CN115453968A - 一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法及系统 - Google Patents

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CN115453968A CN202211115817.4A CN202211115817A CN115453968A CN 115453968 A CN115453968 A CN 115453968A CN 202211115817 A CN202211115817 A CN 202211115817A CN 115453968 A CN115453968 A CN 115453968A
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杨建中
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Abstract

本发明公开了一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法及系统,属于数控技术领域;其中速度规划方法包括:S11、当数控凸轮轴磨床的C轴状态发生变化时,基于二维样条速度曲线进行插补计算,得到C轴当前位置所对应的速度,从而得到当前周期的C轴插补增量;S12、基于当前周期的C轴插补增量实时控制C轴运动;其中,二维样条速度曲线为对输入的C轴速度表中的离散数据点进行样条曲线拟合后的曲线;本发明拟合得到的二维样条速度曲线具有较好的连续性,以样条速度曲线为依据进行实时速度规划和插补运算时,可以使主动轴在运行过程中速度、加速度平稳变化,主动轴不会产生冲击,从而大大提高了加工精度和加工效率。

Description

一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法及系统
技术领域
本发明属于数控技术领域,更具体地,涉及一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法及系统。
背景技术
凸轮磨削属于非圆磨削,其加工方式与普通外圆磨削具有较大区别。现在主流的凸轮磨削加工方式是利用X-C轴的关联运动实现凸轮轮廓的加工成型,即砂轮架移动(X轴)和装有工件的旋转主轴(C轴)这两个轴联动配合运动完成加工过程,这种数控磨削的方式加工出来的凸轮轮廓精度很高,且机床结构并不复杂。
目前的数控凸轮轴磨床中,一般有两种不同的方式实现X-C轴的关联运动,一种是以凸轮轴轮廓线为依据编写数控NC代码程序,采用小线段、圆弧或其他曲线插补的方式实现两轴联动,通常情况下C轴按1°来划分,每一度对应一个X轴坐标值,一周360°,也就会有360组联动坐标;另一种是利用X-C轴跟随控制技术,以C轴为主动轴,在C轴转动时控制跟随轴X轴的进给。
如果采用前一种方法来进行磨削加工,在控制X-C轴联动时的加工轨迹时,可采用圆弧、摆线、渐开线、NURBS曲线插补等方式来逼近凸轮轮廓。但是这种复杂曲线的插补算法导致运算比较复杂,而且需要数控系统支持样条插补或其他曲线插补。因此目前都是采用G01指令,即小线段插补的方式来逼近凸轮的轮廓曲线,并且在C轴各个位置段通过调整F值的方式来改变进给速度以实现恒线速加工。由于F值是指合成进给速度,这种调整合成速度的方法,并不能对分轴C轴的速度精确控制,从而不能准确实现恒线速磨削加工。小线段在逼近插补轨迹时,存在较大误差,不同行NC程序之间进给速度变化比较频繁,因此对数控系统在此种情况下的响应性能有较高要求,而且NC代码程序比较冗长、复杂,不易于用户阅读和维护。
为了解决上述问题,让凸轮轴磨削时的NC代码更加灵活,X-C轴跟随控制技术在凸轮轴数控磨削中应用越来越广泛。X-C轴跟随控制技术需要根据已知的升程表数据和砂轮直径等参数生成磨削时砂轮中心的位移量X与凸轮工件的转角之间的跟随位移表(X,C)以及控制C轴转速的速度表(C,V)。数控系统加工控制时,C轴(主动轴)带动工件按照速度表子程序执行旋转运动,X轴(跟随轴)根据跟随位移表子程序进行随动跟踪。但是速度表子程序中只给出了一些离散的关键数据,如何根据这些离散的数据计算C轴每周期的插补增量,成为主动轴速度规划的关键,也是影响加工效率和加工精度的重要因素。目前数控系统大多采取线性插值的方法进行数据密化,将速度表子程序中的位置-速度数据点用直线连接,但是这样形成的主动轴速度曲线并不具有连续性,主动轴在加工过程中会存在冲击,最终导致加工精度的下降,加工精度较低。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法及系统,用以解决现有技术加工精度较低的技术问题。
为了实现上述目的,本发明提供了一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法,包括以下步骤:
S11、当数控凸轮轴磨床的C轴状态发生变化时,基于二维样条速度曲线进行插补计算,得到C轴当前位置所对应的速度,从而得到当前周期的C轴插补增量;
S12、基于当前周期的C轴插补增量实时控制C轴运动;
其中,二维样条速度曲线为对输入的C轴速度表中的离散数据点进行样条曲线拟合后的曲线;其中,C轴速度表包括:数控凸轮轴磨床C轴不同位置Dc及不同位置处的速度Vc所构成的离散数据点(Dc,Vc)。
进一步优选地,二维样条速度曲线为对输入的C轴速度表中的离散数据点进行三次均匀B样条曲线拟合后的曲线。
第二方面,一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制系统,包括:存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时执行本发明第一方面所提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法。
第三方面,本发明提供了一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法,包括:
S21、开始阶段:将数控凸轮轴磨床的C轴从当前速度降至零速,进入升速阶段;
S22、升速阶段:将C轴从当前速度升至当前工序的C轴速度表中的第一个数据点的速度;待升速的运行周期数达到第一预设周期数后,进入C轴速度表执行阶段;其中,C轴速度表包括:数控凸轮轴磨床C轴不同位置Dc及不同位置处的速度Vc所构成的离散数据点(Dc,Vc);
S23、C轴速度表执行阶段:对当前工序的C轴速度表,执行本发明第一方面提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法;在当前工序的C轴速度表执行完毕后,将当前工序切换到下一工序,将当前工序的C轴速度表更新为下一工序的C轴速度表,并判断当前工序的C轴速度表中的第一个数据点的速度是否大于当前C轴速度,若是,则转至步骤S22;否则,转至步骤S24;
S24、降速阶段:将C轴从当前速度降至当前工序的C轴速度表中的第一个数据点的速度;待降速的运行周期数达到第二预设周期数后,转至步骤S23,进入C轴速度表执行阶段;
其中,当最后一个工序的C轴速度表执行完毕或者数控凸轮轴磨床的数控系统运行到C轴速度表执行结束的指令程序行时,将C轴从当前速度降速到零速,操作结束。
进一步优选地,在C轴速度表执行阶段中,若用户旋转进给倍率旋钮,则转至进给修调阶段,对C轴进行进给修调;C轴进给修调完毕后,重新回到C轴速度表执行阶段。
第四方面,一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制系统,包括:存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时执行本发明第三方面所提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法。
第五方面,本发明提供了一种机器可读存储介质,所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令,所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时,所述机器可执行指令促使所述处理器实现本发明第一方面所提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法和/或本发明第三方面所提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案,能够取得以下有益效果:
1、本发明提供了一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法,在数控系统中对C轴速度表进行拟合处理,将C轴速度表中的离散位置-速度数据拟合成光滑连续的二维样条速度曲线,具有较好的连续性,以样条速度曲线为依据进行实时速度规划和插补运算时,可以使主动轴在运行过程中速度、加速度平稳变化,主动轴不会产生冲击,从而大大提高了加工精度和加工效率。
2、本发明所提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法,通过在二维样条速度曲线上进行采样,确定当前位置对应的速度,从而计算出当前周期的插补增量,从而使主动轴在运行过程中加速度在主动轴的性能限制范围内平稳运行,这样数控系统便可以根据拟合生成的速度曲线进行插补运算,同时也避免了在数控机床启动、停止阶段、速度表切换阶段以及人工干预阶段,主动轴出现加速度超限等问题。
3、本发明所提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法,对数控凸轮轴磨削加工的主动轴进行控制时,主动轴在指定位置处的速度与用户定义的速度表更加贴近,高度符合用户速度表定义的主动轴速度-位置关系,与传统加减速规划方法相比,最大程度符合用户需求。
4、本发明所提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法中,二维样条速度曲线的拟合过程在加载速度表时执行,只在加载时运行一次,是一种在线非实时的算法;而数控凸轮磨削加工的速度规划方法是在线实时的方法,具有计算快速、求解方便的优点,因此整个加工控制方法能够满足数控系统的实时性要求,适用于实际加工。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法的流程图;
图2为本发明实施例1提供的凸轮轴磨削中的C轴速度表数据的示例图;
图3为本发明实施例1提供的根据数据表拟合生成的二维样条速度曲线示意图;
图4为本发明实施例1提供的速度曲线拟合流程图;
图5为本发明实施例1提供的速度表执行时主动轴的插补增量计算流程图;
图6为本发明实施例2提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法流程图;
图7为本发明实施例2提供的升速过程中速度随时间变化的曲线示意图;
图8为本发明实施例2提供的降速过程中速度随时间变化的曲线示意图;
图9为本发明实施例2提供的进给调修过程中速度随时间变化的曲线示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1、
一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法,如图1所示,包括以下步骤:
S11、当数控凸轮轴磨床的C轴状态发生变化时,基于二维样条速度曲线进行插补计算,得到C轴当前位置所对应的速度,从而得到当前周期的C轴插补增量;
S12、基于当前周期的C轴插补增量实时控制C轴运动;
其中,二维样条速度曲线为对输入的C轴速度表中的离散数据点进行样条曲线拟合后的连续速度曲线;其中,C轴速度表包括:数控凸轮轴磨床C轴不同位置Dc及不同位置处的速度Vc所构成的离散数据点(Dc,Vc)。
本发明在凸轮磨床的C轴和X轴的跟随控制中对C轴的时间-角度形成的速度曲线进行“恒线速磨削”控制,采用拟合的方式对C轴的旋转速度进行优化和速度规划,然后实现插补周期内的时间-C轴位移(即C轴角度)增量的计算,进而控制C轴的更好的加减速,是一种C轴的速度优化,从而能够在每个时间点上更好的实现C轴的角度增量控制。具体地,本发明通过将凸轮主动轴C-V的速度表样条进行曲线拟合,形成连续的速度曲线,并在速度规划时通过样条插值的方式计算每个周期的C轴插补增量,并基于每个周期的C轴插补增量实时控制C轴运动,从而实现了数控凸轮磨削加工时的速度规划控制。本发明中的速度曲线可以自定义,数据点相对较少,占用的控制内存也相对较小。为了更详细的说明本发明所提供的速度规划控制方法,下面结合具体实施方式进行阐述:
1)速度表中离散数据的样条速度曲线拟合
机床厂或者机床使用者根据凸轮基本参数、磨削参数、机床参数,通过不同的约束条件编写自定义的速度曲线表子程序,主要是X-C轴跟随位移表子程序和C轴速度表子程序。通过PROG程序调用机制导入数控系统,在加载速度表子程序完毕、并且将原始速度表子程序优化后,系统以用户定义的位置-速度表数据作为型值点,即(Dc,Vc)点集作为型值点,进行样条拟合,将速度表中的位置速度关系生成一条光顺的二维样条速度曲线,这条二维曲线的形状由计算得到的控制点集(Dc,Vc)决定。
具体地,凸轮轴磨削中的C轴速度表数据示例如图2所示。数控系统在加载速度表时,先根据速度表中的数据,反求控制顶点,然后根据控制顶点生成速度曲线。需要说明的是,图2中给出了两种速度表数据实例,分别记为速度表1和速度表2,下面将速度表2作为输入的C轴速度表进行处理。
本实施例采用三次均匀B样条对输入的C轴速度表中的离散数据点进行拟合,得到二维样条速度曲线。在进行拟合算法研究的时候,一般把原始的这些数据点叫做型值点,因此把C轴速度表中的离散位置-速度点表示为Qi(i=1,2,…,n)。已知速度表中的型值点个数为n,需要生成一条三次均匀B样条插值曲线依次通过这些型值点,从而满足C轴的位置-速度关系。则这条三次均匀B样条曲线的段数为n-1,需要求解n+1个控制点才能定义这样一条曲线,设控制点序列为Pi(i=0,1,…,n+1),型值点序列为Qi(i=1,2,…,n),曲线段序列为ci(i=1,2,…,n)。
对于插值曲线而言,可以将每个型值点当作每一段曲线的起点,即Q1当作第一段曲线的起点,Q2当作第二段的起点。起点时对应的参数值t=0,根据三次均匀B样条的定义式,型值点和控制顶点的位置矢量(即位置的坐标和速度的坐标)的关系式可表示为:
Figure BDA0003845319320000081
上式其实是由n个方程组成的方程组,但是需要解的是Pi(i=0,1,…,n+1),一共有n+2个未知数,因此需要对方程组进行补充。需要曲线通过首末两个型值点,且曲线的两段分别与P0P1和PnPn-1相切,因此添加边界条件:
Figure BDA0003845319320000082
因此可以得到如下方程:
Figure BDA0003845319320000083
方程矩阵空白元素均为0,结合边界条件,可以求解出控制点,从而确定一条插值曲线。生成的插值曲线如附图3所示。
2)型值点、控制点等关键信息存储
在数控系统中调用速度表指令解释和速度优化模块后,会输出将原始数据优化后的数据点(Dc,Vc),这些数据点不仅要在系统的速度规划时需要,而且还是下一步样条曲线拟合的型值点,因此需要将其储存起来,在此功能中,将数据存储在数控系统为用户预留的用户数据区中。然后调用样条速度曲线拟合模块将离散的速度表分段拟合为样条速度曲线,并且也将控制点信息储存在用户数据区中。之后的速度规划和增量计算需要依赖型值点和控制点的信息。
3)样条速度曲线执行
在数控系统运行到有速度表调用指令的程序行时,会执行速度表,以样条速度曲线为依据执行插补计算,执行阶段数控系统主要有如下具体任务,如图4所示:
①数控系统解释器根据主动轴位置信息生成程序段数据。
②数控系统速度规划器在插补前的速度规划,将样条速度曲线分段为多个速度区间单元,并且记录速度表编号、曲线的段序号、控制点等信息,规划每段的速度。
③数控系统插补器实时增量计算和实时速度规划。根据当前的速度曲线信息和之前的速度规划信息,在速度曲线上采样,计算当前位置对应的速度,实时计算主动轴的周期增量;在主动轴的状态发生变化,如速度表开始执行的加速、速度表切换、进给修调时,需要根据机床驱动轴的性能执行主动轴的状态切换和加减速的规划。
具体地,插补器实时增量计算的过程如图5所示,通过在速度曲线上进行离散采样,计算当前位置在速度曲线上对应的速度值,来确定当前周期的插补增量。
实施例2、
一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制系统,包括:存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时执行本发明实施例1所提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法。
相关技术方案同实施例1,这里不做赘述。
实施例3、
一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法,包括:
S21、开始阶段:将数控凸轮轴磨床的C轴从当前速度降至零速,进入升速阶段;
S22、升速阶段:将C轴从当前速度升至当前工序的C轴速度表中的第一个数据点的速度;待升速的运行周期数达到第一预设周期数后,进入C轴速度表执行阶段;其中,C轴速度表包括:数控凸轮轴磨床C轴不同位置Dc及不同位置处的速度Vc所构成的离散数据点(Dc,Vc);其中,第一预设周期是根据当前速度升速到终点速度的最小距离计算得到的;
S23、C轴速度表执行阶段:对当前工序的C轴速度表,执行本发明实施例1所提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法;在当前工序的C轴速度表执行完毕后,将当前工序切换到下一工序,将当前工序的C轴速度表更新为下一工序的C轴速度表,并判断当前工序的C轴速度表中的第一个数据点的速度是否大于当前C轴速度,若是,则转至步骤S22;否则,转至步骤S24;
需要说明的是,在C轴速度表执行阶段中,若用户旋转进给倍率旋钮,则转至进给修调阶段,对C轴进行进给修调;C轴进给修调完毕后,重新回到C轴速度表执行阶段。
S24、降速阶段:将C轴从当前速度降至当前工序的C轴速度表中的第一个数据点的速度;待降速的运行周期数达到第二预设周期数后,转至步骤S23,进入C轴速度表执行阶段;其中,第二预设周期是根据当前速度减速到终点速度的最小距离计算得到的。
其中,当最后一个工序的C轴速度表执行完毕或者数控凸轮轴磨床的数控系统运行到C轴速度表执行结束的指令程序行时,将C轴从当前速度降速到零速,操作结束。
需要说明的是,通过上述速度规划控制方法可以使主动轴在运行过程中完全按照C轴速度表执行,从而使得速度、加速度平稳变化,主动轴不会产生冲击,进而大大提高了加工精度和加工效率。
为了更详细的说明本发明所提供的速度规划控制方法,下面结合具体实施方式进行阐述:
针对速度表执行时的速度规划问题,如图6所示,本实施例采用状态机模型来控制主动轴的加减速;具体过程如下:
在执行C轴速度表之前,主动轴(即C轴)可能在执行其他G代码指令,此时主动轴和进给轴按照一般的流程进行插补,主动轴在此种状态可视为开始状态。当速度表插补指令开启,主动轴会更新状态。为了将C轴速度表执行指令之前的轨迹执行完,在进入开始状态之前,主动轴会先将速度降速至零速。根据凸轮轴磨削时的恒线速磨削理论和优化之后得到的C轴速度表,一般情况下是1°对应一个主动轴的速度,所以在速度表中给出的速度往往是在主动轴在此位置应该达到的速度,并不会考虑主动轴在此前的速度。因此,主动轴会先按照跃迁A进入升速状态,从零速升至可以执行速度表的速度。主动轴的升速过程可以看作是速度的“追赶”过程,主动轴在加速过程中,速度会不断升高,主动轴转动角度也会不断增大,此时速度表对应的速度也会不断变化。在“追赶”到合适的角度时,主动轴速度可以在满足主动轴加速度限制下并且满足速度表要求下,达到速度表中此角度对应的速度。此过程,即跃迁B执行的动作。
升速过程速度规划完成后,一旦升速周期数达到规划的周期数,主动轴会按照跃迁C进入速度表执行状态。在一个速度表的执行期间,数控系统根据速度曲线拟合计算得到得控制点和当前主动轴插补所在的位置计算进给增量,此即跃迁E执行的动作。在切换速度表后,如果根据速度表,主动轴的指令速度大于当前速度,则需要按照跃迁D进入升速状态,升速完成后再按照跃迁C返回速度表执行状态;如果根据速度表,主动轴的指令速度小于当前速度,则需要按照跃迁G进入降速状态,降速完成后,再按照跃迁I更新为速度表执行状态。
在速度表执行状态下,若用户旋转进给倍率旋钮,主动轴便会由跃迁F进入进给修调状态。在主动轴进给修调完毕后,主动轴按照跃迁H,更新至速度表执行状态。主动轴的降速过程与升速过程类似,在降速到一定距离后,速度降到与下一工序速度表相符的速度,主动轴的降速状态会按照跃迁J不断持续直到降速的运行周期数达到规划的周期数。如果数控系统运行到速度表执行结束指令程序行,主动轴会在降速状态降速到零速,然后执行跃迁K,进入结束状态。
在上述过程中,升速过程中速度随时间变化的曲线示意图如图7所示,降速过程中速度随时间变化的曲线示意图如图8所示,进给调修过程中速度随时间变化的曲线示意图如图9所示;结合图7-图9可以看出,采用本发明第二方面所提供的速度规划控制方法进行磨削加工,C轴速度和加速度的变化较为平稳,不会对C轴产生冲击,大大提供了加工精度和加工效率。
实施例4、
一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制系统,包括:存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时执行本发明实施例3所提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法。
相关技术方案同实施例3,这里不做赘述。
实施例5、
一种机器可读存储介质,所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令,所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时,所述机器可执行指令促使所述处理器实现本发明实施例1所提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法和/或本发明实施例3所提供的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法。
相关技术方案同实施例1和实施例3,这里不做赘述。
综上所述,本发明将C轴速度表子程序中离散的位置-速度数据拟合成一条位置-速度样条曲线,然后根据该曲线进行实时速度规划,执行插补计算。本发明主要解决以下问题:
①在凸轮磨削X-C轴跟随控制中,数控系统对于速度表子程序中的离散数据的处理影响着加工精度和加工效率。目前数控系统对速度表大多数都是采用线性插值的方法密化数据,从而确定主动轴每周期的插补增量;但是这种线性插值的方法获得的C轴速度曲线并不具有二阶连续性。这样带来的问题就是在加工过程中,机床的驱动轴出现速度、加速度波动的现象,主动轴存在冲击,加工出来的凸轮轴工件轮廓误差较大,表面质量下降,这样对机床寿命和加工质量都会产生不利影响。为了解决速度曲线的连续性问题,本发明通过样条曲线拟合算法,使数控系统在加载速度表子程序时,将速度表中的离散数据拟合成满足连续性要求的二维样条速度曲线。既能满足速度表对于C轴位置和速度关系的要求,又能使磨削加工过程中C轴速度、加速度平稳变化,不对C轴产生冲击,提高了加工精度和加工效率。
②数控系统执行速度表时如何规划主动轴速度,并且实时计算主动轴每周期增量是主动轴运动控制的关键。即使能够将速度表拟合成分段样条速度曲线,若数控系统不支持此类型的插补形式,最后也不能完成磨削加工要求的主动轴运动。并且在数控机床启动和停止阶段、速度表切换阶段、人工干预阶段,主动轴还容易出现加速度超限等问题。因此,数控系统需要能够基于样条速度曲线进行主动轴的实时速度规划,计算主动轴的周期插补增量,使得主动轴能够完成满足速度表位置-速度要求的插补任务,同时满足数控系统的实时性要求。为了解决上述问题,本发明在将速度表拟合成速度曲线后,储存速度表中的数据点(型值点)和计算生成的控制点(样条速度曲线的形状由控制点确定),在计算每周期增量时可以在速度曲线上进行采样,确定当前位置对应的速度,从而计算出当前周期的插补增量。在速度规划方面,采用上述技术方案的速度规划算法,可以使主动轴在运行过程中加速度在主动轴的性能限制范围内平稳运行。这样数控系统便可以根据拟合生成的速度曲线进行插补运算,通过在数控系统中增加了在线实时的速度计算模块,以及对外部干预动作进行速度重新规划和控制模块,从而解决基于速度表的插补问题。另外,本发明中数控系统对速度表的拟合是在加载速度表时执行,是一种在线非实时的算法,只在加载时运行一次,而位置-速度样条曲线加减速和轴插补增量的方法具有计算快速、求解方便的优点,是在线实时的方法。因此整个速度曲线拟合的加工控制方法能够满足数控系统的实时性要求,可以在实际加工中应用。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S11、当数控凸轮轴磨床的C轴状态发生变化时,基于二维样条速度曲线进行插补计算,得到C轴当前位置所对应的速度,从而得到当前周期的C轴插补增量;
S12、基于所述当前周期的C轴插补增量实时控制C轴运动;
其中,所述二维样条速度曲线为对输入的C轴速度表中的离散数据点进行样条曲线拟合后的曲线;所述C轴速度表包括:数控凸轮轴磨床C轴不同位置Dc及不同位置处的速度Vc所构成的离散数据点(Dc,Vc)。
2.根据权利要求1所述的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法,其特征在于,所述二维样条速度曲线为对输入的C轴速度表中的离散数据点进行三次均匀B样条曲线拟合后的曲线。
3.一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制系统,其特征在于,包括:存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时执行权利要求1或2所述的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法。
4.一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法,其特征在于,包括:
S21、开始阶段:将数控凸轮轴磨床的C轴从当前速度降至零速,进入升速阶段;
S22、升速阶段:将C轴从当前速度升至当前工序的C轴速度表中的第一个数据点的速度;待升速的运行周期数达到第一预设周期数后,进入C轴速度表执行阶段;其中,C轴速度表包括:数控凸轮轴磨床C轴不同位置Dc及不同位置处的速度Vc所构成的离散数据点(Dc,Vc);
S23、C轴速度表执行阶段:对当前工序的C轴速度表,执行权利要求1-2任意一项所述的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法;在当前工序的C轴速度表执行完毕后,将当前工序切换到下一工序,将当前工序的C轴速度表更新为下一工序的C轴速度表,并判断当前工序的C轴速度表中的第一个数据点的速度是否大于当前C轴速度,若是,则转至步骤S22;否则,转至步骤S24;
S24、降速阶段:将C轴从当前速度降至当前工序的C轴速度表中的第一个数据点的速度;待降速的运行周期数达到第二预设周期数后,转至步骤S23,进入C轴速度表执行阶段;
其中,当最后一个工序的C轴速度表执行完毕或者数控凸轮轴磨床的数控系统运行到C轴速度表执行结束的指令程序行时,将C轴从当前速度降速到零速,操作结束。
5.根据权利要求4所述的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法,其特征在于,在所述C轴速度表执行阶段中,若用户旋转进给倍率旋钮,则转至进给修调阶段,对C轴进行进给修调;C轴进给修调完毕后,重新回到所述C轴速度表执行阶段。
6.一种数控凸轮磨削加工的速度规划控制系统,其特征在于,包括:存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时执行权利要求4或5所述的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法。
7.一种机器可读存储介质,其特征在于,所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令,所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时,所述机器可执行指令促使所述处理器实现权利要求1-2任意一项所述的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法和/或权利要求4-5任意一项所述的数控凸轮磨削加工的速度规划控制方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116257020A (zh) * 2023-02-28 2023-06-13 广东机电职业技术学院 一种车铣复合控制系统的控制方法及装置

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