減小輪廓加工誤差的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種減小輪廓加工誤差的方法和系統(tǒng)。所述方法包括以下步驟：獲取震蕩周期，并根據(jù)所述震蕩周期計算延遲時間值；預(yù)估系統(tǒng)特性，計算系統(tǒng)特性參數(shù)，并根據(jù)系統(tǒng)特性參數(shù)計算分配系數(shù)；根據(jù)計算得到的分配系數(shù)值和延遲時間值對每個伺服周期中的原始插補位置進行卷積，將每個伺服周期分解成在所述延遲時間輸出的數(shù)個部分。上述減小輪廓加工誤差的方法和系統(tǒng)，通過在伺服周期中將原始插補位置分解為多個部分在不同延遲時間輸出，從而對原始規(guī)劃路徑進行了處理，改善系統(tǒng)響應(yīng)，減小了軌跡的輪廓誤差，提高了加工精度。
【專利說明】減小輪廓加工誤差的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及加工誤差控制領(lǐng)域，特別是涉及一種減小輪廓加工誤差的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)中，通過多軸連續(xù)軌跡數(shù)控設(shè)備進行加工得到廣泛的應(yīng)用。該多軸連續(xù)軌跡數(shù)控設(shè)備加工工件的過程中，由于機床特性和控制系統(tǒng)等原因，按照原始規(guī)劃的路徑進行加工會導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)較差，從而導(dǎo)致輪廓誤差的加大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要針對傳統(tǒng)的按原始規(guī)劃路徑易增大誤差的問題，提供一種減小輪廓加工誤差的方法，能降低加工誤差，提高加工精度。
[0004]此外，還有必要提供一種減小輪廓加工誤差的系統(tǒng)，能降低加工誤差，提高加工精度。
[0005]一種減小輪廓加工誤差的方法，包括以下步驟:
[0006]獲取震蕩周期，并根據(jù)所述震蕩周期計算延遲時間值；
[0007]預(yù)估系統(tǒng)特性，計算系`統(tǒng)的特性參數(shù)，并根據(jù)所述系統(tǒng)的特性參數(shù)計算分配系數(shù)；
[0008]根據(jù)計算得到的分配系數(shù)值和延遲時間值對每個伺服周期中的原始插補位置進行卷積，將所述原始插補位置分解成在所述延遲時間輸出的預(yù)設(shè)數(shù)個部分。
[0009]在其中一個實施例中，所述預(yù)估系統(tǒng)特性，計算系統(tǒng)的特性參數(shù)，并根據(jù)所述系統(tǒng)特性參數(shù)計算分配系數(shù)的步驟包括:
[0010]預(yù)估系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自然頻率，并根據(jù)所述震蕩周期、系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自然頻率計算系統(tǒng)的特性參數(shù)，并根據(jù)所述系統(tǒng)特性參數(shù)計算分配系數(shù)。
[0011]在其中一個實施例中，計算系統(tǒng)的特性參數(shù)的公式為:
[0012]k=c' Λ° 6
[0013]其中，k為系統(tǒng)的特性參數(shù)，ζ為系統(tǒng)的阻尼比，Wn為系統(tǒng)的無阻尼自然頻率，T為震蕩周期，e為自然對數(shù)。
[0014]在其中一個實施例中，所述預(yù)設(shè)數(shù)個部分為3個部分，分配系數(shù)b k2, k3，延遲時間為N1*!^ N2*Ts，計算公式為:

I
[0015]A1=-T
l-k+k"
一欠
[0016]k,
—l-k + k
[0017]k3 = 1?[0018]其中，k為系統(tǒng)的特性參數(shù)，k1； k2, k3為分配系數(shù)；
[0019]-?ηΙ(-ζ- + 0.5)
[0020]IV, =InK^-+ 0.5) [0021]其中，T為震蕩周期，Ts為伺服周期，int為取整函數(shù)。
[0022]在其中一個實施例中，所述3個部分的輸出是根據(jù)所述分配系數(shù)和延遲時間，通過卷積運算實現(xiàn)分解和延時，卷積矩陣如下: [0023][coef0...cmfN'...coefm ] = [^3 0...0 k2 0...0 A1]
[0024]其中，COeftl表示卷積矩陣的第O個系數(shù)，表示卷積矩陣的第N1個系數(shù)，《*/&表示卷積矩陣的第N2個系數(shù)，kl, k2, k3為分配系數(shù)，分別對應(yīng)于卷積矩陣的coej\: , Coefs ? Coef0O
[0025]一種減小輪廓加工誤差的系統(tǒng)，包括:
[0026]獲取模塊，用于獲取振蕩周期，并根據(jù)所述震蕩周期計算延遲時間值；
[0027]預(yù)估模塊，用于預(yù)估系統(tǒng)特性，計算系統(tǒng)的特性參數(shù)，并根據(jù)所述系統(tǒng)的特性參數(shù)計算分配系數(shù)；
[0028]處理模塊，用于根據(jù)計算得到的分配系數(shù)值和延遲時間值對每個伺服周期中的原始插補位置進行卷積，分解成在所述延遲時間值輸出的預(yù)設(shè)數(shù)個部分。
[0029]在其中一個實施例中，所述預(yù)估模塊還用于預(yù)估系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自然頻率，并根據(jù)所述震蕩周期、系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自然頻率計算系統(tǒng)的特性參數(shù)，并根據(jù)所述系統(tǒng)特性參數(shù)計算分配系數(shù)。
[0030]在其中一個實施例中，計算系統(tǒng)的特性參數(shù)的公式為:
[0031]k=0^[
[0032]其中，k為系統(tǒng)的特性參數(shù)，ζ為系統(tǒng)的阻尼比，Wn為系統(tǒng)的無阻尼自然頻率，T為震蕩周期，e為自然對數(shù)。
[0033]在其中一個實施例中，所述預(yù)設(shè)數(shù)個部分為3個部分，系數(shù)k” k2, k3，延遲時間為N1=KTpN2=KTs，計算公式為:

