CN113468465B - 电子凸轮曲线的生成方法、系统、计算机存储介质及终端 - Google Patents

电子凸轮曲线的生成方法、系统、计算机存储介质及终端 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电子凸轮曲线的生成方法、系统、计算机存储介质及终端，所述电子凸轮曲线的生成方法包括：接收N个控制点；所述控制点为位于所述电子凸轮曲线上的基准点；N表示控制点的数量，且大于等于2；提取第i个控制点和第i+1个控制点，生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线；其中，i为控制点的提取序号，其大于等于1；当遍历至最后一控制点时，将生成的分段多项式曲线依次组合成电子凸轮曲线，并予以存储为电子凸轮文件。本发明使用七次多项式生成的凸轮曲线可使得电机在执行过程中加速度(Acceleration)处处连续，加加速度(Jerk)处处可导，清除了机械软性冲击，延长电机寿命。

Description

电子凸轮曲线的生成方法、系统、计算机存储介质及终端
技术领域
本发明属于凸轮的软件技术领域，涉及一种生成方法和系统，特别是涉及一种电子凸轮曲线的生成方法、系统、计算机存储介质及终端。
背景技术
随着当前中国生产自动化水平的提升，越来越多的工厂自动化生产线开始替代传统的人工操作，这涉及了纺织、印刷、切割、物品包装等各个领域。
这些操作中往往需要保证多个执行机构之间位置的严格同步，如：切纸机的刀片与传送带之间需要保持切割过程横向相对静止以及移动到下一个切割点距离相同。
现有的技术的解决方案多是在从动执行机构之间通过机械凸轮、挺杆等传动部件相连接，从而按照工作要求完成各种复杂的运动，然而机械凸轮存在以下缺点：
1、机械整体结构占地较大，机械内部各种传动机构构造复杂，易引发故障且难以维护维修。
2、对机械凸轮轮廓精度要求较高，凸轮一般使用数控机床加工。
3、凸轮结构间属于滑动摩擦，磨损较高。
4、无法低成本满足需求更改(如加工物品的尺寸变化等)，只能重新设计机械结构。
5、机械结构的设计非常复杂，且在中国当前IT热的背景下缺乏制造业相关机械专业技术人员。
因此，如何提供一种电子凸轮曲线的生成方法、系统、计算机存储介质及终端，以解决现有技术中机械凸轮的从轴与主轴无法同步，从而导致从轴运动不平滑，出现机械冲击等缺陷，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电子凸轮曲线的生成方法、系统、计算机存储介质及终端，用于解决现有技术中中机械凸轮的从轴与主轴无法同步，从而导致从轴运动不平滑，出现机械冲击的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种电子凸轮曲线的生成方法，＝包括：接收N个控制点；所述控制点为位于所述电子凸轮曲线上的基准点；N表示控制点的数量，且大于等于2；提取第i个控制点和第i+1个控制点，生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线；其中，i为控制点的提取序号，其大于等于1；当遍历至最后一控制点时，将生成的分段多项式曲线依次组合成电子凸轮曲线，并予以存储为电子凸轮文件。
于本发明的一实施例中，在接收N个控制点的步骤之后，所述电子凸轮曲线的生成方法还包括将N个控制点根据主轴位置升序排序；在提取第i个控制点和第i+1个控制点的步骤之前，所述电子凸轮曲线的生成方法还包括将控制点的提取序号i初始化为0。
于本发明的一实施例中，所述生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线的步骤包括：创建经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的七次多项式曲线的方程；所述经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的七次多项式曲线为：PS＝aPM 7+bPM 6+cPM 5+dPM 4+ePM 3+fPM 2+gPM+h；其中，PS代表从轴位置，PM代表主轴位置，a，b,c,d,e,f,g,h为未知系数；对所述七次多项式曲线多次求导，以获得表示从轴的速度的方程、表示从轴的加速度的方程及表示从轴的加加速度的方程；将所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的运动状态信息分别放入七次多项式曲线的方程、表示从轴的速度的方程、表示从轴的加速度的方程及表示从轴的加加速度的方程中，以获取用于求解所述未知系数的联立方程组；通过所述未知系数的联立方程组，求解所述未知系数；将所述未知系数和所述主轴位置带入创建的七次多项式曲线的方程中，以生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线。
