CN117315083B - 电子凸轮运动曲线生成方法和装置 - Google Patents
电子凸轮运动曲线生成方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117315083B CN117315083B CN202311590461.4A CN202311590461A CN117315083B CN 117315083 B CN117315083 B CN 117315083B CN 202311590461 A CN202311590461 A CN 202311590461A CN 117315083 B CN117315083 B CN 117315083B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- segment
- cam
- time
- curve
- section
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 26
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 20
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 10
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 5
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 241000764238 Isis Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
- G06T11/20—Drawing from basic elements, e.g. lines or circles
- G06T11/203—Drawing of straight lines or curves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
本申请公开提供了一种电子凸轮运动曲线生成方法和装置，涉及电子凸轮运动曲线生成技术，该方法根据控制点信息将待生成电子凸轮曲线划分成至少一条分线段，每条分线段呈曲线段或线性段，曲线段对应的主轴位置和从轴位置符合光滑曲线关系，线性段对应的主轴位置和从轴位置符合线性关系；计算每条分线段的参数值；根据参数值确定每条分线段的表达式；根据表达式计算每条分线段相对凸轮起点的时间偏移值；利用时间偏移值、每条分线段的表达式和主轴位置实时计算相应分线段内凸轮从轴位置点；根据每条分线段上的凸轮从轴位置点生成电子凸轮运动曲线，解决了现有技术中电子凸轮曲线生成过程复杂且轨迹不光滑的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电子凸轮运动曲线生成技术领域，具体涉及一种电子凸轮运动曲线生成方法和装置。
背景技术
目前，电子凸轮运动曲线的生成要么过程复杂，要么实现的运动轨迹不够平滑，给工程应用带来很大不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有凸轮运动曲线生成技术难以兼顾过程简单和轨迹平滑的问题，从而提供一种电子凸轮运动曲线生成方法和装置。
第一方面，本发明公开实施例提供了一种电子凸轮运动曲线生成方法，包括：
根据控制点信息将待生成电子凸轮曲线划分成至少一条分线段，每条所述分线段呈曲线段或线性段，所述曲线段对应的主轴位置和从轴位置符合光滑曲线关系，所述线性段对应的主轴位置和从轴位置符合线性关系；
计算每条分线段的参数值；
根据所述参数值确定每条分线段的表达式；
根据所述表达式计算每条分线段相对凸轮起点的时间偏移值；
利用所述时间偏移值、每条分线段的表达式和主轴位置实时计算相应分线段内凸轮从轴位置点；
根据每条分线段上的凸轮从轴位置点生成电子凸轮运动曲线。
可选地，计算每条分线段的参数值包括：定义凸轮表的主轴区间的总运行时间为1单位，总位移为s，任意一条分线段AB的两个控制点为、/>，控制点/>对应从轴速度/>、加速度/>，控制点/>对应从轴速度/>、加速度/>，分线段AB区间的主轴总位移为/>，记为/>；根据公式/>计算分线段AB区间的运行时间；将控制点设为时间零点，控制点/>设为时间t，确定凸轮曲线关系；进行时间轴平移，将凸轮曲线关系映射到相应的时间段上，得到每条分线段的参数值。
可选地，根据下式计算时间偏移值：，/>为主轴在凸轮表的总位移，/>为分线段起始点针对凸轮表起点的主轴位置绝对值，/>为分线段起始点，/>为凸轮表起点。
可选地，利用所述时间偏移值、每条分线段的表达式和主轴位置实时计算相应分线段内凸轮从轴位置点包括：根据当前主轴位置值确定当前运行在待生成电子凸轮曲线的第几条分线段；根据下式求解当前运行的分线段的运行时间： ，其中，/>为第n段分线段的时间偏移值，/>为当前主轴位置值，n为当前运行的分线段编号，/>为当前运行的分线段的运行时间；根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点。
