點(diǎn)膠、涂膠設(shè)備圓弧過(guò)渡軌跡速度規(guī)劃方法
【專利摘要】一種點(diǎn)膠、涂膠設(shè)備圓弧過(guò)渡軌跡速度規(guī)劃方法，將運(yùn)動(dòng)軌跡細(xì)分為多個(gè)微線段，運(yùn)動(dòng)軌跡中包含至少一個(gè)圓弧軌跡；獲得各微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0；同時(shí)，考慮圓弧軌跡上向心力對(duì)出膠量的影響，設(shè)定允許向心加速度Racc，計(jì)算出圓弧軌跡上各微線段的圓弧過(guò)渡速度V2；在圓弧過(guò)渡速度V2和理論運(yùn)動(dòng)速度V0中取較小值作為基準(zhǔn)，來(lái)規(guī)劃各微線段的最終矢量速度，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)圓弧軌跡以及圓弧軌跡起始點(diǎn)之前、圓弧軌跡結(jié)束點(diǎn)之后附近軌跡的速度規(guī)劃。本方案通過(guò)對(duì)軌跡速度的精確規(guī)劃，最大程度的保證涂膠過(guò)程中膠水受到的作用力的一致性，從而確保在高速涂膠的工作場(chǎng)合，既能保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無(wú)沖擊，同時(shí)保證出膠量均勻，涂布效果一致。
【專利說(shuō)明】點(diǎn)膠、涂膠設(shè)備圓弧過(guò)渡軌跡速度規(guī)劃方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及點(diǎn)膠、涂膠エ藝，具體涉及ー種高速點(diǎn)膠、涂膠エ藝中速度規(guī)劃方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]速度規(guī)劃屬于支撐智能裝備的九大關(guān)鍵智能基礎(chǔ)共性技術(shù)之ー的“先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)”領(lǐng)域，通過(guò)合理的速度規(guī)劃可以減少機(jī)床加工不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生，可以有效的“提升生產(chǎn)效率、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源資源消耗，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的智能化和緑色化發(fā)展”(引自《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展路線圖》中對(duì)對(duì)機(jī)床提出的技術(shù)發(fā)展路線)。
[0005]目前主流的點(diǎn)膠系統(tǒng)都是采用速度前瞻來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)膠軌跡的速度規(guī)劃，以期望保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)沖擊、在整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡上無(wú)堆膠，在現(xiàn)有的速度規(guī)劃方案中尤其注重對(duì)拐點(diǎn)處的處理，如圖1，點(diǎn)膠ABC —段軌跡吋，系統(tǒng)控制膠頭從A點(diǎn)開(kāi)始涂膠，首先按照設(shè)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)從起跳速度加速到Vmax。由于B點(diǎn)為拐點(diǎn)(相鄰兩段軌跡形成夾角)，如果不降速度通過(guò)B點(diǎn)，由于膠頭機(jī)構(gòu)自身的慣性原因會(huì)在B點(diǎn)發(fā)生沖擊并形成堆膠。因此需要在B點(diǎn)處將速度降至機(jī)械結(jié)構(gòu)所能承受的拐彎速度Vlimit，當(dāng)平滑的通過(guò)B點(diǎn)后再升速到Vmax。在現(xiàn)有技術(shù)方案下，由于圓弧過(guò)渡時(shí)不存在沖擊，對(duì)于圓弧過(guò)渡一般不做特殊處理，但是經(jīng)過(guò)發(fā)明人總結(jié)發(fā)現(xiàn)，這樣會(huì)造成圓弧過(guò)渡處出膠量較少，影響整體質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種點(diǎn)膠、涂膠設(shè)備圓弧過(guò)渡軌跡速度規(guī)劃方法，該方法考慮到了膠閥在圓弧運(yùn)動(dòng)中受到向心力的作用，解決了運(yùn)動(dòng)軌跡中有平滑的圓弧過(guò)渡時(shí)抵消膠出膠壓力，使得圓弧軌跡上出較量會(huì)變少的技術(shù)問(wèn)題。由于設(shè)備的性能提高目前設(shè)備的運(yùn)行速度大幅提高，使得這ー問(wèn)題更加突出。