于本发明的一实施例中，生成分段多项式曲线后，所述电子凸轮曲线的生成方法还包括记录所述分段多项式曲线的定义域范围；所述定义域范围为每两个相邻的控制点所记录的主轴位置框定的取值范围。
于本发明的一实施例中，在记录所述分段多项式曲线的定义域的步骤之后，所述电子凸轮曲线的生成方法还包括判断是否遍历至最后一控制点；若是，转入保存为电子凸轮文件的步骤；若否，将控制点的提取序号i增1，并转入提取第i个控制点和第i+1个控制点的步骤。
于本发明的一实施例中，所述电子凸轮曲线的生成方法还包括根据电子凸轮文件及接收到的主轴位置，获取从轴位置。
于本发明的一实施例中，所述根据电子凸轮文件，获取从轴位置的步骤包括：从所述电子凸轮文件提取第j条分段多项式曲线；其中，j为分段多项式曲线的提取序号，其大于等于1；判断所述主轴位置是否在所述第j条分段多项式曲线的定义域范围内；若是，则依据所述主轴位置及所述第j条分段多项式曲线，获取所述从轴位置；若否，判断所述第j条分段多项式曲线是否为最后一条分段多项式曲线；若否，将分段多项式曲线的序号增1，并转入提取第j条分段多项式曲线的步骤；若是，输出报错。
本发明另一方面提供一种电子凸轮曲线的生成系统，包括：接收模块，用于接收N个控制点；所述控制点为位于所述电子凸轮曲线上的基准点；N表示控制点的数量，且大于等于2；曲线生成模块，用于提取第i个控制点和第i+1个控制点，生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线；其中，i为控制点的序号，其大于等于1；组合模块，用于当遍历至最后一控制点时，将生成的分段多项式曲线依次组合成电子凸轮曲线；存储模块，将所述电子凸轮曲线存储为电子凸轮文件。
本发明又一方面提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述电子凸轮曲线的生成方法。
本发明一种终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述电子凸轮曲线的生成方法。
如上所述，本发明所述的电子凸轮曲线的生成方法、系统、计算机存储介质及终端，具有以下有益效果：
本发明所述电子凸轮曲线的生成方法、系统、计算机存储介质及终端使用软件算法代替了传统机械结构，降低了整体系统的成本和复杂度，提升了系统的稳定性、灵活性和可维护性。且本发明使用七次多项式生成的凸轮曲线可使得电机在执行过程中加速度(Acceleration)处处连续，加加速度(Jerk)处处可导，清除了机械软性冲击，延长电机寿命。
附图说明
图1A显示为本发明的电子凸轮曲线的生成方法于一实施例中的流程示意图。
图1B显示为本发明的电子凸轮曲线的生成方法中S18于一实施例中的流程示意图。
图2显示为本发明的电子凸轮曲线的示例图。
图3A显示为本发明的电子凸轮曲线的生成系统于一实施例中的原理结构示意图。
图3B显示为本发明的从轴生成模块于一实施例中的原理结构示意图。
元件标号说明
Figure BDA0002431693730000031
Figure BDA0002431693730000041
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
本实施例提供一种电子凸轮曲线的生成方法，包括：
接收N个控制点；所述控制点为位于所述电子凸轮曲线上的基准点；N表示控制点的数量，且大于等于2；
提取第i个控制点和第i+1个控制点，生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线；其中，i为控制点的序号，其大于等于1；
当遍历至最后一控制点时，将生成的分段多项式曲线依次组合成电子凸轮曲线，并予以存储为电子凸轮文件。
以下将结合图示对本实施例所提供的电子凸轮曲线的生成方法进行详细描述。请参阅图1A，显示为电子凸轮曲线的生成方法于一实施例中的流程示意图。如图1A所示，所述电子凸轮曲线的生成方法具体包括以下步骤：
S11，接收N个控制点；所述控制点为位于所述电子凸轮曲线上的基准点；N表示控制点的数量，且大于等于2。
在本实施例中，所述S11还包括接收所述控制点的运动状态信息。在本实施例中，所述控制点的运动状态信息包括主轴位置、从轴位置、从轴速度、从轴加速度和/从轴加加速度等等。
主轴位置：控制点所在的主轴位置，图上表示为控制点的横轴坐标位置。
从轴位置：控制点所在的从轴位置，图上表示为控制点的纵轴坐标位置。
从轴速度：当主轴以单位速度进行匀速直线运动时从轴的速度，图上表示为控制点所在坐标的斜率。
从轴加速度：当主轴以单位速度进行匀速直线运动时从轴的加速度，图上表示为控制点所在坐标的斜率的导数。
从轴加加速度：当主轴以单位速度进行匀速直线运动时从轴的加速度，图上表示为控制点所在坐标的斜率的二阶导数。
S12，将N个控制点根据主轴位置升序排序。
S13，将控制点的提取序号i初始化为0。其中，控制点的提取序号i大于等于1。
S14，提取第i个控制点和第i+1个控制点。
S15，根据第i个控制点和第i+1个控制点，生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线，同时记录所述分段多项式曲线的定义域范围。所述定义域范围为每两个相邻的控制点所记录的主轴位置框定的取值范围。在本实施例中，输入N个控制点，便记录N-1个定义域。记录定义域的作用在于之后读取电子凸轮曲线获取从轴位置时，通过对比主轴位置是否在一定义域范围内，从而判断带入该定义域对应的分段多项式曲线中，以获取从轴位置。
具体地，所述S15包括以下步骤：
首先，创建经过所述第i个控制点A和所述第i+1个控制点B的七次多项式曲线的方程；所述经过所述第i个控制点A和第i+1个控制点B的七次多项式曲线为：PS＝aPM 7+bPM 6+cPM 5+dPM 4+ePM 3+fPM 2+gPM+h；其中，PS代表从轴位置，PM代表主轴位置，a，b,c,d,e,f,g,h为未知系数。
接着，对所述七次多项式曲线多次求导(即将PS对PM多次求导)，以获得表示从轴的速度的方程、表示从轴的加速度的方程及表示从轴的加加速度的方程。
将PS对PM一次求导，可得：
PS'＝VS＝7aPM 6+6bPM 5+5cPM 4+4dPM 3+3ePM 2+2fPM+g；
将PS对PM二次求导，可得：
PS”＝As＝42aPM 5+30bPM 4+20cPM 3+12dPM 2+6ePM+2f；
将PS对PM三次求导，可得：
PS”'＝JS＝210aPM 4+120bPM 3+60cPM 2+24dPM+6e；
其中：VS代表从轴的速度，AS代表从轴的加速度，JS代表从轴的加加速度。
再接着，将所述第i个控制点A和所述第i+1个控制点B的运动状态信息分别放入七次多项式曲线的方程、表示从轴的速度的方程、表示从轴的加速度的方程及表示从轴的加加速度的方程中，以获取用于求解所述未知系数的联立方程组。通过所述未知系数的联立方程组，求解所述未知系数；
具体地，将A、B两控制点的PMA、PMB代入PM，PSA、PSB代入PS，VSA、VSB代入VS，ASA、ASB代入AS，JSA、JSB代入JS，可得到8个联立方程组：
Figure BDA0002431693730000061
将8个联立方程组的等式右侧a～h前的系数提取出组成矩阵M：
Figure BDA0002431693730000071
等式左侧的结果组成矩阵N：
Figure BDA0002431693730000072
将矩阵M的逆矩阵与矩阵N的相乘，乘积记作R，R＝M-1×N，矩阵R的结果为1列8行矩阵，各行的值即为七次多项式曲线PS中系数a～h的值。
最后，将系数a～h和主轴位置带入七次多项式曲线PS的方程，即构建出经过所述第i个控制点A和所述第i+1个控制点B的七次多项式曲线PS：
PS＝aPM 7+bPM 6+cPM 5+dPM 4+ePM 3+fPM 2+gPM+h。
S16，判断是否遍历至最后一控制点；若是，执行S17；若否，执行S18，即将控制点的提取序号i增1，并转入S14，。
S17，将生成的分段多项式曲线依次组合成如图2所示的电子凸轮曲线，并予以存储为电子凸轮文件。在本实施例中，使用七次多项式生成的电子凸轮曲线可使得电机在执行过程中加速度(Acceleration)处处连续，加加速度(Jerk)处处可导，清除了机械软性冲击，延长电机寿命。
S19，根据电子凸轮文件及接收到的主轴位置，获取从轴位置。
请参阅图1B，显示为S18于一实施例中的流程示意图。如图1B所示，所述S18具体包括以下步骤：
S181，读取所述电子凸轮文件。
S182，接收外部系统输入的主轴位置。
S183，分段多项式曲线的序号j初始化为0。其中，j表示分段多项式曲线的提取序号，大于等于1。
S184，从所述电子凸轮文件中提取第j条分段多项式曲线。
S185，判断输入的主轴位置是否在第j条分段多项式曲线的定义域范围内；若是，执行S186。若否，执行S187。
S186，依据所述主轴位置及所述第j条分段多项式曲线，获取所述从轴位置，并输出至执行系统，并转入S182。
具体地，将所述主轴位置输入至与之对应的所述第j条分段多项式曲线，以获取从轴位置PS，即PS＝aPM 7+bPM 6+cPM 5+dPM 4+ePM 3+fPM 2+gPM+h。
S187，判断所述第j条分段多项式曲线是否为最后一条分段多项式曲线；若否，执行S188，即将分段多项式曲线的序号j增1，并转入S184，即转入提取第j+1条分段多项式曲线；若是，执行S189，即输出报错。
本实施例所提供的电子凸轮曲线的生成方法使用软件算法代替了传统机械结构，降低了整体系统的成本和复杂度，提升了系统的稳定性、灵活性和可维护性。且本实施例使用七次多项式生成的凸轮曲线可使得电机在执行过程中加速度(Acceleration)处处连续，加加速度(Jerk)处处可导，清除了机械软性冲击，延长电机寿命。
本实施例还提供一种计算机存储介质(亦称为计算机可读存储介质)，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述电子凸轮曲线的生成方法。
本领域普通技术人员可以理解计算机可读存储介质为：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
实施例二
本实施例提供一种电子凸轮曲线的生成系统，包括：
接收模块，用于接收N个控制点；所述控制点为位于所述电子凸轮曲线上的基准点；N表示控制点的数量，且大于等于2；
曲线生成模块，用于提取第i个控制点和第i+1个控制点，生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线；其中，i为控制点的序号，其大于等于1；
组合模块，用于当遍历至最后一控制点时，将生成的分段多项式曲线依次组合成电子凸轮曲线；
存储模块，将所述电子凸轮曲线存储为电子凸轮文件。
以下将结合图示对本实施例所提供的电子凸轮曲线的生成系统进行详细描述。请参阅图3A，显示为电子凸轮曲线的生成系统于一实施例中的原理结构示意图。如图3A所示，所述电子凸轮曲线的生成系统3包括接收模块31、曲线生成模块32、判断模块33、组合模块34、存储模块35及从轴生成模块36。
所述接收模块31用于接收N个控制点和；所述控制点为位于所述电子凸轮曲线上的基准点；N表示控制点的数量，且大于等于2。
在本实施例中，所述S11还包括接收所述控制点的运动状态信息。在本实施例中，所述控制点的运动状态信息包括主轴位置、从轴位置、从轴速度、从轴加速度和/从轴加加速度等等。
与所述接收模块31耦合的曲线生成模块32用于将N个控制点根据主轴位置升序排序，将控制点的提取序号i初始化为0；提取第i个控制点和第i+1个控制点；根据第i个控制点和第i+1个控制点，生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线，同时记录所述分段多项式曲线的定义域范围。在本实施例中，控制点的提取序号i大于等于1。所述定义域范围为每两个相邻的控制点所记录的主轴位置框定的取值范围。在本实施例中，输入N个控制点，便记录N-1个定义域。记录定义域的作用在于之后读取电子凸轮曲线获取从轴位置时，通过对比主轴位置是否在一定义域范围内，从而判断带入该定义域对应的分段多项式曲线中，以获取从轴位置。
具体地，所述曲线生成模块32用于创建经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的七次多项式曲线的方程；对所述七次多项式曲线多次求导，以获得表示从轴的速度的方程、表示从轴的加速度的方程及表示从轴的加加速度的方程；将所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的运动状态信息分别放入七次多项式曲线的方程、表示从轴的速度的方程、表示从轴的加速度的方程及表示从轴的加加速度的方程中，以获取用于求解所述未知系数的联立方程组；通过所述未知系数的联立方程组，求解所述未知系数；将所述未知系数和所述主轴位置带入创建的七次多项式曲线的方程中，以生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线。在本实施例中，所述经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的七次多项式曲线为：PS＝aPM 7+bPM 6+cPM 5+dPM 4+ePM 3+fPM 2+gPM+h；其中，PS代表从轴位置，PM代表主轴位置，a，b,c,d,e,f,g,h为未知系数；
与所述曲线生成模块32耦合的判断模块33用于判断是否遍历至最后一控制点；若是，调用所述组合模块34；若否，调用所述曲线生成模块32即将控制点的提取序号i增1。
所述组合模块34用于将生成的分段多项式曲线依次组合成电子凸轮曲线，并通过所述存储模块35将所述电子凸轮曲线存储为电子凸轮文件。在本实施例中，使用七次多项式生成的电子凸轮曲线可使得电机在执行过程中加速度(Acceleration)处处连续，加加速度(Jerk)处处可导，清除了机械软性冲击，延长电机寿命。
与所述组合模块34和所述存储模块35耦合的从轴生成模块36用于根据电子凸轮文件及接收到的主轴位置，获取从轴位置。
请参阅图3B，显示为从轴生成模块于一实施例中的原理结构示意图。如图3B所示，所述从轴生成模块36包括读取单元361、接收单元362、初始化单元363、提取单元364、第一判断单元365、从轴获取单元366、输出模块367及第二判断单元368。
其中，所述读取单元361用于读取所述电子凸轮文件。
与所述读取单元361耦合的接收单元362用于接收外部系统输入的主轴位置。
与所述接收单元362耦合的初始化单元363用于将分段多项式曲线的序号j初始化为0。其中，j表示分段多项式曲线的提取序号，大于等于1。
与所述初始化单元363耦合的所述提取单元364用于从所述电子凸轮文件中提取第j条分段多项式曲线。
与所述提取单元364耦合的第一判断单元365用于判断输入的主轴位置是否在第j条分段多项式曲线的定义域范围内；若是，调用所述从轴获取单元366。若否，调用所述第二判断单元368。
所述从轴获取单元366用于依据所述主轴位置及所述第j条分段多项式曲线，获取所述从轴位置，并通过所述输出模块367输出至执行系统。
具体地，所述从轴获取单元366将所述主轴位置输入至与之对应的所述第j条分段多项式曲线，以获取从轴位置PS，即PS＝aPM 7+bPM 6+cPM 5+dPM 4+ePM 3+fPM 2+gPM+h。
与所述第一判断单元365耦合的第二判断单元368用于判断所述第j条分段多项式曲线是否为最后一条分段多项式曲线；若否，调用所述提取单元364将分段多项式曲线的序号j增1，并提取第j+1条分段多项式曲线；若是，调用所述输出模块367输出报错。
需要说明的是，应理解以上系统的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现，也可以全部以硬件的形式实现，还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如：x模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述系统的某一个芯片中实现。此外，x模块也可以以程序代码的形式存储于上述系统的存储器中，由上述系统的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，一个或多个微处理器(Digital Singnal Processor，简称DSP)，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。这些模块可以集成在一起，以片上系统(System-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
实施例三
本实施例提供一种终端，所述终端包括：处理器、存储器、收发器、通信接口或/和系统总线；存储器和通信接口通过系统总线与处理器和收发器连接并完成相互间的通信，存储器用于存储计算机程序，通信接口用于和其他设备进行通信，处理器和收发器用于运行计算机程序，使终端执行如上述电子凸轮曲线的生成方法的各个步骤。
上述提到的系统总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称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。
本发明所述的电子凸轮曲线的生成方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本发明的保护范围内。
本发明还提供一种电子凸轮曲线的生成系统，所述电子凸轮曲线的生成系统可以实现本发明所述的电子凸轮曲线的生成方法，但本发明所述的电子凸轮曲线的生成方法的实现装置包括但不限于本实施例列举的电子凸轮曲线的生成系统的结构，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的结构变形和替换，都包括在本发明的保护范围内。
综上所述，本发明所述电子凸轮曲线的生成方法、系统、计算机存储介质及终端使用软件算法代替了传统机械结构，降低了整体系统的成本和复杂度，提升了系统的稳定性、灵活性和可维护性。且本发明使用七次多项式生成的凸轮曲线可使得电机在执行过程中加速度(Acceleration)处处连续，加加速度(Jerk)处处可导，清除了机械软性冲击，延长电机寿命。本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种电子凸轮曲线的生成方法，其特征在于，包括：
接收N个控制点；所述控制点为位于所述电子凸轮曲线上的基准点；N表示控制点的数量，且大于等于2；
提取第i个控制点和第i+1个控制点，生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线；其中，i为控制点的提取序号，其大于等于1；
当遍历至最后一控制点时，将生成的分段多项式曲线依次组合成电子凸轮曲线，并予以存储为电子凸轮文件；
在接收N个控制点的步骤之后，所述电子凸轮曲线的生成方法还包括将N个控制点根据主轴位置升序排序；
在提取第i个控制点和第i+1个控制点的步骤之前，所述电子凸轮曲线的生成方法还包括将控制点的提取序号i初始化为0；
所述生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线的步骤包括：
创建经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的七次多项式曲线的方程；所述经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的七次多项式曲线为：
Figure FDA0004009704180000011
其中，PS代表从轴位置，PM代表主轴位置，a，b,c,d,e,f,g,h为未知系数；
对所述七次多项式曲线多次求导，以获得表示从轴的速度的方程、表示从轴的加速度的方程及表示从轴的加加速度的方程；
将所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的运动状态信息分别放入七次多项式曲线的方程、表示从轴的速度的方程、表示从轴的加速度的方程及表示从轴的加加速度的方程中，以获取用于求解所述未知系数的联立方程组；控制点的运动状态信息包括主轴位置、从轴位置、从轴速度、从轴加速度和从轴加加速度；通过所述未知系数的联立方程组，求解所述未知系数；
将所述未知系数和所述主轴位置带入创建的七次多项式曲线的方程中，以生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线。
2.根据权利要求1所述的电子凸轮曲线的生成方法，其特征在于，生成分段多项式曲线后，所述电子凸轮曲线的生成方法还包括记录所述分段多项式曲线的定义域范围；所述定义域范围为每两个相邻的控制点所记录的主轴位置框定的取值范围。
3.根据权利要求2所述的电子凸轮曲线的生成方法，其特征在于，在记录所述分段多项式曲线的定义域的步骤之后，所述电子凸轮曲线的生成方法还包括判断是否遍历至最后一控制点；若是，转入保存为电子凸轮文件的步骤；若否，将控制点的提取序号i增1，并转入提取第i个控制点和第i+1个控制点的步骤。
4.根据权利要求3所述的电子凸轮曲线的生成方法，其特征在于，所述电子凸轮曲线的生成方法还包括根据电子凸轮文件及接收到的主轴位置，获取从轴位置。
5.根据权利要求4所述的电子凸轮曲线的生成方法，其特征在于，所述根据电子凸轮文件，获取从轴位置的步骤包括：
从所述电子凸轮文件提取第j条分段多项式曲线；其中，j为分段多项式曲线的提取序号，其大于等于1；
判断所述主轴位置是否在所述第j条分段多项式曲线的定义域范围内；若是，则依据所述主轴位置及所述第j条分段多项式曲线，获取所述从轴位置；若否，判断所述第j条分段多项式曲线是否为最后一条分段多项式曲线；若否，将分段多项式曲线的序号增1，并转入提取第j条分段多项式曲线的步骤；若是，输出报错。
6.一种电子凸轮曲线的生成系统，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收N个控制点；所述控制点为位于所述电子凸轮曲线上的基准点；N表示控制点的数量，且大于等于2；
曲线生成模块，用于将N个控制点根据主轴位置升序排序，将控制点的提取序号i初始化为0；提取第i个控制点和第i+1个控制点，生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线；其中，i为控制点的序号，其大于等于1；
组合模块，用于当遍历至最后一控制点时，将生成的分段多项式曲线依次组合成电子凸轮曲线；
存储模块，将所述电子凸轮曲线存储为电子凸轮文件；
其中，所述曲线生成模块生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线的步骤包括：
创建经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的七次多项式曲线的方程；所述经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的七次多项式曲线为：
Figure FDA0004009704180000031
其中，PS代表从轴位置，PM代表主轴位置，a，b,c,d,e,f,g,h为未知系数；
对所述七次多项式曲线多次求导，以获得表示从轴的速度的方程、表示从轴的加速度的方程及表示从轴的加加速度的方程；
将所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的运动状态信息分别放入七次多项式曲线的方程、表示从轴的速度的方程、表示从轴的加速度的方程及表示从轴的加加速度的方程中，以获取用于求解所述未知系数的联立方程组；控制点的运动状态信息包括主轴位置、从轴位置、从轴速度、从轴加速度和从轴加加速度；通过所述未知系数的联立方程组，求解所述未知系数；
将所述未知系数和所述主轴位置带入创建的七次多项式曲线的方程中，以生成经过所述第i个控制点和所述第i+1个控制点的分段多项式曲线。
7.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述电子凸轮曲线的生成方法。
8.一种终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求1至5中任一项所述电子凸轮曲线的生成方法。
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