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数控机床XY工作台插补中滤波技术

组合机床与自动化加工技术 2024年第4期 154-158,163页

作者：陈振炜李艳林阴雷鸣朱进全济南邦德激光股份有限公司济南250000

在插补过程中,程序段与程序段之间在衔接处的转向,导致在程序段衔接处产生加速度突变,容易引起机床震动,为平滑加速度,对各轴速度进行低通滤波,对各轴速度进行低通滤波即是对各轴的速度曲线进行平滑,从而消除加速度突变,使得机床运行平... 详细信息

在插补过程中,程序段与程序段之间在衔接处的转向,导致在程序段衔接处产生加速度突变,容易引起机床震动,为平滑加速度,对各轴速度进行低通滤波,对各轴速度进行低通滤波即是对各轴的速度曲线进行平滑,从而消除加速度突变,使得机床运行平稳。基于数控机床XY工作台进行研究,采用有限脉冲响应(FIR)数字滤波器进行轴滤波,证明了对轴位置点滤波卷积运算,即是对速度进行滤波,并且对滤波产生的轮廓误差进行分析,并且结合实际数控机床加工情况,对滤波后产生的进给量过小问题进行分析并做补偿处理。该方法应用于数控激光切割系统,结果证明该方案能改善系统性能,提升系统加工的平稳度。

关键词： s形加减速插补器 FIR数字滤波器滤波误差控制滤波补偿

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数控系统的直线和s形加减速研究

中国机械工程 2006年第15期17卷 1600-1604页

作者：陈友东王田苗魏洪兴潘月斗北京航空航天大学北京100083 北京科技大学北京100083

推导出了用于机器人及机床控制器前加减速的直线加减速和s形加减速的离散采样迭代公式。实际减速点和理论减速点不重合,在减速过程中会出现一段时间的低速运行,为了消除低速运行段,提出了按照实际的剩余长度重新计算加速度和加加速度的... 详细信息

推导出了用于机器人及机床控制器前加减速的直线加减速和s形加减速的离散采样迭代公式。实际减速点和理论减速点不重合,在减速过程中会出现一段时间的低速运行,为了消除低速运行段,提出了按照实际的剩余长度重新计算加速度和加加速度的算法,对该算法进行了仿真和实验验证,结果表明,该算法可有效地消除减速过程中的低速运行段。

关键词：线性加减速 s形加减速 CNC 插补

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s形加减速算法前瞻处理研究

小型微型计算机系统 2011年第10期32卷 2140-2144页

作者：朱明游有鹏何均南京航空航天大学机电学院南京210016

由于s形加减速算法的表达式是分段表达式且包括无理表达式,在应用s形加减速算法进行前瞻处理时出现了两个问题:1、方程表达式难以确定;2、需要求解无理方程.针对第一问题,提出一种仅需要少量计算和比较的方法.为了求解无理方程,本文提... 详细信息

由于s形加减速算法的表达式是分段表达式且包括无理表达式,在应用s形加减速算法进行前瞻处理时出现了两个问题:1、方程表达式难以确定;2、需要求解无理方程.针对第一问题,提出一种仅需要少量计算和比较的方法.为了求解无理方程,本文提出使用拉格朗日逼近法构造二次方程来逼近无理方程,详细分析了逼近产生的误差并给出一种误差校正的方法.文中提出的方法在Matlab平台仿真实现,并已通过实际加工NURBs曲线验证可行.

关键词： s形加减速前瞻拉格朗日逼近法数控系统

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数控系统的直线和s形加减速离散算法

中国机械工程 2010年第5期21卷 567-570页

作者：陈友东魏洪兴王琦魁北京航空航天大学北京100191 中国农业大学北京100083

提出了一种新的直线和s形加减速控制算法,给出了直线和s形加减速的速度迭代公式。程序段长度不能满足理论上加减速计算的时间分割条件,即理论减速点和实际减速点不重合,这导致在减速阶段结束时需要低速运行一段时间。在插补开始时根据... 详细信息

提出了一种新的直线和s形加减速控制算法,给出了直线和s形加减速的速度迭代公式。程序段长度不能满足理论上加减速计算的时间分割条件,即理论减速点和实际减速点不重合,这导致在减速阶段结束时需要低速运行一段时间。在插补开始时根据加速度重新计算速度,以保证该速度运行时能够保证插补路径的长度刚好是直线段的整数倍。以此速度重新计算加速度和加加速度,并将其用于加减速运动,可以避免处理"尾巴"。根据采样次数决定加减速,可以避免预测减速点。

关键词：直线加减速 s形加减速 CNC 插补

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一种预判插补时间的s形加减速插补算法

中国机械工程 2011年第23期22卷 2794-2797,2801页

作者：唐小琦何王勇李勇波华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心武汉430074 中国地质大学(武汉) 武汉430074

在分析s形加减速控制7段模型的基础上,为实现加速度和加加速度限制下插补后位移、速度、加速度同步为零,提出了一种预判s形加减速各段插补时间的算法,并对算法的实现进行了详细的论述。对任意位移、速度组合线段进行测试表明:算法正确... 详细信息

在分析s形加减速控制7段模型的基础上,为实现加速度和加加速度限制下插补后位移、速度、加速度同步为零,提出了一种预判s形加减速各段插补时间的算法,并对算法的实现进行了详细的论述。对任意位移、速度组合线段进行测试表明:算法正确、运算效率高,适合插补前加减速控制。

关键词： s形加减速插补算法加加速度数控

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基于牙科CT转台的新型s形加减速算法

机床与液压 2019年第14期47卷 139-143页

作者：薛进学郭清远张丰收燕根鹏河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 中信重工机械股份有限公司河南洛阳471039

牙科CT在拍摄X片时,牙科CT转台需要频繁启停。为了实现电机启停平稳、无冲击,通过对各种加减速算法的了解,提出一种新型的5段s形加减速算法,并将此算法应用到牙科CT机转台中。通过对加减速算法分析,简化了加减速算法,并仿真验证了该算... 详细信息

牙科CT在拍摄X片时,牙科CT转台需要频繁启停。为了实现电机启停平稳、无冲击,通过对各种加减速算法的了解,提出一种新型的5段s形加减速算法,并将此算法应用到牙科CT机转台中。通过对加减速算法分析,简化了加减速算法,并仿真验证了该算法的正确性。通过对该算法和传统s形加减速算法进行对比试验,证明该算法不仅可以实现速度的高度平滑,而且转台运转时振荡很小。

关键词：电机转台速度平滑 s形加减速

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基于EMC2的s形加减速控制算法

组合机床与自动化加工技术 2013年第6期 30-33,36页

作者：史步海郭协涛华南理工大学自动化科学与工程学院广州510640

为实现CNC系统运行过程中优良的升降速控制,需将EMC2系统自带的T形加减速控制算法改造成s形加减速控制算法。在分析了开源数控软件EMC2的软件构架、轨迹规划原理和源码程序之后,针对传统的s形加减速控制算法存在条件判断与计算复杂,加... 详细信息

为实现CNC系统运行过程中优良的升降速控制,需将EMC2系统自带的T形加减速控制算法改造成s形加减速控制算法。在分析了开源数控软件EMC2的软件构架、轨迹规划原理和源码程序之后,针对传统的s形加减速控制算法存在条件判断与计算复杂,加速度曲线不够平滑和加加速度存在突变的缺点,文中提出了一种新的s形加减速控制算法并应用到EMC2中。经过试验平台的实际测试,证明改造后的算法能够使机床具有满足高速加工要求的柔性加减速特性。

关键词： s形加减速 EMC2 数控

基于自适应平滑速度和参数增量补偿的NURBs插补

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机械工程学报 2022年第5期58卷 178-189页

作者：许波丁一姬伟江苏大学电气信息工程学院镇江212013

为提高NURBs插补速度的平滑性以及针对传统插补参数计算方法精度低的问题,研究了曲率约束下的平滑进给速度规划和基于参数增量补偿的插补点参数计算方法。基于曲率约束获得自适应进给速度,依据自适应速度对曲线进行分段。改进了传统的s... 详细信息

为提高NURBs插补速度的平滑性以及针对传统插补参数计算方法精度低的问题,研究了曲率约束下的平滑进给速度规划和基于参数增量补偿的插补点参数计算方法。基于曲率约束获得自适应进给速度,依据自适应速度对曲线进行分段。改进了传统的s形加减速规划方法,对满足合并条件的相邻区间进行综合规划,并且对速度超限的问题做出调整。基于二阶Runge-Kutta法求取下一插补点参数的初始增量值,采用后向差分法简化计算。利用圆弧近似求取参数增量的补偿值,最终获得下一插补点的参数。通过仿真测试了所提方法的性能,速度曲线平滑且各指标满足约束条件,进给速度波动也更小。测试试验对比了所提方法与传统方法,研究结果证明了该算法的有效性。

关键词： NURBs插补速度规划 s形加减速进给速度波动圆弧过渡刃

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基于FPGA的自适应动态规划控制算法研究

仪表技术与传感器 2023年第10期 100-106,126页

作者：孔祥晔王如刚周锋郭乃宏盐城工学院信息工程学院江苏盐城224051 盐城雄鹰精密机械有限公司江苏盐城224006

针对步进电机在运动过程中突然改变目标速度或者反向转动的情况下产生突变和失步的不足,通过分析步进电机的s形加减速曲线,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的自适应动态规划的控制算法。该算法基于自抗扰控制理论中的跟踪微分器... 详细信息

针对步进电机在运动过程中突然改变目标速度或者反向转动的情况下产生突变和失步的不足,通过分析步进电机的s形加减速曲线,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的自适应动态规划的控制算法。该算法基于自抗扰控制理论中的跟踪微分器的原理,编写Verilog控制语言,在FPGA开发板上对算法进行验证,并结合Modelsim软件和编码器进行加减速结果分析。结果表明,该算法加速时间快了11 ms,反转所用时间快了14 ms,解决了事先频繁确定目标速度的问题以及在反转过程中的突变现象,从结果数据可以看出不易产生突变,相比于直接使用连续积分算法,该算法精确度上升了8.14%且复杂程度小、突变小、工作效率更高。

关键词： s形加减速 FPGA 跟踪微分器自适应