I
LUUO外」Λ|........................................l-k + k^
[0035]k2

I — A* + i
[0036]k3 = l-k「k2
[0037]其中，k為系統(tǒng)的特性參數(shù)，k1； k2, k3為分配系數(shù)；
[0038]^=1111(-^ + 0,5)

67；
【權(quán)利要求】
1.一種減小輪廓加工誤差的方法，包括以下步驟: 獲取震蕩周期，并根據(jù)所述震蕩周期計算延遲時間； 預(yù)估系統(tǒng)特性，計算系統(tǒng)的特性參數(shù)，并根據(jù)所述系統(tǒng)的特性參數(shù)計算分配系數(shù)； 根據(jù)計算得到的分配系數(shù)值和延遲時間對每個伺服周期中的原始插補位置進行卷積，將所述原始插補位置分解成在所述延遲時間輸出的預(yù)設(shè)數(shù)個部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小輪廓加工誤差的方法，其特征在于， 所述預(yù)估系統(tǒng)特性，計算系統(tǒng)的特性參數(shù)，并根據(jù)所述系統(tǒng)特性參數(shù)計算分配系數(shù)的步驟包括: 預(yù)估系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自然頻率，并根據(jù)所述震蕩周期、系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自然頻率計算系統(tǒng)的特性參數(shù)，并根據(jù)所述系統(tǒng)特性參數(shù)計算分配系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減小輪廓加工誤差的方法，其特征在于，計算系統(tǒng)的特性參數(shù)的公式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小輪廓加工誤差的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)數(shù)個部分為3個部分，分配系數(shù)k” k2, k3，延遲時間為Ni*Ts、N2*Ts，計算公式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的減小輪廓誤差的系統(tǒng)，其特征在于，所述3個部分的輸出是根據(jù)所述分配系數(shù)和延遲時間，通過卷積運算實現(xiàn)分解和延時，卷積矩陣如下: [ea.;.…_ coe/'v.1 = [I3 1*0 Ir1 ΙΛ A1 】 其中，Coeftl表示卷積矩陣的第O個系數(shù)，m表示卷積矩陣的第N1個系數(shù)，coef%:表示卷積矩陣的第N2個系數(shù)，k1； k2, k3為分配系數(shù)，分別對應(yīng)于卷積矩陣的微f、: ? coef'，COef Q O
6.一種減小輪廓加工誤差的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 獲取模塊，用于獲取振蕩周期，并根據(jù)所述震蕩周期計算延遲時間； 預(yù)估模塊，用于預(yù)估系統(tǒng)特性，計算系統(tǒng)的特性參數(shù)，并根據(jù)所述系統(tǒng)的特性參數(shù)計算分配系數(shù)； 處理模塊，用于根據(jù)計算得到的分配系數(shù)值和延遲時間對每個伺服周期中的原始插補位置進行卷積，分解成在所述延遲時間輸出的預(yù)設(shè)數(shù)個部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的減小輪廓加工誤差的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)估模塊還用于預(yù)估系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自然頻率，并根據(jù)所述震蕩周期、系統(tǒng)的阻尼比和無阻尼自然頻率計算系統(tǒng)的特性參數(shù)，并根據(jù)所述系統(tǒng)特性參數(shù)計算分配系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的減小輪廓加工誤差的系統(tǒng)，其特征在于，計算系統(tǒng)的特性參數(shù)的公式為:
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的減小輪廓加工誤差的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)數(shù)個部分為3個部分，分配系數(shù)k” k2, k3，延遲時間為Ni*Ts、N2*Ts，計算公式為:

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的減小輪廓誤差的系統(tǒng)，其特征在于，所述3個部分的輸出是根據(jù)所述分配系數(shù)和延遲時間，通過卷積運算實現(xiàn)分解和延時，卷積矩陣如下:
【文檔編號】G05B19/41GK103777573SQ201310675065
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】吳宏, 呂恕, 王瑞, 張婷華 申請人:固高科技(深圳)有限公司