[0007]為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種點(diǎn)膠、涂膠設(shè)備圓弧過(guò)渡軌跡速度規(guī)劃方法，
包括考慮圓弧軌跡上向心力的步驟。
[0008]更進(jìn)ー步的是:
將運(yùn)動(dòng)軌跡細(xì)分為多個(gè)微線段，運(yùn)動(dòng)軌跡中包含至少ー個(gè)圓弧軌跡；
獲得各微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0 ;同吋，考慮圓弧軌跡上向心力對(duì)出膠量的影響，設(shè)定允許向心加速度Racc，計(jì)算出圓弧軌跡上各微線段的圓弧過(guò)渡速度V2 ；
在圓弧過(guò)渡速度V2和理論運(yùn)動(dòng)速度V0中取較小值作為基準(zhǔn)，來(lái)規(guī)劃各微線段的最終矢量速度，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)圓弧軌跡以及圓弧軌跡起始點(diǎn)之前、圓弧軌跡結(jié)束點(diǎn)之后附近軌跡的速度規(guī)劃。
[0009]作為優(yōu)選，上述技術(shù)方案包括如下具體步驟:
步驟1:將運(yùn)動(dòng)矢量軌跡按等長(zhǎng)L拆分成微線段，并設(shè)定同一微線段上速度為定值； 步驟2:計(jì)算各微線段的曲率半徑，根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定每ー個(gè)圓弧軌跡的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)；
步驟3:獲得第一圓弧軌跡、以及第一圓弧軌跡起始點(diǎn)之前、結(jié)束點(diǎn)之后的各微線段的輸出速度Vt ；
步驟3-1:獲得原速度規(guī)劃下各個(gè)微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0 ；
步驟3-2:根據(jù)圓弧軌跡的各個(gè)微線段的曲率半徑以及設(shè)定的允許向心加速度Racc來(lái)計(jì)算圓弧軌跡上每個(gè)微線段的圓弧過(guò)渡速度V2 ；
步驟3-3:將步驟3-1和步驟3-2中得到的每個(gè)微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0、圓弧過(guò)渡速度V2的大小，并進(jìn)行分流處理；
當(dāng)V2> VO時(shí)，停止對(duì)該圓弧過(guò)渡軌跡的速度規(guī)劃；
將V2〈 V0吋，將V2設(shè)置為當(dāng)前微線段的輸出速度Vt ；
步驟3-4:從圓弧軌跡的起始點(diǎn)開(kāi)始，以圓弧軌跡上微線段的輸出速度為低速度，采用設(shè)定的加速度a，逆向計(jì)算圓弧軌跡的起始點(diǎn)之前的一段軌跡的各個(gè)微線段的輸出速度Vt，直到計(jì)算到大于或等于原規(guī)劃方案下微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0停止，并將停止時(shí)微線段的輸出速度Vt設(shè)定為其原規(guī)劃方案下的理論運(yùn)動(dòng)速度V0 ;從圓弧軌跡的結(jié)束點(diǎn)開(kāi)始，以圓弧軌跡上微線段的輸出速度為低速度，采用設(shè)定的加速度a，計(jì)算圓弧軌跡的結(jié)束點(diǎn)之后的一段軌跡的各個(gè)微線段的輸出速度Vt，直到計(jì)算到大于或等于原規(guī)劃方案下微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0停止，并將停止時(shí)微線段的輸出速度Vt設(shè)定為其原規(guī)劃方案下的理論運(yùn)動(dòng)速度V0 ;從而獲得第一個(gè)圓弧軌跡、以及第一個(gè)圓弧軌跡起始點(diǎn)之前、結(jié)束點(diǎn)之后的各軌跡的微線段的輸出速度Vt ；
步驟4，如果運(yùn)動(dòng)矢量軌跡含有超過(guò)ー個(gè)圓弧軌跡，
判斷各圓弧軌跡是否相接，如果不相接，按照步驟3所述方法設(shè)置在后圓弧軌跡、以及在后圓弧軌跡結(jié)束點(diǎn)之后的各微線段的輸出速度，對(duì)于在后圓弧軌跡開(kāi)始點(diǎn)之前各微線段速度按照步驟3-4計(jì)算時(shí)，將在前圓弧過(guò)渡軌跡速度規(guī)劃所得到的各微線段的輸出速度視為原速度規(guī)劃下各個(gè)微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0 ；