可选地，当分线段为线性段时，根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点为：按照公式计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点，其中，/>为凸轮从轴位置值，/>为常数项系数，/>为一次项系数，/>为当前运行的分线段的运行时间。
可选地，当分线段为曲线段时，根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点为：按照公式计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点，其中，/>为凸轮从轴位置值，/>为常数项系数，/>为一次项系数，/>为二次项系数，/>为三次项系数，/>为四次项系数，/>为五次项系数，/>为当前运行的分线段的运行时间。
可选地，分线段的表达式如下：
曲线段的表达式为：
；
；
；
线性段的表达式为：
；
；
其中，x为主轴的位置,y为从轴的位置，为加速度，/>为速度，/>为时间变量，/>是对多项式求一阶导表示速度，/>是对多项式求二阶导表示加速度。
第二方面，本发明公开实施例提供了一种电子凸轮运动曲线生成装置，包括：
分段模块，用于根据控制点信息将待生成电子凸轮曲线划分成至少一条分线段，每条所述分线段呈曲线段或线性段，所述曲线段对应的主轴位置和从轴位置符合光滑曲线关系，所述线性段对应的主轴位置和从轴位置符合线性关系；
参数计算模块可，用于计算每条分线段的参数值；
线段表达式确定模块，用于根据所述参数值确定每条分线段的表达式；
时间偏移计算模块，用于根据所述表达式计算每条分线段相对凸轮起点的时间偏移值；
从轴位置计算模块，用于利用所述时间偏移值、每条分线段的表达式和主轴位置实时计算相应分线段内凸轮从轴位置点；
曲线生成模块，用于根据每条分线段上的凸轮从轴位置点生成电子凸轮运动曲线。
第三方面，本发明公开实施例还提供一种计算机设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述第一方面，或第一方面中任一种可能的实施方式中的步骤。
第四方面，本发明公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面，或第一方面中任一种可能的实施方式中的步骤。
本发明的实施例提供的技术方案可以具有以下有益效果：
采用了设置时间偏移值的方法，使得分段曲线的计算简单，将主轴位置值转化为等效时间轴，主轴的运动方式匀速或变速都不会影响从轴和主轴的位置关系。适用场景多，可以适用普通的电子凸轮场景，也能够适应追剪、飞剪等涉及到主从轴线性同步的场景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1示出了本发明公开实施例所提供的一种电子凸轮运动曲线生成方法的流程图；
图2示出了本发明公开实施例所提供的一种电子凸轮运动曲线生成装置的功能结构图；
图3示出了本发明公开实施例所提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附发明内容中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例1
如图1所示，本发明公开实施例所提供的一种电子凸轮运动曲线生成方法的流程图，该方法包括：
S11：根据控制点信息将待生成电子凸轮曲线划分成至少一条分线段，每条分线段呈曲线段或线性段，曲线段对应的主轴位置和从轴位置符合光滑曲线关系，线性段对应的主轴位置和从轴位置符合线性关系。
具体的，可以根据控制点的数量和/或位置将待生成电子凸轮曲线划分成至少一条分线段。
S12：计算每条分线段的参数值。
S13：根据参数值确定每条分线段的表达式。
在一些可选实施例中，曲线段的表达式为：
；
；
。
线性段的表达式为：
；
，其中，x为主轴的位置,y为从轴的位置，/>为加速度，/>为速度，/>为时间变量，/>是对多项式求一阶导表示速度，/>是对多项式求二阶导表示加速度。
S14：根据表达式计算每条分线段相对凸轮起点的时间偏移值。
S15：利用时间偏移值、每条分线段的表达式和主轴位置实时计算相应分线段内凸轮从轴位置点。
S16：根据每条分线段上的凸轮从轴位置点生成电子凸轮运动曲线。
在一些可选实施例中，S12可以但不限于通过以下过程实现（图中未示出）：
S121：定义凸轮表的主轴区间的总运行时间为1单位，总位移为s，任意一条分线段AB的两个控制点为、/>，控制点/>对应从轴速度/>、加速度/>，控制点对应从轴速度/>、加速度/>，分线段AB区间的主轴总位移为/>，记为/>。
S122：根据公式计算分线段AB区间的运行时间。
S123：将控制点设为时间零点，控制点/>设为时间t，确定凸轮曲线关系。
S124：进行时间轴平移，将凸轮曲线关系映射到相应的时间段上，得到每条分线段的参数值。
在一些可选实施例中，根据下式计算时间偏移值：，/>为主轴在凸轮表的总位移，/>为分线段起始点针对凸轮表起点的主轴位置绝对值，/>为分线段起始点，/>为凸轮表起点。
在一些可选实施例中，S15可以但不限于通过以下过程实现（图中未示出）：
S151：根据当前主轴位置值确定当前运行在待生成电子凸轮曲线的第几条分线段。
S152：根据下式求解当前运行的分线段的运行时间： ，其中，/>为第n段分线段的时间偏移值，/>为当前主轴位置值，n为当前运行的分线段编号，/>为当前运行的分线段的运行时间。
