标值进行离散化处理，即，分别将第一列向量、第二列向量及第三列向量进行离散化处理。其中，Rx为离散后的第一维离散变量，Ry为离散后的第二维离散变量，Rz为离散后的第三维离散变量。P为所述离散矩阵。X为第一列向量。Y为第二列向量。Z为第三列向量。P*X为离散矩阵与第一列向量的Hadamard乘积。P*Y为离散矩阵与第二列向量的Hadamard乘积。P*Z为离散矩阵与第三列向量的Hadamard乘积。
子步骤S1043，根据所述第一维离散变量、第二维离散变量、第三维离散变量及转换矩阵，生成对应的所述离散曲线点的三维坐标。
在本实施例中，根据第一维离散变量及转换矩阵，利用公式：
ex＝Rx(1)*Q3+Rx(2)*Q2+Rx(3)*Q1+Rx(4)，
获取对应的所有的离散曲线点的第一维坐标的坐标值构成的列向量。其中，ex代表所有的离散曲线点的第一维坐标的坐标值构成的列向量。Rx(1)为第一维离散变量中第一列数值构成的列向量，Q3为转换矩阵中第三列数值构造的列向量，Rx(1)*Q3代表Rx(1)与Q3之间的Hadamard乘积。Rx(2)为第一维离散变量中第二列数值构成的列向量，Q2为转换矩阵中第二列数值构造的列向量，Rx(2)*Q2代表Rx(2)与Q2之间的Hadamard乘积。Rx(3)为第一维离散变量中第三列数值构成的列向量，Q1为转换矩阵中第一列数值构造的列向量，Rx(3)*Q1代表Rx(3)与Q1之间的Hadamard乘积。Rx(4)为第一维离散变量中第四列数值构成的列向量。
根据第二维离散变量及转换矩阵，利用公式：
ey＝Ry(1)*Q3+Ry(2)*Q2+Ry(3)*Q1+Ry(4)，
获取对应的所有的离散曲线点的第二维坐标的坐标值构成的列向量。其中，ey代表所有的离散曲线点的第二维坐标的坐标值构成的列向量。Ry(1)为第二维离散变量中第一列数值构成的列向量，Q3为转换矩阵中第三列数值构造的列向量，Ry(1)*Q3代表Ry(1)与Q3之间的Hadamard乘积。Ry(2)为第二维离散变量中第二列数值构成的列向量，Q2为转换矩阵中第二列数值构造的列向量，Ry(2)*Q2代表Ry(2)与Q2之间的Hadamard乘积。Ry(3)为第二维离散变量中第三列数值构成的列向量，Q1为转换矩阵中第一列数值构造的列向量，Ry(3)*Q1代表Ry(3)与Q1之间的Hadamard乘积。Ry(4)为第二维离散变量中第四列数值构成的列向量。
根据第三维离散变量及转换矩阵，利用公式：
ez＝Rz(1)*Q3+Rz(2)*Q2+Rz(3)*Q1+Rz(4)，
获取对应的所有的离散曲线点的第三维坐标的坐标值构成的列向量。其中，ez代表所有的离散曲线点的第三维坐标的坐标值构成的列向量。Rz(1)为第三维离散变量中第一列数值构成的列向量，Q3为转换矩阵中第三列数值构造的列向量，Rz(1)*Q3代表Rz(1)与Q3之间的Hadamard乘积。Rz(2)为第三维离散变量中第二列数值构成的列向量，Q2为转换矩阵中第二列数值构造的列向量，Rz(2)*Q2代表Rz(2)与Q2之间的Hadamard乘积。Rz(3)为第三维离散变量中第三列数值构成的列向量，Q1为转换矩阵中第一列数值构造的列向量，Rz(3)*Q1代表Rz(3)与Q1之间的Hadamard乘积。Rz(4)为第三维离散变量中第四列数值构成的列向量。
根据利用公式对应的所有的离散曲线点的第一维坐标的坐标值构成的列向量、对应的所有的离散曲线点的第二维坐标的坐标值构成的列向量及对应的所有的离散曲线点的第三维坐标的坐标值构成的列向量，利用公式：
E＝(ex ey ez)，
生成对应的所述离散曲线点的三维坐标。其中E代表对应的所有所述离散曲线点的三维坐标构成的矩阵，E的每一个行向量为一个离散曲线点的三维坐标。ex、ey及ez分别为所有的离散曲线点的第一维坐标的坐标值构成的列向量、对应的所有的离散曲线点的第二维坐标的坐标值构成的列向量及对应的所有的离散曲线点的第三维坐标的坐标值构成的列向量。
步骤S105，所述按照预定时间间隔，根据所述同步轴的结构参数及对应的离散曲线点的三维坐标，生成所述同步轴下一个插补数据点位置。
在本实施例中，预定的时间间隔可以根据使用者设置的同步轴的插补周期设定，以使在同步轴的每一个插补周期内生成同步轴下一个插补数据点位置。所述同步轴包括第一凸轮轴及第二凸轮轴。在插发、植发或针织行业，第一凸轮轴可以是插针轴，第二凸轮轴可以是压线轴。所述结构参数包括所述第一凸轮轴与第二凸轮轴之间的比例、线脚密度、第一凸轮轴执行一次缝纫动作所需运行的第一距离。如图5所示，步骤S105包括以下子步骤：
子步骤S1051，根据生成所述第一凸轮轴最近一次插补数据点位置对应的离散曲线点的三维坐标、与该离散曲线点相邻的下一个离散曲线点的三维坐标及所述结构参数，利用公式：
及
