CN114200892B - 交互输入设备平滑输出的方法和装置、存储介质和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交互输入设备平滑输出的方法和装置、存储介质和设备，其中方法包括：在每个插补周期，获取交互输入设备目标位置相对于当前位置的偏移距离；判定当前是否进行速度曲线的规划更新以及输入；若需立即更新，则不可延期输入；若需延期更新输入，则无需调整速度曲线，按当前已规划好的速度曲线输出当前的插补值。根据本发明的交互输入设备平滑输出的方法，通过交互输入设备的位置反馈，判断是否进行速度曲线的修正，并且根据当前运动位置的判断，进行限定速度或者是否提速的配置，避免了因之前规划插补的速度很难处于匀速的稳定状态，而导致设备动作不平顺。

Description

交互输入设备平滑输出的方法和装置、存储介质和设备
技术领域
本发明是关于计算机技术领域，特别是关于一种交互输入设备平滑输出的方法和装置、存储介质和设备。
背景技术
电子手轮即手摇脉冲发生器(ManualPulseGenerator，也称为手轮，手脉，手动脉波发生器等)，用于数控机床、印刷机械等的零位补正和信号分割。当手轮旋转时，编码器产生与手轮运动相对应的信号。通过数控系统选定坐标并对坐标进行定位。
手轮作为数控系统的一个交互输入设备，需要对其做到及时响应，比如停止摇手轮时，机床轴运动可迅速停止。对于数控系统来说，插补周期为毫秒级，人摇手轮，无法做到真正意义上的匀速，在一般的数控系统，由于设定的最大限定速度，会导致得到的输出值上下反复跳动，与手轮人工摇动的速度很难一致，所以基本很难保持住以一个匀速输出，基本上总处于加速/减速过程中，机床轴运动有顿挫感。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交互输入设备平滑输出的方法，其能够提高交互输入设备平滑输出的预期效果。
为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种交互输入设备平滑输出的方法，包括：
在每个插补周期，获取交互输入设备目标位置相对于当前位置的偏移距离；
判定当前是否进行速度曲线的更新以及输入；
若需立即更新，则不可延期输入，此时根据当前运动位置，配置对应的限定速度，以及根据偏移距离的大小，判定当前是否可以进行提速，重新规划速度曲线并输出当前的插补值；
若需延期更新输入，则无需调整速度曲线，按当前已规划好的速度曲线输出当前的插补值。
在本发明的一个或多个实施方式中，判定当前是否进行速度曲线的更新以及输入，若需立即更新，则不可延期输入，重新规划速度曲线并输出当前的插补值；若需延期更新输入，则无需调整速度曲线，按当前已规划好的速度曲线输出当前的插补值，具体包括：
判定交互输入设备摇动方向是否与当前运动方向一致，若不一致，需立即更新，不可延期输入；
判定当前运动位置是否为减速段，若为减速段，需立即更新，不可延期输入。
在本发明的一个或多个实施方式中，判定当前是否进行速度曲线的规划更新以及输入，若需立即更新，则不可延期输入，若需延期更新输入，则无需调整速度曲线，按当前已规划好的速度曲线输出当前的插补值，具体还包括：
未输出的加速段及匀速段，其插补周期数总和是否小于1.0，若是，则需立即更新，不可延期输入；若大于等于1.0，则延期输入，待速度曲线持续输出，使该插补周期数总和递减至小于1.0时，再进行更新参数重新规划速度曲线。
在本发明的一个或多个实施方式中，根据当前运动位置，配置对应的限定速度，具体包括：
若当前运动位置处于加速段，则限定速度为：Vlimit＝L/T，其中，T为运动位置处于匀速段或减速段时累积的周期数，L为运动位置处于匀速段或减速段时累积的脉冲数；
若当前运动位置处于非加速段，则限定速度维持上次的限定速度。
在本发明的一个或多个实施方式中，若当前统计的处于匀速段或减速段时累积的周期数T为0，则直接采用原始最大限定速度。
在本发明的一个或多个实施方式中，根据偏移距离的大小，判定当前是否可以进行提速，具体包括：
当当前的即时速度提速到预设的限定速度，然后再减速到0，所经过全过程路程的总长度不大于偏移距离时，能够提升限定速度，提升之后的限定速度不超过原始最大限定速度。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述更新输入参数包括：目标位置、限定速度、限定加速度和限定加加速度。
本发明还提供了一种交互输入设备平滑输出的装置，包括：
读取模块，用于在每个插补周期，获取交互输入设备目标位置相对于当前位置的偏移距离；
快速实时响应模块，用于规划更新、输出速度曲线；
第一计算模块，用于根据快速实时响应模块所处的运动位置，判定当前是否进行速度曲线的更新以及输入，若需立即更新，则不可延期输入；若需延期更新输入，则无需调整速度曲线，按当前已规划好的速度曲线输出当前的插补值；
第二计算模块，在速度曲线需要立即更新，且不可延期输入时，根据当前快速实时响应模块所处的运动位置，配置对应的限定速度，以及根据交互输入设备目标位置相对于当前位置的偏移距离的大小，判定当前是否可以进行提速。
本发明还提供了一种计算设备，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器存储指令，当所述指令被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器执行如上所述方法。
本发明还提供了一种机器可读存储介质，所述存储介质中存储有可执行指令，所述指令被设置为运行时使得所述机器执行如上所述的方法。