S153：根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点。
在一些可选实施例中，当分线段为线性段时，根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点为：按照公式计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点，其中，/>为凸轮从轴位置值，/>为常数项系数，/>为一次项系数，/>为当前运行的分线段的运行时间。
在一些可选实施例中，当分线段为曲线段时，根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点为：按照公式计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点，其中，/>为凸轮从轴位置值，/>为常数项系数，/>为一次项系数，/>为二次项系数，/>为三次项系数，为四次项系数，/>为五次项系数，/>为当前运行的分线段的运行时间。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，采用了设置时间偏移值的方法，使得分段曲线的计算简单，将主轴位置值转化为等效时间轴，主轴的运动方式匀速或变速都不会影响从轴和主轴的位置关系。适用场景多，可以适用普通的电子凸轮场景，也能够适应追剪、飞剪等涉及到主从轴线性同步的场景。
实施例2
如图2所示，本发明实施例还提供又一种电子凸轮运动曲线生成装置，该装置包括：
分段模块21，用于根据控制点信息将待生成电子凸轮曲线划分成至少一条分线段，每条所述分线段呈曲线段或线性段，所述曲线段对应的主轴位置和从轴位置符合光滑曲线关系，所述线性段对应的主轴位置和从轴位置符合线性关系。
参数计算模块可22，用于计算每条分线段的参数值。
线段表达式确定模块23，用于根据所述参数值确定每条分线段的表达式；
时间偏移计算模块24，用于根据所述表达式计算每条分线段相对凸轮起点的时间偏移值。
从轴位置计算模块25，用于利用所述时间偏移值、每条分线段的表达式和主轴位置实时计算相应分线段内凸轮从轴位置点。
曲线生成模块26，用于根据每条分线段上的凸轮从轴位置点生成电子凸轮运动曲线。
在一些可选实施例中，参数计算模块可22包括：
总位移计算子模块221，用于定义凸轮表的主轴区间的总运行时间为1单位，总位移为s，任意一条分线段AB的两个控制点为、/>，控制点/>对应从轴速度/>、加速度/>，控制点/>对应从轴速度/>、加速度/>，分线段AB区间的主轴总位移为/>，记为/>。
运行时间计算子模块222，用于根据公式计算分线段AB区间的运行时间。
曲线确定子模块223，用于将控制点设为时间零点，控制点/>设为时间t，确定凸轮曲线关系。
分线段参数值计算子模块224，用于进行时间轴平移，将凸轮曲线关系映射到相应的时间段上，得到每条分线段的参数值。
在一些可选实施例中，根据下式计算时间偏移值：，/>为主轴在凸轮表的总位移，/>为分线段起始点针对凸轮表起点的主轴位置绝对值，/>为分线段起始点，/>为凸轮表起点。
在一些可选实施例中，从轴位置计算模块25包括：
分线段确定子模块251，用于根据当前主轴位置值确定当前运行在待生成电子凸轮曲线的第几条分线段。
运行时间校正子模块252，用于根据下式求解当前运行的分线段的运行时间： ，其中，/>为第n段分线段的时间偏移值，/>为当前主轴位置值，n为当前运行的分线段编号，/>为当前运行的分线段的运行时间。
从轴位置计算子模块253，用于根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点。
在一些可选实施例中，当分线段为线性段时，根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点为：按照公式计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点，其中，/>为凸轮从轴位置值，/>为常数项系数，/>为一次项系数，/>为当前运行的分线段的运行时间。
在一些可选实施例中，当分线段为曲线段时，根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点为：按照公式计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点，其中，/>为凸轮从轴位置值，/>为常数项系数，/>为一次项系数，/>为二次项系数，/>为三次项系数，为四次项系数，/>为五次项系数，/>为当前运行的分线段的运行时间。
在一些可选实施例中，分线段的表达式如下：
曲线段的表达式为：
；
；
。
线性段的表达式为：
；
，其中，x为主轴的位置,y为从轴的位置，/>为加速度，/>为速度，/>为时间变量，/>是对多项式求一阶导表示速度，/>是对多项式求二阶导表示加速度。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，采用了设置时间偏移值的方法，使得分段曲线的计算简单，将主轴位置值转化为等效时间轴，主轴的运动方式匀速或变速都不会影响从轴和主轴的位置关系。适用场景多，可以适用普通的电子凸轮场景，也能够适应追剪、飞剪等涉及到主从轴线性同步的场景。
实施例3