计算第一凸轮轴在本次插补周期内的插补数据点位置。其中，L3代表所述第一凸轮轴最近一次插补数据点位置对应的离散曲线点、与该离散曲线点相邻的下一个离散曲线点之间距离。xi代表最近一次插补数据点位置对应的离散曲线点的第一维坐标的坐标值。xi+1代表相邻的下一个离散曲线点的第一维坐标的坐标值。yi代表最近一次插补数据点位置对应的离散曲线点的第二维坐标的坐标值。yi+1代表相邻的下一个离散曲线点的第二维坐标的坐标值。zi代表最近一次插补数据点位置对应的离散曲线点的第三维坐标的坐标值。zi+1代表相邻的下一个离散曲线点的第三维坐标的坐标值。Si为第一凸轮轴在本次插补周期内的插补数据点位置。ΔL为线脚密度。L1代表所述第一距离。需要说明的是，在第一次生成第一凸轮轴的插补数据点位置时，xi、yi及zi分别是被指定为初始离散曲线点的三个维度的坐标值。xi+1、yi+1及zi+1分别是与被指定为初始离散曲线点相邻的下一个初始离散曲线点的三个维度的坐标值。
子步骤S1052，根据所述第一凸轮轴的下一个插补数据点位置及所述第一凸轮轴与第二凸轮轴之间的比例，生成所述第二凸轮轴的下一个插补数据点位置。
在本实施例中，根据所述第一凸轮轴的下一个插补数据点位置及所述第一凸轮轴与第二凸轮轴之间的比例，利用公式：
S′i＝Si*m，
获得生成所述第二凸轮轴的下一个插补数据点位置。其中，S′i代表第二凸轮轴的下一个插补数据点位置，Si为第一凸轮轴在本次插补周期内的插补数据点位置。m代表第一凸轮轴与第二凸轮轴之间的比例。
步骤S106，根据所述同步轴的插补数据点位置控制所述同步轴的运动轨迹。
在本实施例中，运动控制器100按照插补周期将在该周期内生成的第一凸轮轴的下一个插补数据点位置与第二凸轮轴的下一个插补数据点位置以脉冲信号的形式分别发送给第一凸轮轴及第二凸轮轴，在当前插补周期内驱动所述第一凸轮轴及第二凸轮轴按照对应的下一个插补数据点位置运动。从而实现多轴速度规划。且由于第一凸轮轴及第二凸轮轴的下一个插补数据点位置是分开的两个值，因此，第一凸轮轴及第二凸轮轴对应的分速度不再分配总体的合速度，这样会较大程度提高轨迹的加工速度。
第二实施例
请参照图6，是本发明较佳实施例提供的异形轨迹控制装置200，异形轨迹控制装置200包括：接收模块201、划分模块202、拟合模块203、离散模块204、生成模块205及控制模块206。
接收模块201，用于接收原始轨迹点数据。
在本发明实施例中，所述步骤S101可以由接收模块201执行。
划分模块202，用于根据所述原始轨迹点数据的轨迹特征，将所述原始轨迹点数据划分为多个轨迹区间。
在本发明实施例中，所述步骤S102可以由划分模块202执行。如图7所示，划分模块202包括以下子模块：
第二获取子模块2021，用于获取每一个原始轨迹点与相邻的下一个所述原始轨迹点之间的夹角。
在本发明实施例中，所述子步骤S1021可以由第二获取子模块2021执行。
划分子模块2022，用于根据所述夹角的夹角变化率将所述原始轨迹点数据划分为多个所述轨迹区间，以使所述夹角的所述夹角变化率满足预设阈值的相邻原始轨迹点位于同一所述轨迹区间。
在本发明实施例中，所述子步骤S1022可以由划分子模块2022执行。
拟合模块203，用于分别拟合每个所述轨迹区间内的原始轨迹点数据，获得对应的拟合曲线。
在本发明实施例中，所述步骤S103可以由拟合模块203执行。
离散模块204，用于分别对每个所述轨迹区间的拟合曲线进行离散处理，以获得对应的离散曲线点的三维坐标。
在本发明实施例中，所述步骤S104可以由离散模块204执行。如图8所示，离散模块204包括以下子模块：
第一获取子模块2041，用于分别获取每个所述拟合曲线对应的所述原始轨迹点的三维坐标。
在本发明实施例中，所述子步骤S1041可以由第一获取子模块2041执行。
离散化子模块2042，用于根据所述转换矩阵，分别对所述原始轨迹点的三维坐标的三个维度的坐标值进行离散化处理，以获得第一维离散变量、第二维离散变量及第三维离散变量。
在本发明实施例中，所述子步骤S1042可以由离散化子模块2042执行。
第一生成子模块2043，用于根据所述第一维离散变量、第二维离散变量、第三维离散变量及转换矩阵，生成对应的所述离散曲线点的三维坐标。
在本发明实施例中，所述子步骤S1043可以由第一生成子模块2043执行。
生成模块205，用于按照预定时间间隔，根据所述同步轴的结构参数及所述离散曲线点的三维坐标，生成所述同步轴下一个插补数据点位置。
在本发明实施例中，所述步骤S105可以由生成模块205执行。所述同步轴包括第一凸轮轴及第二凸轮轴，所述结构参数包括所述第一凸轮轴与第二凸轮轴之间的比例，如图9所述，生成模块205包括以下子模块：
第二生成子模块2051，用于根据生成所述第一凸轮轴最近一次插补数据点位置对应的离散曲线点的三维坐标及所述结构参数生成所述第一凸轮轴的下一个插补数据点位置。
在本发明实施例中，所述子步骤S1051可以由第二生成子模块2051执行。
第三生成子模块2052，用于根据所述第一凸轮轴的下一个插补数据点位置及所述第一凸轮轴与第二凸轮轴之间的比例，生成所述第二凸轮轴的下一个插补数据点位置。