如果相接，按照如下步驟計(jì)算:
判斷兩相接觸圓弧的曲率半徑的大小，如果在如圓弧冋在后圓弧曲率半徑大小相冋，按照步驟3所述方法設(shè)置在前和在后圓弧軌跡、在前圓弧軌跡開(kāi)始點(diǎn)之前、在后圓弧軌跡結(jié)束點(diǎn)之后的各微線段的輸出速度；
如果在前圓弧的曲率半徑小于在后圓弧的曲率半徑，按照步驟3所述方法設(shè)置在前和在后圓弧軌跡、在前圓弧軌跡開(kāi)始點(diǎn)之前、在后圓弧軌跡結(jié)束點(diǎn)之后的各微線段的輸出速度，然后在按照步驟3-4設(shè)置在前圓弧軌跡結(jié)束之后的各微線段的輸出速度時(shí)將在后圓弧軌跡以及在后圓弧軌跡結(jié)束點(diǎn)之后的各微線段的輸出速度視原速度規(guī)劃下各個(gè)微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0 ；
如果在前圓弧的曲率半徑大于在后圓弧的曲率半徑，按照步驟3所述方法設(shè)置在前和在后圓弧軌跡、在前圓弧軌跡開(kāi)始點(diǎn)之前、在后圓弧軌跡結(jié)束點(diǎn)之后的各微線段的輸出速度，然后在按照步驟3-4設(shè)置在后圓弧軌跡開(kāi)始之前的各微線段的輸出速度時(shí)將在前圓弧軌跡以及在前圓弧軌跡開(kāi)始點(diǎn)之前的各微線段的輸出速度視原速度規(guī)劃下各個(gè)微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0 ；作為優(yōu)選，
所述的步驟3-4采用如下步驟計(jì)算圓弧軌跡的起始點(diǎn)之前、結(jié)束點(diǎn)之后的一段軌跡的各個(gè)微線段的輸出速度Vt:以圓弧軌跡上微線段的輸出速度為低速度Vs，根據(jù)公式
【權(quán)利要求】
1.一種點(diǎn)膠、涂膠設(shè)備圓弧過(guò)渡軌跡速度規(guī)劃方法，其特征在于:包括考慮圓弧軌跡上向心力的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)膠、涂膠設(shè)備圓弧過(guò)渡軌跡速度規(guī)劃方法，其特征在于包含如下內(nèi)容: 將運(yùn)動(dòng)軌跡細(xì)分為多個(gè)微線段，運(yùn)動(dòng)軌跡中包含至少ー個(gè)圓弧軌跡； 獲得各微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0 ;同吋，考慮圓弧軌跡上向心力對(duì)出膠量的影響，設(shè)定允許向心加速度Racc，計(jì)算出圓弧軌跡上各微線段的圓弧過(guò)渡速度V2 ;在圓弧過(guò)渡速度V2和理論運(yùn)動(dòng)速度V0中取較小值作為基準(zhǔn)，來(lái)規(guī)劃各微線段的最終矢量速度，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)圓弧軌跡以及圓弧軌跡起始點(diǎn)之前、圓弧軌跡結(jié)束點(diǎn)之后附近軌跡的速度規(guī)劃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的點(diǎn)膠、涂膠設(shè)備圓弧過(guò)渡軌跡速度規(guī)劃方法，包括如下具體步驟: 步驟1:將運(yùn)動(dòng)矢量軌跡按等長(zhǎng)L拆分成微線段，并設(shè)定同一微線段上速度為定值；步驟2:計(jì)算各微線段的曲率半徑，判斷各微線段是否為拐點(diǎn)，即根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定每一個(gè)圓弧軌跡的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)； 步驟3:獲得第一圓弧軌跡、以及第一圓弧軌跡起始點(diǎn)之前、結(jié)束點(diǎn)之后的各微線段的輸出速度Vt ； 步驟3-1:獲得原速度規(guī)劃下各個(gè)微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0 步驟3-2:根據(jù)圓弧軌跡的各個(gè)微線段的曲率半徑以及設(shè)定的允許向心加速度ぬα來(lái)計(jì)算圓弧軌跡上每個(gè)微線段的圓弧過(guò)渡速度V2 ； 步驟3-3:比較步驟3-1和步驟3-2中得到的圓弧軌跡上每個(gè)微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0、圓弧過(guò)渡速度V2的大小，并進(jìn)行分流處理； 