基于同一技术构思，本申请实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器1和处理器2，如图3所示，存储器1存储有计算机程序，处理器2执行计算机程序时实现上述任一项的电子凸轮运动曲线生成方法。
其中，存储器1至少包括一种类型的可读存储介质，可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如，SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器1在一些实施例中可以是电子凸轮运动曲线生成系统的内部存储单元，例如硬盘。存储器1在另一些实施例中也可以是电子凸轮运动曲线生成系统的外部存储设备，例如插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。进一步地，存储器1还可以既包括电子凸轮运动曲线生成系统的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器1不仅可以用于存储安装于电子凸轮运动曲线生成系统的应用软件及各类数据，例如电子凸轮运动曲线生成程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
处理器2在一些实施例中可以是一中央处理器（Central Processing Unit,CPU）、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器1中存储的程序代码或处理数据，例如执行电子凸轮运动曲线生成程序等。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，采用了设置时间偏移值的方法，使得分段曲线的计算简单，将主轴位置值转化为等效时间轴，主轴的运动方式匀速或变速都不会影响从轴和主轴的位置关系。适用场景多，可以适用普通的电子凸轮场景，也能够适应追剪、飞剪等涉及到主从轴线性同步的场景。
为了便于读者理解发明实施例技术方案，下面通过具体实例对以上方案中的技术细节进行详细描述。
第一步：
通过控制点对电子凸轮曲线进行分段设计，根据实际需要分为曲线段和线性段，其中曲线段主轴与从轴的位置符合光滑曲线关系，线性段主轴和从轴之间的位置符合线性关系。假设主轴的位置为x,从轴的位置为y。
曲线段：
(1)；
从轴位置随时间的变化关系；
(2)；
(3)；
线性段：
(4)；
(5)。
第二步：计算分段曲线。
电子凸轮关系表中，主轴是单调递增或递减的关系，主轴的速度时间关系不受凸轮表的约束，从轴的位置和主轴的位置是关联的，且主从轴满足各个控制点的速度V，加速度及加速度连续，因此在计算主从轴的曲线关系时，可假定主轴是匀速运动。
定义凸轮表的主轴区间的总运行时间为1单位，总位移为s。任意区间两个控制点对应的从轴速度/>，加速度/>，/>对应的从轴速度/>，加速度/>。
对应的AB区间的主轴总位移为，记为/>，则AB区间的运行时间
,为方便计算，可将A设为时间零点，B点设为时间t，计算出的凸轮曲线关系再进行时间轴平移即可映射到相应的时间段上。
1）AB区间为曲线段。
根据公式(1)(2)(3)可建立如下方程组：
(6)；
其中，的值均为已知，则根据上式(6)只需要求解三元一次方程即可以求得参数/>的值。
(7)。
2）AB区间为线性段，则根据式(4)可以得出如下方程：
(8)；
求解得：
(9)。
第三步：根据参数方程分段求解线段参数值。
假定凸轮表共有N个采样点（包含起点和终点），则根据第二步的公式可以分段计算出（N-1）段线段的方程式参数，同时记录每一条线段针对凸轮起点的时间偏移值。时间偏移值根据下式计算：
(10)，/>为主轴在凸轮表的总位移，/>为线段起始点针对凸轮表起点的主轴位置绝对值。
第四步：由主轴位置实时计算凸轮从轴位置值。
假定当前主轴位置值为,根据该值可以判断当前运行于分段曲线的第几段，设为第n段，根据下式求解/>。
(11)，其中/>为第n段线段的时间偏移值。
再根据下式可以实时计算出凸轮从轴位置值：
(12)；
(13)。
当线段类型为线性段时，按照公式(12)计算从轴位置值；当前段类型为曲线段时，按照公式（13）计算从轴位置值。
本发明公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例中的电子凸轮运动曲线生成方法的步骤。其中，该存储介质可以是易失性或非易失的计算机可读取存储介质。
本发明公开实施例所提供的电子凸轮运动曲线生成方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，程序代码包括的指令可用于执行上述方法实施例中的电子凸轮运动曲线生成方法的步骤，具体可参见上述方法实施例，在此不再赘述。
本发明公开实施例还提供一种计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述实施例的任意一种方法。该计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一个可选实施例中，计算机程序产品具体体现为计算机存储介质，在另一个可选实施例中，计算机程序产品具体体现为软件产品，例如软件开发包（Software DevelopmentKit，SDK）等等。
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系统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，所述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。所述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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (5)
1.一种电子凸轮运动曲线生成方法，其特征在于，包括：
根据控制点信息将待生成电子凸轮曲线划分成至少一条分线段，每条所述分线段呈曲线段或线性段，所述曲线段对应的主轴位置和从轴位置符合光滑曲线关系，所述线性段对应的主轴位置和从轴位置符合线性关系；
计算每条分线段的参数值；
根据所述参数值确定每条分线段的表达式；
根据所述表达式计算每条分线段相对凸轮起点的时间偏移值；
利用所述时间偏移值、每条分线段的表达式和主轴位置实时计算相应分线段内凸轮从轴位置点；
根据每条分线段上的凸轮从轴位置点生成电子凸轮运动曲线；
计算每条分线段的参数值包括：定义凸轮表的主轴区间的总运行时间为1单位，总位移为s，任意一条分线段AB的两个控制点为、/>，控制点/>对应从轴速度/>、加速度/>，控制点/>对应从轴速度/>、加速度/>，分线段AB区间的主轴总位移为/>，记为/>；根据公式/>计算分线段AB区间的运行时间；将控制点/>设为时间零点，控制点/>设为时间t，确定凸轮曲线关系；进行时间轴平移，将凸轮曲线关系映射到相应的时间段上，得到每条分线段的参数值；根据下式计算时间偏移值：，/>为主轴在凸轮表的总位移，/>为分线段起始点针对凸轮表起点的主轴位置绝对值，/>为分线段起始点，/>为凸轮表起点；
利用所述时间偏移值、每条分线段的表达式和主轴位置实时计算相应分线段内凸轮从轴位置点包括：根据当前主轴位置值确定当前运行在待生成电子凸轮曲线的第几条分线段；根据下式求解当前运行的分线段的运行时间： ，其中，为第n段分线段的时间偏移值，/>为当前主轴位置值，n为当前运行的分线段编号，为当前运行的分线段的运行时间；根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点；
当分线段为线性段时，根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点为：按照公式计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点，其中，/>为凸轮从轴位置值，/>为常数项系数，/>为一次项系数，/>为当前运行的分线段的运行时间；
当分线段为曲线段时，根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点为：按照公式计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点，其中，/>为凸轮从轴位置值，/>为常数项系数，/>为一次项系数，/>为二次项系数，/>为三次项系数，/>为四次项系数，/>为五次项系数，/>为当前运行的分线段的运行时间。
2.根据权利要求1所述的电子凸轮运动曲线生成方法，其特征在于，分线段的表达式如下：
曲线段的表达式为：
；
；
；
线性段的表达式为：
；
；
其中，x为主轴的位置，y为从轴的位置，为加速度，/>为速度，/>为时间变量，/>是对多项式求一阶导表示速度，/>是对多项式求二阶导表示加速度。
3.一种电子凸轮运动曲线生成装置，其特征在于，包括：
分段模块，用于根据控制点信息将待生成电子凸轮曲线划分成至少一条分线段，每条所述分线段呈曲线段或线性段，所述曲线段对应的主轴位置和从轴位置符合光滑曲线关系，所述线性段对应的主轴位置和从轴位置符合线性关系；
参数计算模块可，用于计算每条分线段的参数值；
线段表达式确定模块，用于根据所述参数值确定每条分线段的表达式；
时间偏移计算模块，用于根据所述表达式计算每条分线段相对凸轮起点的时间偏移值，根据下式计算时间偏移值：，/>为主轴在凸轮表的总位移，/>为分线段起始点针对凸轮表起点的主轴位置绝对值，/>为分线段起始点，/>为凸轮表起点；
从轴位置计算模块，用于利用所述时间偏移值、每条分线段的表达式和主轴位置实时计算相应分线段内凸轮从轴位置点；
曲线生成模块，用于根据每条分线段上的凸轮从轴位置点生成电子凸轮运动曲线；
参数计算模块可包括：总位移计算子模块，用于定义凸轮表的主轴区间的总运行时间为1单位，总位移为s，任意一条分线段AB的两个控制点为、/>，控制点/>对应从轴速度/>、加速度/>，控制点/>对应从轴速度/>、加速度/>，分线段AB区间的主轴总位移为/>，记为/>；运行时间计算子模块，用于根据公式/>计算分线段AB区间的运行时间；曲线确定子模块，用于将控制点/>设为时间零点，控制点/>设为时间t，确定凸轮曲线关系；分线段参数值计算子模块，用于进行时间轴平移，将凸轮曲线关系映射到相应的时间段上，得到每条分线段的参数值；
从轴位置计算模块包括：分线段确定子模块，用于根据当前主轴位置值确定当前运行在待生成电子凸轮曲线的第几条分线段；运行时间校正子模块，用于根据下式求解当前运行的分线段的运行时间： ，其中，/>为第n段分线段的时间偏移值，/>为当前主轴位置值，n为当前运行的分线段编号，/>为当前运行的分线段的运行时间；从轴位置计算子模块，用于根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点；
当分线段为线性段时，从轴位置计算子模块根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点为：按照公式计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点，其中，/>为凸轮从轴位置值，/>为常数项系数，/>为一次项系数，/>为当前运行的分线段的运行时间；
当分线段为曲线段时，从轴位置计算子模块根据当前运行的分线段的运行时间计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点为：按照公式计算当前运行分线段内的凸轮从轴位置点，其中，/>为凸轮从轴位置值，/>为常数项系数，/>为一次项系数，/>为二次项系数，/>为三次项系数，/>为四次项系数，/>为五次项系数，/>为当前运行的分线段的运行时间。
4.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1或2所述电子凸轮运动曲线生成方法。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1或2所述电子凸轮运动曲线生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311590461.4A CN117315083B (zh) | 2023-11-27 | 2023-11-27 | 电子凸轮运动曲线生成方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311590461.4A CN117315083B (zh) | 2023-11-27 | 2023-11-27 | 电子凸轮运动曲线生成方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117315083A CN117315083A (zh) | 2023-12-29 |
| CN117315083B true CN117315083B (zh) | 2024-02-23 |
Family
ID=89281407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311590461.4A Active CN117315083B (zh) | 2023-11-27 | 2023-11-27 | 电子凸轮运动曲线生成方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117315083B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103744346A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-23 | 南京埃斯顿自动化股份有限公司 | 一种电子凸轮曲线生成方法 |
| CN106597987A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-04-26 | 中达电通股份有限公司 | 电子凸轮控制系统及控制方法 |
| CN109799778A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-05-24 | 深圳市显控科技股份有限公司 | 一种电子凸轮曲线生成方法及相关装置 |
| WO2019202657A1 (ja) * | 2018-04-17 | 2019-10-24 | 三菱電機株式会社 | カム曲線の生成方法、カム曲線の生成装置、制御装置、搬送装置、印刷装置、裁断装置および製袋機 |
| CN114815736A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-29 | 西门子（中国）有限公司 | 电子凸轮曲线生成方法、系统和计算机可读存储介质 |
| CN116436720A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-07-14 | 深圳市杰美康机电有限公司 | 一种EtherCAT在线向多轴写参数的方法、装置及系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109960157A (zh) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 深圳市优必选科技有限公司 | 舵机运动的平滑处理方法、装置、终端设备和存储介质 |
-
2023
- 2023-11-27 CN CN202311590461.4A patent/CN117315083B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103744346A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-23 | 南京埃斯顿自动化股份有限公司 | 一种电子凸轮曲线生成方法 |