在本发明实施例中，所述子步骤S1052可以由第三生成子模块2052执行。
控制模块206，用于根据所述同步轴的插补数据点位置控制所述同步轴的运动轨迹。
在本发明实施例中，所述步骤S106可以由控制模块206执行。
综上所述，本发明实施例提供一种异形轨迹控制方法及装置。所述方法应用于运动控制器，所述运动控制器与同步轴电性连接，以控制所述同步轴的运动轨迹，所述方法包括：接收原始轨迹点数据；根据所述原始轨迹点数据的轨迹特征，将所述原始轨迹点数据划分为多个轨迹区间；分别拟合每个所述轨迹区间内的原始轨迹点数据，获得对应的拟合曲线；分别对每个所述轨迹区间的拟合曲线进行离散处理，以获得对应的离散曲线点的三维坐标；按照预定时间间隔，根据所述同步轴的结构参数及所述离散曲线点的三维坐标，生成所述同步轴下一个插补数据点位置；根据所述同步轴的插补数据点位置控制所述同步轴的运动轨迹。使加速过程更加平稳、高效、差错率小，还可以起到保护加工设备的功能。精准度极高。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种异形轨迹控制方法，其特征在于，应用于运动控制器，所述运动控制器与同步轴电性连接，以控制所述同步轴的运动轨迹，所述方法包括：
接收原始轨迹点数据；
根据所述原始轨迹点数据的轨迹特征，将所述原始轨迹点数据划分为多个轨迹区间；
分别拟合每个所述轨迹区间内的原始轨迹点数据，获得对应的拟合曲线；
分别对每个所述轨迹区间的拟合曲线进行离散处理，以获得对应的离散曲线点的三维坐标；
按照预定时间间隔，根据所述同步轴的结构参数及所述离散曲线点的三维坐标，生成所述同步轴下一个插补数据点位置；
根据所述同步轴的插补数据点位置控制所述同步轴的运动轨迹。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别对每个所述轨迹区间的拟合曲线进行离散处理，以获得对应的离散曲线点的三维坐标的步骤包括：
根据每个所述拟合曲线对应的原始轨迹点的三维坐标，对所述拟合曲线进行离散处理，以获得所述离散曲线点的三维坐标。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述运动控制器包括预设置的转换矩阵，根据每个所述拟合曲线对应的原始轨迹点的三维坐标，对所述拟合曲线进行离散处理的步骤包括：
分别获取每个所述拟合曲线对应的所述原始轨迹点的三维坐标；
根据所述转换矩阵，分别对所述原始轨迹点的三维坐标的三个维度的坐标值进行离散化处理，以获得第一维离散变量、第二维离散变量及第三维离散变量；
根据所述第一维离散变量、第二维离散变量、第三维离散变量及转换矩阵，生成对应的所述离散曲线点的三维坐标。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述原始轨迹点数据的轨迹特征，将所述原始轨迹点数据划分为多个轨迹区间的步骤包括：
获取每一个原始轨迹点与相邻的下一个所述原始轨迹点之间的夹角；
根据所述夹角的夹角变化率将所述原始轨迹点数据划分为多个所述轨迹区间，以使所述夹角变化率满足预设阈值的相邻原始轨迹点位于同一所述轨迹区间。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述原始轨迹点数据的轨迹特征，将所述原始轨迹点数据划分为多个轨迹区间的步骤包括：
获取配置的分区标志；
根据所述分区标志，将所述原始轨迹点数据划分为多个轨迹区间。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步轴包括第一凸轮轴及第二凸轮轴，所述结构参数包括所述第一凸轮轴与第二凸轮轴之间的比例，所述按照预定时间间隔，根据所述同步轴的结构参数及所述离散曲线点的三维坐标，生成所述同步轴下一个插补数据点位置的步骤包括：
根据生成所述第一凸轮轴最近一次插补数据点位置对应的离散曲线点的三维坐标及所述结构参数生成所述第一凸轮轴的下一个插补数据点位置；
根据所述第一凸轮轴的下一个插补数据点位置及所述第一凸轮轴与第二凸轮轴之间的比例，生成所述第二凸轮轴的下一个插补数据点位置。
7.一种异形轨迹控制装置，其特征在于，应用于运动控制器，所述运动控制器与同步轴电性连接，以控制所述同步轴的运动轨迹，所述装置包括：
接收模块，用于接收原始轨迹点数据；
划分模块，用于根据所述原始轨迹点数据的轨迹特征，将所述原始轨迹点数据划分为多个轨迹区间；
拟合模块，用于分别拟合每个所述轨迹区间内的原始轨迹点数据，获得对应的拟合曲线；
离散模块，用于分别对每个所述轨迹区间的拟合曲线进行离散处理，以获得对应的离散曲线点的三维坐标；
生成模块，用于按照预定时间间隔，根据所述同步轴的结构参数及所述离散曲线点的三维坐标，生成所述同步轴下一个插补数据点位置；
控制模块，用于根据所述同步轴的插补数据点位置控制所述同步轴的运动轨迹。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述运动控制器包括预设置的转换矩阵，所述离散模块包括：
