七段式跃度线性连续数控装置高速进给加减速方法   0    0

一种七段式跃度线性连续数控装置高速进给加减速方法，其具体步骤如下：(1)采用线性变化跃度的方式，将整个加减速过程划分了7个阶段；其中前三个阶段为加速过程，第一个阶段包括跃度正向线性增加和减小两步，第三个阶段包括跃度反向线性增加和减小两步；后三个阶段为减速过程，第五个阶段包括跃度反向线性增加和减小两步，第七个阶段包括跃度正向线性增加和减小两步；第二个阶段、第四个阶段、第六个阶段均是匀速运动过程；(2)根据机床的最大跃度、最大加速度及最大速度的动力学特性参数，将加减速过程划分为含恒加速阶段及不含恒加速阶段；(3)结合实际进给行程规划各阶段的跃度、加速度、速度及位移。

1.一种七段式跃度线性连续数控装置高速进给加减速方法，其具体步骤如下：
(1)采用线性变化跃度的方式，将整个加减速过程划分了7个阶段；其中前三个阶段为加速过程，第一个阶段包括跃度正向线性增加和减小两步，第三个阶段包括跃度反向线性增加和减小两步；后三个阶段为减速过程，第五个阶段包括跃度反向线性增加和减小两步，第七个阶段包括跃度正向线性增加和减小两步；第二个阶段、第四个阶段、第六个阶段均是匀速运动过程；其中，整个加减速过程的各个阶段的跃度j用式(1)表示，具体如下：
其中，t1,…t7分别表示七个阶段末的绝对时间，T1,…T7分别表示七个阶段内的运行时间，J表示系统能承受的最大跃度，j1,…j7分别表示七个阶段末的跃度，t、τ分别表示七个阶段相对和绝对时间变量；
(2)根据机床的最大跃度、最大加速度及最大速度的动力学特性参数，将加减速过程划分为含恒加速阶段及不含恒加速阶段；
(3)结合实际进给行程规划各阶段的跃度、加速度、速度及位移。

2.如权利要求1所述的一种七段式跃度线性连续数控装置高速进给加减速方法，其特征在于：步骤(1)中整个加减速过程的各个阶段的加速度a用式(2)表示，具体如下：
其中，a1,…a7分别表示七个阶段末的加速度。

3.如权利要求2所述的一种七段式跃度线性连续数控装置高速进给加减速方法，其特征在于：步骤(1)中整个加减速过程的各个阶段的速度v用式(3)表示，具体如下：
其中，v1,…v7分别表示七个阶段末的速度。

4.如权利要求3所述的一种七段式跃度线性连续数控装置高速进给加减速方法，其特征在于：步骤(1)中整个加减速过程的各个阶段的位移s用式(4)表示，具体如下：
其中，s1,…s7分别表示七个阶段末的位移。

5.如权利要求4所述的一种七段式跃度线性连续数控装置高速进给加减速方法，其特征在于：步骤(2)中加减速过程划分为含恒加速阶段及不含恒加速阶段的具体步骤如下：
根据机床动力学特性、机床性能、加工精度，选取系统能承受的最大跃度J、加速度A及速度vfmax；
由式(2)有
得
由式(3)有
得
当由式(6)计算得到T2＜0，则表明加减速过程不存在恒加速阶段，为不含恒加速阶段；
当由式(6)计算得到T2≥0，则表明加减速过程存在恒加速阶段，为含恒加速阶段。

6.如权利要求5所述的一种七段式跃度线性连续数控装置高速进给加减速方法，其特征在于：当T2≥0时表明需经过恒加速阶段，加速度才能达到最大值，此时运动行程存在两个临界值：scr1恰好无恒速阶段运动；scr2恰好无恒速及恒加速阶段运动；scr1、scr2的求取步骤如下：
由位移表达式(4)可得，整个加减速运动总的行程为：
则，取式(7)中T4＝0，得
其中 将T1、T2代入式(8)得，
同样，对式(7)，取T2＝0、T4＝0，则得

7.如权利要求6所述的一种七段式跃度线性连续数控装置高速进给加减速方法，其特征在于：在含恒加速阶段的加减速过程中，当实际运动行程L为L＞scr1时，各运动阶段的运动时间为：
将式(11)代入式(1)～(4)，则可规划得到各运动阶段的跃度、加速度、速度及位移；
当实际运动行程L为scr1＞L＞scr2时，对式(7)，取T4＝0、T2为待求量t2，则得到
则各运动阶段的运动时间为：
将式(13)代入式(1)～(4)，则可规划得到各运动阶段的跃度、加速度、速度及位移；
当实际运动行程L为L＜scr2时，对式(7)，取T2＝T4＝0、T1为待求量t1，则得
将式(14)代入式(1)～(4)，则可规划得到各运动阶段的跃度、加速度、速度及位移。

8.如权利要求5所述的一种七段式跃度线性连续数控装置高速进给加减速方法，其特征在于：当T2＜0时表明无需经过恒加速阶段，速度就能达到最大值，此时运动行程存在一个临界值：scr3恰好无恒速阶段运动；scr3的求取过程如下：
由速度表达式(3)有
得
将式(15)代入式(7)，同时取T2＝0、T4＝0，则得

9.如权利要求8所述的一种七段式跃度线性连续数控装置高速进给加减速方法，其特征在于：在不含恒加速阶段的加减速过程中，当实际运动行程L为L＞scr3时，各运动阶段的运动时间为：
将式(17)代入式(1)～(4)，则可规划得到各运动阶段的跃度、加速度、速度及位移；
当实际运动行程L为L＜scr3时，各运动阶段的运动时间与在含恒加速阶段的加减速过程中实际运动行程L为L＜scr2时一致。