与现有技术相比，根据本发明实施方式的交互输入设备平滑输出的方法，通过交互输入设备的位置反馈，判断是否进行速度曲线的修正，并且根据当前运动位置的判断，进行限定速度或者是否提速的配置，避免了因之前规划插补的速度很难处于匀速的稳定状态，而导致设备动作不平顺。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的交互输入设备平滑输出的方法的系统步骤流程图；
图2是根据本发明一实施方式的交互输入设备平滑输出的装置的模块图；
图3是根据本发明一实施方式的基于交互输入设备平滑输出的装置的计算设备的硬件结构图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
快速实时响应模块：NcPTP(NcPointToPoint)，它可通过随时设定或更新终点位置、最大速度、最大加速度、最大加加速，获得一条S形速度曲线，其最大速度、最大加速度均为连续且受控，最大加加速则始终受控(即绝对值小于一个指定上限)。
本实施例中，交互输入设备以手轮为例。手轮的操作，一般是在每个插补周期里，将目标位置(对应于用户摇动的编码刻度变化量)发送给NcPTP，然后NcPTP根据限定的速度、加速度、加加速以及当前的加减速曲线，再重新调整出新的速度曲线，以保证速度、加速度均为连续且受控，加加速则始终受控。
如图1所示，基于以上定义，介绍本发明优选实施方式的一种交互输入设备平滑输出的方法。在本实施方式中，该方法包括：
S11、在每个插补周期，获取手轮目标位置相对于当前位置的偏移距离。
S12、判定当前是否进行速度曲线的更新以及输入，若需立即更新，则不可延期输入。
具体的，判定手轮摇动方向是否与当前运动方向一致，若不一致，需立即更新，不可延期输入。
判定当前NcPTP运动位置是否为减速段，若为减速段，需立即更新，不可延期输入。
未输出的加速段及匀速段，其插补周期数总和是否小于1.0，若是，则需立即更新，不可延期输入。
上述中，如果需要立即更新参数，不可延期输入；此时根据当前运动位置，配置对应的限定速度，以及根据偏移距离的大小，判定当前是否可以进行提速，重新规划速度曲线并输出当前的插补值。
具体的，当前NcPTP运动处于匀速或减速状态时，累计更新进的两个变量为周期数T和脉冲数L。
若当前统计的NcPTP处于匀速段或减速段时累积的周期数T为0(在手轮刚启动阶段)，则直接采用默认的原始最大限定速度。
若当前NcPTP运动位置处于加速段，则限定速度为：Vlimit＝L/T，其中，T为运动位置处于匀速段或减速段时累积的周期数，L为运动位置处于匀速段或减速段时累积的脉冲数。
若当前NcPTP运动位置处于非加速段，则限定速度维持上次的限定速度。
当当前的即时速度提速到预设的限定速度，然后再减速到0，所经过全过程路程的总长度不大于偏移距离时，能够提升限定速度，提升之后的限定速度不超过原始最大限定速度。
S12中，若需延期更新输入，则无需调整速度曲线，按当前已规划好的速度曲线输出当前的插补值。
具体的，未输出的加速段及匀速段，其插补周期数总和是否小于1.0，若大于等于1.0，则延期输入，待速度曲线持续输出，使该插补周期数总和递减至小于1.0时，再进行更新参数输入给NcPTP以重新规划速度曲线。
上述的更新输入的参数包括：目标位置、限定速度、限定加速度和限定加加速度。
如图2所示，本发明还提供了一种交互输入设备平滑输出的装置，包括：
读取模块，用于在每个插补周期，获取手轮目标位置相对于当前位置的偏移距离；
快速实时响应模块，用于更新位置及速度等即时限定参数、输出速度曲线；
第一计算模块，用于根据快速实时响应模块所处的运动位置，判定当前是否进行速度曲线的更新以及输入，若需立即更新，则不可延期输入，重新规划速度曲线并输出当前的插补值；若需延期更新输入，则无需调整速度曲线，按当前已规划好的速度曲线输出当前插补值；
第二计算模块，在速度曲线需要立即更新，且不可延期输入时，根据当前快速实时响应模块所处的运动位置，配置对应的限定速度，以及根据手轮目标位置相对于当前位置的偏移距离的大小，判定当前是否可以进行提速。
如图3所示，基于交互输入设备平滑输出的计算设备20的硬件结构图，计算设备20可以包括至少一个处理器、存储器(例如非易失性存储器)、内存和通信接口，并且至少一个处理器、存储器、内存和通信接口经由总线连接在一起。至少一个处理器执行在存储器中存储或编码的至少一个计算机可读指令。
应该理解，在存储器中存储的计算机可执行指令当执行时使得至少一个处理器进行本说明书的各个实施例中以上结合图1描述的各种操作和功能。
在本说明书的实施例中，计算设备20可以包括但不限于：个人计算机、服务器计算机、工作站、桌面型计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、移动计算设备、智能电话、平板计算机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、手持装置、消息收发设备、可佩戴计算设备、消费电子设备等等。
一实施方式中，提供一种比如机器可读介质的程序产品。机器可读介质可以具有指令(即，上述以软件形式实现的元素)，该指令当被机器执行时，使得机器执行本说明书的各个实施例中以上结合图1-3描述的各种操作和功能。具体地，可以提供配有可读存储介质的系统或者装置，在该可读存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机或处理器读出并执行存储在该可读存储介质中的指令。
在这种情况下，从可读介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此机器可读代码和存储机器可读代码的可读存储介质构成了本说明书的一部分。
可读存储介质的实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD-RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上或云上下载程序代码。
本领域技术人员应当理解，上面公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和修改。因此，本说明书的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。
需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和单元都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或单元。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行确定。上述各实施例中描述的装置结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些单元可能由同一物理客户实现，或者，有些单元可能分由多个物理客户实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。
以上各实施例中，硬件单元或模块可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件单元、模块或处理器可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件单元或处理器还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种交互输入设备平滑输出的方法，其特征在于，包括： 在每个插补周期，获取交互输入设备目标位置相对于当前位置的偏移距离； 判定当前是否进行速度曲线的规划更新以及输入；若需立即更新，则不可延期输入，此时根据当前运动位置，配置对应的限定速度，以及根据偏移距离的大小，判定当前是否可以进行提速，重新规划速度曲线并输出当前的插补值；若需延期更新输入，则无需调整速度曲线，按当前已规划好的速度曲线输出当前的插补值,具体包括：
判定交互输入设备摇动方向是否与当前运动方向一致，若不一致，需立即更新，不可延期输入；判定当前运动位置是否为减速段，若为减速段，需立即更新，不可延期输入,未输出的加速段及匀速段，其插补周期数总和是否小于 1.0，若是，则需立即更新，不可延期输入；若大于等于 1.0，则延期输入，待速度曲线持续输出，使该插补周期数总和递减至小于1.0时，再进行更新参数重新规划速度曲线,所述交互输入设备为电子手轮。
2.如权利要求 1 所述的交互输入设备平滑输出的方法，其特征在于，根据当前运动位置，配置对应的限定速度，具体包括：
若当前运动位置处于加速段，则限定速度为：V limit＝L/T，其中，T 为运动位置处于匀速 段或减速段时累积的周期数，L为运动位置处于匀速段或减速段时累积的脉冲数；
若当前运动位置处于非加速段，则限定速度维持上次的限定速度。
3.如权利要求 1 所述的交互输入设备平滑输出的方法，其特征在于，若当前统计的匀速段或减速段时累积的周期数T为0，则直接采用原始最大限定速度。
4.如权利要求1所述的交互输入设备平滑输出的方法，其特征在于，根据偏移距离的大小，判定当前是否可以进行提速，具体包括： 当当前的即时速度提速到预设的限定速度，然后再减速到0，所经过全过程路程的总长度不大于偏移距离时，则能够提升限定速度，提升之后的限定速度不超过原始最大限定速度。
5.如权利要求 1 所述的交互输入设备平滑输出的方法，其特征在于，所述更新输入的参数包括：目标位置、限定速度、限定加速度和限定加加速度。
6.一种交互输入设备平滑输出的装置，其特征在于，包括： 读取模块，用于在每个插补周期，获取交互输入设备目标位置相对于当前位置的偏移距离；快速实时响应模块，用于规划更新、输出速度曲线；第一计算模块，用于根据快速实时响应模块所处的运动位置，判定当前是否进行速度曲线的更新以及输入，若需立即更新，则不可延期输入，重新规划速度曲线并输出当前的插补值；若需延期更新输入，则无需调整速度曲线，按当前已规划好的速度曲线输出当前的插补值；第二计算模块，在速度曲线需要立即更新，且不可延期输入时，根据当前快速实时响应模块所处的运动位置，配置对应的限定速度，以及根据交互输入设备目标位置相对于当前位置的偏移距离的大小，判定当前是否可以进行提速，所述交互输入设备为电子手轮；判定交互输入设备摇动方向是否与当前运动方向一致，若不一致，需立即更新，不可延期输入；判定当前运动位置是否为减速段，若为减速段，需立即更新，不可延期输入,未输出的加速段及匀速段，其插补周期数总和是否小于 1.0，若是，则需立即更新，不可延期输入；若大于等于 1.0，则延期输入，待速度曲线持续输出，使该插补周期数总和递减至小于1.0时，再进行更新参数重新规划速度曲线。
7.一种计算设备，包括： 至少一个处理器；以及存储器，所述存储器存储指令，当所述指令被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器执行如权利要求 1至 5中任一所述的方法。
8.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有可执行指令，所述指令被设置为运行时使得所述机器执行如所述权利要求1～5任一项中所述的方法。
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