第一获取子模块，用于分别获取每个所述拟合曲线对应的所述原始轨迹点的三维坐标；
离散化子模块，用于根据所述转换矩阵，分别对所述原始轨迹点的三维坐标的三个维度的坐标值进行离散化处理，以获得第一维离散变量、第二维离散变量及第三维离散变量；
第一生成子模块，用于根据所述第一维离散变量、第二维离散变量、第三维离散变量及转换矩阵，生成对应的所述离散曲线点的三维坐标。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述划分模块包括：
第二获取子模块，用于获取每一个原始轨迹点与相邻的下一个所述原始轨迹点之间的夹角；
划分子模块，用于根据所述夹角的夹角变化率将所述原始轨迹点数据划分为多个所述轨迹区间，以使所述夹角的所述夹角变化率满足预设阈值的相邻原始轨迹点位于同一所述轨迹区间。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述同步轴包括第一凸轮轴及第二凸轮轴，所述结构参数包括所述第一凸轮轴与第二凸轮轴之间的比例，所述生成模块包括：
第二生成子模块，用于根据生成所述第一凸轮轴最近一次插补数据点位置对应的离散曲线点的三维坐标及所述结构参数生成所述第一凸轮轴的下一个插补数据点位置；
第三生成子模块，用于根据所述第一凸轮轴的下一个插补数据点位置及所述第一凸轮轴与第二凸轮轴之间的比例，生成所述第二凸轮轴的下一个插补数据点位置。
CN201710514445.5A 2017-06-29 2017-06-29 异形轨迹控制方法及装置 Active CN107247446B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710514445.5A CN107247446B (zh) 2017-06-29 2017-06-29 异形轨迹控制方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710514445.5A CN107247446B (zh) 2017-06-29 2017-06-29 异形轨迹控制方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107247446A true CN107247446A (zh) 2017-10-13
CN107247446B CN107247446B (zh) 2020-01-10

Family

ID=60014845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710514445.5A Active CN107247446B (zh) 2017-06-29 2017-06-29 异形轨迹控制方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107247446B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109243290A (zh) * 2018-10-08 2019-01-18 杭州飞弛网络科技有限公司 一种基于线下活动的足迹展示生成方法与系统
CN110142880A (zh) * 2019-05-23 2019-08-20 泉州华数机器人有限公司 一种用于切削设备的回退实时跟随控制方法
CN110595487A (zh) * 2019-07-24 2019-12-20 平安科技（深圳）有限公司 行车轨迹生成方法、装置、计算机设备及存储介质
CN112034785A (zh) * 2020-08-31 2020-12-04 江西江铃集团新能源汽车有限公司 一种加工路径生成方法、装置、存储介质及设备
CN113001069A (zh) * 2021-03-02 2021-06-22 南京达风数控技术有限公司 一种六关节机器人的焊缝跟踪方法
CN113093716A (zh) * 2019-12-19 2021-07-09 广州极飞科技股份有限公司 一种运动轨迹规划方法、装置、设备及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101269418A (zh) * 2008-04-30 2008-09-24 厦门大学 一种活塞异形外圆的加工方法
CN101829801A (zh) * 2010-03-08 2010-09-15 淮阴工学院 口腔修复体的五轴联动仿真加工方法
CN103676788A (zh) * 2013-12-31 2014-03-26 苏州大学 面向光顺加工的数控加工轨迹处理方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101269418A (zh) * 2008-04-30 2008-09-24 厦门大学 一种活塞异形外圆的加工方法