當(dāng)V2> VO時(shí)，停止對(duì)該圓弧過(guò)渡軌跡的速度規(guī)劃； 將V2〈 V0吋，將V2設(shè)置為當(dāng)前微線段的輸出速度Vt ； 步驟3-4:從圓弧軌跡的起始點(diǎn)開(kāi)始，以圓弧軌跡上微線段的輸出速度為低速度，采用設(shè)定的加速度a，逆向計(jì)算圓弧軌跡的起始點(diǎn)之前的一段軌跡的各個(gè)微線段的輸出速度Vt,直到計(jì)算到大于或等于原規(guī)劃方案下微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0停止，并將停止時(shí)微線段的輸出速度Vt設(shè)定為其原規(guī)劃方案下的理論運(yùn)動(dòng)速度V0 ;從圓弧軌跡的結(jié)束點(diǎn)開(kāi)始，以圓弧軌跡上微線段的輸出速度為低速度，采用設(shè)定的加速度a，計(jì)算圓弧軌跡的結(jié)束點(diǎn)之后的一段軌跡的各個(gè)微線段的輸出速度Vt，直到計(jì)算到大于或等于原規(guī)劃方案下微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0停止，并將停止時(shí)微線段的輸出速度Vt設(shè)定為其原規(guī)劃方案下的理論運(yùn)動(dòng)速度V0 ;從而獲得第一個(gè)圓弧軌跡、以及第一個(gè)圓弧軌跡起始點(diǎn)之前、結(jié)束點(diǎn)之后的各軌跡的微線段的輸出速度Vt ； 步驟4，如果運(yùn)動(dòng)矢量軌跡含有超過(guò)ー個(gè)圓弧軌跡， 判斷各圓弧軌跡是否相接，如果不相接，按照步驟3所述方法設(shè)置在后圓弧軌跡、以及在后圓弧軌跡結(jié)束點(diǎn)之后的各微線段的輸出速度，對(duì)于在后圓弧軌跡開(kāi)始點(diǎn)之前各微線段速度按照步驟3-4計(jì)算時(shí)，將在前圓弧過(guò)渡軌跡速度規(guī)劃所得到的各微線段的輸出速度視為原速度規(guī)劃下各個(gè)微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0 ； 如果相接，按照如下步驟計(jì)算: 判斷兩相接觸圓弧的曲率半徑的大小，如果在如圓弧冋在后圓弧曲率半徑大小相冋，按照步驟3所述方法設(shè)置在前和在后圓弧軌跡、在前圓弧軌跡開(kāi)始點(diǎn)之前、在后圓弧軌跡結(jié)束點(diǎn)之后的各微線段的輸出速度； 如果在前圓弧的曲率半徑小于在后圓弧的曲率半徑，按照步驟3所述方法設(shè)置在前和在后圓弧軌跡、在前圓弧軌跡開(kāi)始點(diǎn)之前、在后圓弧軌跡結(jié)束點(diǎn)之后的各微線段的輸出速度，然后在按照步驟3-4設(shè)置在前圓弧軌跡結(jié)束之后的各微線段的輸出速度時(shí)將在后圓弧軌跡以及在后圓弧軌跡結(jié)束點(diǎn)之后的各微線段的輸出速度視原速度規(guī)劃下各個(gè)微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0 ； 如果在前圓弧的曲率半徑大于在后圓弧的曲率半徑，按照步驟3所述方法設(shè)置在前和在后圓弧軌跡、在前圓弧軌跡開(kāi)始點(diǎn)之前、在后圓弧軌跡結(jié)束點(diǎn)之后的各微線段的輸出速度，然后在按照步驟3-4設(shè)置在后圓弧軌跡開(kāi)始之前的各微線段的輸出速度時(shí)將在前圓弧軌跡以及在前圓弧軌跡開(kāi)始點(diǎn)之前的各微線段的輸出速度視原速度規(guī)劃下各個(gè)微線段的理論運(yùn)動(dòng)速度V0。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的點(diǎn)膠、涂膠設(shè)備圓弧過(guò)渡軌跡速度規(guī)劃方法，其特征在于:所述的步驟3-4采用如下步驟計(jì)算圓弧軌跡的起始點(diǎn)之前、結(jié)束點(diǎn)之后的一段軌跡的各個(gè)微線段的輸出速度Vt:以圓弧軌跡上微線段的輸出速度為低速度Vs，根據(jù)公式
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含點(diǎn)膠、涂膠設(shè)備圓弧過(guò)渡軌跡速度規(guī)劃方法，其特征在于:所述的步驟3-2中圓弧過(guò)渡速度V2的計(jì)算公式為|
【文檔編號(hào)】G05B19/41GK103454978SQ201310385688
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】周維, 夏光明, 曹金鄂 申請(qǐng)人:成都樂(lè)創(chuàng)自動(dòng)化技術(shù)股份有限公司