專(zhuān)利名稱(chēng)：一種針對(duì)短線段簇刀路的限速方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的控制技術(shù)，特別涉及數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中限速的控制方法。
背景技術(shù)：
在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)高速加工，在相鄰加工路徑之間會(huì)設(shè)定連接速度。一 般在設(shè)定此連接速度時(shí)，只考慮相鄰兩段加工路徑的性態(tài)。但是對(duì)于短線段簇刀路，這樣的 處理是不夠的。因?yàn)榧词瓜噜彾叹€段之間夾角很小，但是整體上卻可以呈現(xiàn)為一段有彎度 的弧，如圖l所示。由于此時(shí)僅僅依靠相鄰路徑之間的夾角限速，那么整體上的這個(gè)"圓弧" 就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的"向心力"，超過(guò)機(jī)床的承受能力。因此在加工路徑為短線段簇時(shí)，如何 合理的設(shè)定連接速度，保證機(jī)床免受破壞成為一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床在加工路徑為短線段簇時(shí)，設(shè)定出合理的連接速度，以保 證機(jī)床免受破壞，而提供一種圓弧限速方案。該方案能夠針對(duì)刀路為短線段簇的情況，既保 持了效率，同時(shí)也保證了機(jī)床不會(huì)受到?jīng)_撞。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案 —種針對(duì)短線段簇刀路的限速方法，該方法應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床中，其包括如下步 驟 (1)確定機(jī)床可以承受的最大向心力，確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓，給定標(biāo)準(zhǔn)圓的半徑，并根 據(jù)機(jī)床可以承受的最大向心力計(jì)算出此標(biāo)準(zhǔn)圓允許的最大速度； (2)根據(jù)連接點(diǎn)設(shè)定一個(gè)前瞻距離，由前瞻距離確定出連接點(diǎn)所確定的圓，并確定 該圓的半徑； (3)根據(jù)步驟(2)得到的半徑，確定該連接點(diǎn)允許的最大速度。 根據(jù)上述技術(shù)方案得到的本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床控制的改進(jìn)。該控制方法在
刀路為短線段簇的情況下實(shí)施時(shí)，即保持了機(jī)床加工的效率，同時(shí)也保證了機(jī)床不會(huì)受到?jīng)_撞。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
圖1為數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生向心力的示意圖。
圖2為本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
本發(fā)明為了有效的解決數(shù)控機(jī)床在加工短線段簇刀路時(shí)，所存在的向心力對(duì)機(jī)床
造成沖擊的問(wèn)題，采用了圓弧限速方案。該方案的具體如下(如圖2所示) 第一步，確定機(jī)床可以承受的最大向心力，然后確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓，給定標(biāo)準(zhǔn)圓的半
徑，并根據(jù)可以承受的最大向心力計(jì)算出此標(biāo)準(zhǔn)圓允許的最大速度，繼而確定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。 第二步，根據(jù)連接點(diǎn)設(shè)定一個(gè)前瞻距離，由前瞻距離確定出該連接點(diǎn)確定的圓，即
通過(guò)連接點(diǎn)以及前瞻距離所涉及到的兩個(gè)點(diǎn)來(lái)確定一個(gè)圓，繼而可確定該圓的半徑。 第三步，最后通過(guò)此半徑，計(jì)算出允許的最大速度。 基于上述方案，本發(fā)明的的具體實(shí)施如如下 如圖1所示，該實(shí)施例中要通過(guò)圓弧限速計(jì)算P點(diǎn)處的最大限速，此時(shí)通過(guò)相鄰路
徑連接速度計(jì)算公式確定的最大連接速度為Vp機(jī)床允許的最高限速為V2。 假設(shè)機(jī)床可以承受的最大"向心力"為F，并且設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)圓的半徑為R，此時(shí)根據(jù)向
心力的計(jì)算公式有 尸-M^L (1) 及 此處M為機(jī)床相應(yīng)部分的質(zhì)量。根據(jù)此公式可以計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)圓的最大限速為 F=」! (2) 應(yīng) 乂M 接著根據(jù)前瞻距離確定出"瞻"到(即涉及到)的兩個(gè)點(diǎn)記為Q和S(如圖l所 示)，并利用這兩個(gè)點(diǎn)和P點(diǎn)計(jì)算出這些短線段簇對(duì)應(yīng)的圓弧，如圖1所示，假設(shè)此圓弧的半 徑為r，通過(guò)公式 F = Mi (3)
由上述公式可以確定圓弧限速給出的連接速度L，聯(lián)立公式(1)和(3)可以得到
R = , l二K
"V及max 由于通過(guò)相鄰路徑計(jì)算出的連接速度K和機(jī)床允許的最高限速V2，最終確定的連 接速度為 V = min(V" V2， V3}。 通過(guò)上述方案得到的最終連接速度為計(jì)算得到的三者速度中最小的一個(gè)，其所產(chǎn) 生的向心力將不會(huì)超過(guò)機(jī)床的承受能力，繼而保持了機(jī)床的加工效率，同時(shí)也保證了機(jī)床 不會(huì)受到?jīng)_撞。 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技 術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明 本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些 變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及 其等效物界定。
權(quán)利要求
一種針對(duì)短線段簇刀路的限速方法，該方法應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床中，其特征在于，所述方法包括如下步驟(1)確定機(jī)床可以承受的最大向心力，確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓，給定標(biāo)準(zhǔn)圓的半徑，并根據(jù)機(jī)床可以承受的最大向心力計(jì)算出此標(biāo)準(zhǔn)圓允許的最大速度；(2)根據(jù)連接點(diǎn)設(shè)定一個(gè)前瞻距離，由前瞻距離確定出連接點(diǎn)所確定的圓，并確定該圓的半徑；(3)根據(jù)步驟(2)得到的半徑，確定該連接點(diǎn)允許的最大速度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種針對(duì)短線段簇刀路的限速方法，該方法包括如下步驟(1)根據(jù)機(jī)床可以承受的最大向心力，在給出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參考圓的前提下，確定出此參考圓允許的最大速度；(2)確定出連接點(diǎn)所確定的圓，并確定該圓的半徑；(3)根據(jù)步驟(2)得到的半徑，確定該連接點(diǎn)允許的最大速度。本發(fā)明能夠針對(duì)刀路為短線段簇的情況，既保持了效率，同時(shí)也保證了機(jī)床不會(huì)受到?jīng)_撞。
文檔編號(hào)G05B19/416GK101770223SQ20101002285
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者牟鳳林, 趙冬 申請(qǐng)人:上海維宏電子科技有限公司;上海奈凱電子科技有限公司