CN101829801A (zh) * 2010-03-08 2010-09-15 淮阴工学院 口腔修复体的五轴联动仿真加工方法
CN103676788A (zh) * 2013-12-31 2014-03-26 苏州大学 面向光顺加工的数控加工轨迹处理方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109243290A (zh) * 2018-10-08 2019-01-18 杭州飞弛网络科技有限公司 一种基于线下活动的足迹展示生成方法与系统
CN110142880A (zh) * 2019-05-23 2019-08-20 泉州华数机器人有限公司 一种用于切削设备的回退实时跟随控制方法
CN110595487A (zh) * 2019-07-24 2019-12-20 平安科技（深圳）有限公司 行车轨迹生成方法、装置、计算机设备及存储介质
CN113093716A (zh) * 2019-12-19 2021-07-09 广州极飞科技股份有限公司 一种运动轨迹规划方法、装置、设备及存储介质
CN113093716B (zh) * 2019-12-19 2024-04-30 广州极飞科技股份有限公司 一种运动轨迹规划方法、装置、设备及存储介质
CN112034785A (zh) * 2020-08-31 2020-12-04 江西江铃集团新能源汽车有限公司 一种加工路径生成方法、装置、存储介质及设备
CN113001069A (zh) * 2021-03-02 2021-06-22 南京达风数控技术有限公司 一种六关节机器人的焊缝跟踪方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107247446B (zh) 2020-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107247446A (zh) 异形轨迹控制方法及装置
US8428768B2 (en) Method and device for composite machining based on tool-path pattern types with tool axis orientation rules
JP5762625B2 (ja) 軌跡制御装置
EP0378708A1 (en) Apparatus for controlling acceleration and deceleration for servo control
CN102298359B (zh) 一种数控系统中加减速过渡平滑控制方法
CN109643102B (zh) 指令值生成装置
CN108073137A (zh) 数值控制装置
US10514681B2 (en) Numerical controller including overlap function between arbitrary blocks by common acceleration/deceleration control unit
JP2021056835A (ja) シミュレーション装置
CN110716451B (zh) 一种基于实时操作系统和fpga的仿真转台前馈控制方法
EP4258068A1 (en) Cam curve generating device, cam curve generating method, and program
US3731175A (en) Servo system for velocity and position control
CN110446986A (zh) 数控装置及加工方法
CN104281089B (zh) 四轴数控机床及其刻字方法
JP2786340B2 (ja) 数値制御情報作成装置における加工時間算出方法
JPH03174604A (ja) 数値制御情報作成装置
CN106033214B (zh) 一种数控机床的进刀控制装置及其控制方法
JP2779797B2 (ja) 数値制御装置
CN113359613A (zh) 一种成型方法、图形输入控制系统及智能线材成型设备
JP2016040666A (ja) シーケンス生成方法
JPS63146109A (ja) 自動工作制御装置
JP2021081951A (ja) プログラム解析装置
JP3115150B2 (ja) 生産計画立案装置
SU708308A1 (ru) Контурное устройство дл числового программного управлени
Kumar Design and Development of CNC Trainer

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant