CN113900410A - 数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质 - Google Patents

数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法，包括获取前瞻点和回溯点；计算拟合圆曲率k；判断是否需要继续前瞻及回溯，如果是，则更新前瞻点和回溯点，重新计算拟合圆曲率k；否则，根据拟合圆曲率k计算连接限速；进行相关速度规划。本发明还涉及一种在数控系统中计算小线段连接速度的装置、处理器及计算机可读存储介质。采用了本发明的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，自适应确定前瞻、回溯点并通过其计算连接点限速值，以降低小线段连接限速波动的方法，避免小线段连接速度计算中存在较大波动，增大加工效率。

Description

数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法、装置、处理 器及其计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及数控系统领域，尤其涉及速度规划领域，具体是指一种数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
背景技术
目前多数数控系统小线段连接速度的计算是通过连接点前后路径形成的角度来计算连接速度。由于这种方法只关注连接点前后两段小线段的夹角，过于“局部”，因此计算所得各连接限存在较大波动，速度规划后出现整体速度偏低，进而导致加工效率偏低。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足波动小、速度快、加工效率高的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本发明的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下：
该数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)获取前瞻点和回溯点；
(2)计算拟合圆曲率k；
(3)判断是否需要继续前瞻及回溯，如果是，则继续步骤(4)；否则，继续步骤(6)；
(4)更新前瞻点和回溯点；
(5)重新计算拟合圆曲率k，继续步骤(3)；
(6)根据拟合圆曲率k计算连接限速；
(7)进行相关速度规划。
较佳地，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
前瞻并回溯一段小线段，以小线段的端点作为前瞻点和回溯点，结合连接点三点拟合圆，获取前瞻点和回溯点。
较佳地，所述的步骤(3)中判断连接点是否需要继续前瞻及回溯，具体为：
判断连接点是否需要继续前瞻及回溯的判断条件为：
Figure BDA0003356224270000021
Figure BDA0003356224270000022
其中，n为连接点，n+1为前瞻点，n-1为回溯点，n+2为判断是否需要替换前瞻点n+1的前瞻点，s(n+2)n为前瞻点n+2和连接点n之间的刀路轨迹长度，即线段n(n+1)和(n+1)(n+2)的长度之和；s(n-1)n为回溯点n-1和连接点n之间的刀路轨迹长度，即线段(n-1)n的长度；k(n+2)(n-1)为以n+2为前瞻点，结合回溯点n-1和连接点n的拟合圆的曲率；k(n+1)(n-1)为以n+1为前瞻点，结合回溯点n-1和连接点n的拟合圆的曲率；rs和rk为大于1的经验参数。较佳地，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
继续前瞻和回溯，得到新的前瞻点和回溯点，并结合连接点三点拟合圆。
该用于数控系统中实现小线段连接速度计算处理的装置，其主要特点是，所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
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，实现上述的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法的各个步骤。
该用于数控系统中实现小线段连接速度计算处理的处理器，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，实现上述的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法的各个步骤。
该计算机可读存储介质，其主要特点是，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上述的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法的各个步骤。
采用了本发明的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，自适应确定前瞻、回溯点并通过其计算连接点限速值，以降低小线段连接限速波动的方法，避免小线段连接速度计算中存在较大波动，增大加工效率。
附图说明
图1为本发明的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法的流程图。
图2为现有技术的连接限速计算结果示意图。
图3为本发明的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法的连接限速计算结果示意图。
图4为本发明的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法的实施例的刀路轨迹示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法，其中包括以下步骤：
(1)获取前瞻点和回溯点；
(2)计算拟合圆曲率k；
(3)判断是否需要继续前瞻及回溯，如果是，则继续步骤(4)；否则，继续步骤(6)；
(4)更新前瞻点和回溯点；
(5)重新计算拟合圆曲率k，继续步骤(3)；
(6)根据拟合圆曲率k计算连接限速；
(7)进行相关速度规划。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
前瞻并回溯一段小线段，以小线段的端点作为前瞻点和回溯点，结合连接点三点拟合圆，获取前瞻点和回溯点。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3)中判断连接点是否需要继续前瞻及回溯，具体为：
判断连接点是否需要继续前瞻及回溯的判断条件为：
Figure BDA0003356224270000031
Figure BDA0003356224270000032
其中，n为连接点，n+1为前瞻点，n-1为回溯点，n+2为判断是否需要替换前瞻点n+1的前瞻点，s(n+2)n为前瞻点n+2和连接点n之间的刀路轨迹长度，即线段n(n+1)和(n+1)(n+2)的长度之和；s(n-1)n为回溯点n-1和连接点n之间的刀路轨迹长度，即线段(n-1)n的长度；k(n+2)(n-1)为以n+2为前瞻点，结合回溯点n-1和连接点n的拟合圆的曲率；k(n+1)(n-1)为以n+1为前瞻点，结合回溯点n-1和连接点n的拟合圆的曲率；rs和rk为大于1的经验参数。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
继续前瞻和回溯，得到新的前瞻点和回溯点，并结合连接点三点拟合圆。
本发明的该用于数控系统中实现小线段连接速度计算处理的装置，其中，所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
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，实现上述的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法的各个步骤。
本发明的该用于数控系统中实现小线段连接速度计算处理的处理器，其中，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，实现上述的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法的各个步骤。
本发明的该计算机可读存储介质，其中，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上述的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法的各个步骤。
本发明的具体实施方式中，为避免小线段连接速度计算中存在较大波动，提供一种计算小线段连接速度的方法。
本发明自适应确定前瞻、回溯点并通过其计算连接点限速值，以降低小线段连接限速波动的方法。
本发明的方法通过以下步骤实现：
1、分别前瞻、回溯一段小线段，以小线段端点作为前瞻点和回溯点，结合连接点三点拟合圆。
2、判断是否需要继续前瞻和回溯，若不需要，则跳至步骤5，若需要，则执行步骤3；
3、继续前瞻、回溯，得到新的前瞻点和回溯点，并结合连接点三点拟合圆。
4、循环步骤2～3直至跳出；
5、根据拟合圆曲率计算连接限速；
6、进行相关速度规划。
本发明的具体实施例如下：
实施例1：对图4刀路中的连接点I，根据图1的流程图，前瞻点J、回溯点H和连接点I拟合圆后，经判断，不需要继续前瞻和回溯，直接采用拟合圆曲率计算I点连接限速。
实施例2：对图4刀路中的连接点D，以前瞻点E、回溯点C和连接点D拟合圆后，经判断，需要继续前瞻和回溯，更新前瞻点为F、回溯点为B，重新以F、B、D拟合圆，再次判断，不需要继续前瞻和回溯，采用第二次拟合圆曲率计算D点连接限速。
为说明上述示例中判断是否需要继续前瞻和回溯的方法，以示例二为例详细说明：
对图4刀路中的连接点D，以前瞻点E、回溯点C和连接点D拟合圆得曲率kEC，然后判断是否需要将前瞻点E替换为F，判断条件为：
1、
Figure BDA0003356224270000051
2、
Figure BDA0003356224270000052
其中，sFD为F、D两点间刀路轨迹长度，即线段DE和EF长度之和，sCD为C、D两点间刀路轨迹长度，即线段CD的长度；kFC为以F为前瞻点、结合回溯点C和连接点D拟合圆的曲率；rs和rk为大于1的经验参数。由于上述两个条件均成立，因此需要将前瞻点E替换为F。
类似地，G点不同时满足条件：
Figure BDA0003356224270000053
和
Figure BDA0003356224270000054
因此前瞻点不应替换为G，仍为F。同样的方法，可判断回溯点C需要替换为B，而不需要替换为A。这样，最终确定前瞻点为F，回溯点为B，即示例二的结果。本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
采用了本发明的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，自适应确定前瞻、回溯点并通过其计算连接点限速值，以降低小线段连接限速波动的方法，避免小线段连接速度计算中存在较大波动，增大加工效率。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (7)

1.一种数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)获取前瞻点和回溯点；
(2)计算拟合圆曲率k；
(3)判断连接点是否需要继续前瞻及回溯，如果是，则继续步骤(4)；否则，继续步骤(6)；
(4)更新前瞻点和回溯点；
(5)重新计算拟合圆曲率k，继续步骤(3)；
(6)根据拟合圆曲率k计算连接限速；
(7)进行相关速度规划。
2.根据权利要求1所述的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
前瞻并回溯一段小线段，以小线段的端点作为前瞻点和回溯点，结合连接点三点拟合圆，获取前瞻点和回溯点。
3.根据权利要求1所述的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中判断连接点是否需要继续前瞻及回溯，具体为：
判断连接点是否需要继续前瞻及回溯的判断条件为：
Figure FDA0003356224260000011
Figure FDA0003356224260000012
其中，n为连接点，n+1为前瞻点，n-1为回溯点，n+2为判断是否需要替换前瞻点n+1的前瞻点，s(n+2)n为前瞻点n+2和连接点n之间的刀路轨迹长度，即线段n(n+1)和(n+1)(n+2)的长度之和；s(n-1)n为回溯点n-1和连接点n之间的刀路轨迹长度，即线段(n-1)n的长度；k(n+2)(n-1)为以n+2为前瞻点，结合回溯点n-1和连接点n的拟合圆的曲率；k(n+1)(n-1)为以n+1为前瞻点，结合回溯点n-1和连接点n的拟合圆的曲率；rs和rk为大于1的经验参数。
4.根据权利要求1所述的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法，其特征在于，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
继续前瞻和回溯，得到新的前瞻点和回溯点，并结合连接点三点拟合圆。
5.一种用于数控系统中实现小线段连接速度计算处理的装置，其特征在于，所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
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，实现权利要求1至4中任一项所述的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法的各个步骤。
6.一种用于数控系统中实现小线段连接速度计算处理的处理器，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4中任一项所述的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法的各个步骤。
7.一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4中任一项所述的数控系统中实现小线段连接速度计算处理的方法的各个步骤。
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