| CN106597987A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-04-26 | 中达电通股份有限公司 | 电子凸轮控制系统及控制方法 |
| WO2019202657A1 (ja) * | 2018-04-17 | 2019-10-24 | 三菱電機株式会社 | カム曲線の生成方法、カム曲線の生成装置、制御装置、搬送装置、印刷装置、裁断装置および製袋機 |
| CN109799778A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-05-24 | 深圳市显控科技股份有限公司 | 一种电子凸轮曲线生成方法及相关装置 |
| CN114815736A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-29 | 西门子（中国）有限公司 | 电子凸轮曲线生成方法、系统和计算机可读存储介质 |
| CN116436720A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-07-14 | 深圳市杰美康机电有限公司 | 一种EtherCAT在线向多轴写参数的方法、装置及系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 一种基于五次多项式的电子凸轮及曲线数据检测算法;张永江;;自动化应用;20200225(第02期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117315083A (zh) | 2023-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110086400B (zh) | 一种机电伺服系统非线性变增益控制方法和系统 | |
| JP2008305372A (ja) | ３次元スキャンデータを用いてロフトサーフィスを計算するためのシステム及び方法 | |
| CN114039459A (zh) | 旋变模拟检测方法及旋变模拟器 | |
| CN117315083B (zh) | 电子凸轮运动曲线生成方法和装置 | |
| CN112733455B (zh) | 水轮机建模数据的修正方法、系统、装置和存储介质 | |
| CN111368374B (zh) | 水泵参数的计算方法、系统、服务器、存储介质 | |
| TWI333134B (zh) | ||
| CN116484771B (zh) | 一种轴流压气机cfd网格生成的方法及装置 | |
| Talanov et al. | Implementation of extended Kalman filtering algorithm with improved flux estimator on TMS320F28335 processor for induction sensorless drive | |
| CN107065943B (zh) | 一种直驱转台位置控制系统及控制方法 | |
| CN112388623B (zh) | 舵机位置控制方法、装置、终端设备及介质 | |
| CN113090522B (zh) | 空压机进气流量分段修正方法、系统、介质及装置 | |
| CN114511654A (zh) | 一种基于贝塞尔曲线的相机动画编辑方法及其系统 | |
| CN115940708A (zh) | 步进电机闭环控制方法和装置 | |
| CN116662731B (zh) | 信号拟合方法、磁性编码器、光学编码器及控制系统 | |
| CN115173758B (zh) | 一种步进电机速度控制方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN111240192B (zh) | 一种基于平滑切换函数的过渡过程目标值控制方法 | |
| CN115908655B (zh) | 一种虚拟人物面部表情处理方法及装置 | |
| CN116679988B (zh) | 硬件加速单元、硬件加速方法、芯片及存储介质 | |
| JP7381611B2 (ja) | センサ信号の処理方法及び処理装置 | |
| CN117192582A (zh) | Gnss位移数据的改进切线角实时监测方法、装置及设备 | |
| CN116215655A (zh) | 基于扭矩整形的eps控制方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN115963776A (zh) | 无外置传感器情形下实现主轴定位控制处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质 | |
| CN116306427A (zh) | 一种基于fpga的曲线插值方法 | |
| CN117492358A (zh) | 数控系统中针对pi调节器实现抗饱和及抑制超调功能的控制方法、装置、处理器及其介质 |
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 |