数控系统的速度预测、数控系统的控制方法及数控系统与流程

技术特征：
1.一种数控系统的速度预测方法，其特征在于，包括：获取加工工件的刀具的第一加工路径，将所述第一加工路径分为多个第一子加工路径；根据前一所述第一子加工路径和当前所述第一子加工路径计算当前所述第一子加工路径上加工所述工件的所述刀具的预处理速度；对当前所述第一子加工路径进行旋转刀具中心点变换，以得到当前第二子加工路径；根据当前所述第一子加工路径、当前所述第二子加工路径以及所述预处理速度计算加工所述工件的所述刀具在当前所述第二子加工路径上的平均速度及平均加速度；分别对所述平均速度及平均加速度进行校验，以判断是否调整所述预处理速度；将前一所述第一子加工路径上加工所述工件的所述刀具的末速度作为当前所述第一子加工路径的初始速度；根据所述初始速度和所述预处理速度计算当前所述第一子加工路径上加工所述工件的所述刀具的末速度并输出。2.根据权利要求1所述的速度预测方法，其特征在于，所述根据前一所述第一子加工路径和当前所述第一子加工路径计算当前所述第一子加工路径上加工所述工件的所述刀具的预处理速度包括：计算当前所述第一子加工路径的长度及当前所述第一子加工路径与前一所述第一子加工路径之间的夹角，以得到第一最大速度；判断当前所述第一子加工路径是否为弧形；若当前所述第一子加工路径为弧形，则计算出当前所述第一子加工路径的弓高误差允许的第二最大速度及当前所述第一子加工路径的向心加速度允许的第三最大速度；从所述数控系统的第一预设最大速度、用户指定的第二预设最大速度、所述第一最大速度、所述第二最大速度以及所述第三最大速度中取最小值作为当前所述第一子加工路径上刀具的预处理速度。3.根据权利要求1所述的速度预测方法，其特征在于，所述对当前所述第一子加工路径进行旋转刀具中心点变换，以得到当前所述第二子加工路径，并根据当前所述第一子加工路径、当前所述第二子加工路径以及所述预处理速度计算加工所述工件的所述刀具在当前所述第二子加工路径上的所述平均速度包括：定义当前所述第一子加工路径为p1p2，其中p1的坐标为(x1，y1，z1，a1，b1)，p2的坐标为(x2，y2，z2，a2，b2)，计算当前所述第一子加工路径的长度对当前所述第一子加工路径进行旋转刀具中心点变换，以得到当前所述第二子加工路径；定义当前所述第二子加工路径为p
′1p
′2，其中p
′1的坐标为(x1，y1，z1，a1，b1)，p
′2的坐标为(x2，y2，z2，a2，b2)，计算当前所述第二子加工路径的长度根据当前所述第一子加工路径的长度l、当前所述第二子加工路径的长度l'以及所述预处理速度，得到所述刀具在当前所述第二子加工路径上的所述平均速度
4.根据权利要求3所述的速度预测方法，其特征在于，所述对所述平均速度进行校验包括：判断所述平均速度f'是否超过系统设置的最大速度v
max
；若所述平均速度超过系统设置的最大速度v
max
，则将所述预处理速度调整为若所述平均速度未超过系统设置的最大速度v
max
，则无需调整。5.根据权利要求4所述的速度预测方法，其特征在于，根据当前所述第二子加工路径计算加工所述工件的所述刀具在当前所述第二子加工路径上的平均加速度，对所述平均加速度进行校验包括：根据当前所述第二子加工路径的长度、所述刀具在当前所述第二子加工路径经速度限制后的目标速度以及所述刀具经过当前所述第二子加工路径的时间，计算所述刀具在当前所述第二子加工路径上的所述平均加速度a
i
；根据所述第二子加工路径获取刀具在所述第二子加工路径上的位移矢量及加速度限制，计算得到最大加速度a
max
；判断a
i
是否大于a
max
；若a
i
大于a
max
，则调整所述平均速度，并根据所述平均速度调整所述预处理速度。6.根据权利要求1所述的速度预测方法，其特征在于，所述根据所述初始速度和所述预处理速度计算当前所述第一子加工路径上加工所述工件的所述刀具的末速度包括：判断当前所述第二子加工路径是否为最后一段所述第二子加工路径；若当前所述第二子加工路径为最后一段所述第二子加工路径，则将当前所述第二子加工路径上所述刀具的末速度设置为0；若当前所述第二子加工路径不是最后一段所述第二子加工路径，则根据所述初始速度、所述第二子加工路径的预设段长度以及最大加速度计算所述刀具在所述第二子加工路径上的最大末速度；判断所述最大末速度是否小于所述预处理速度；若所述最大末速度小于所述预处理速度，则将当前所述第二子加工路径上所述刀具的末速度修改为所述最大末速度；若所述最大末速度大于或等于所述预处理速度，则根据后续所述第二子加工路径的总长度调整当前所述第二子加工路径上所述刀具的末速度。7.根据权利要求6所述的速度预测方法，其特征在于，所述根据后续所述第二子加工路径的总长度调整当前所述第二子加工路径上所述刀具的末速度包括：判断后续所述第二子加工路径的总长度是否大于所述刀具的速度降为0时所运动的距离；若后续所述第二子加工路径的总长度小于或等于大于所述刀具的速度降为0时所运动的距离，则等待后续数据；若后续所述第二子加工路径的总长度是否大于所述刀具的速度降为0时所运动的距离，则调整当前所述第二子加工路径上所述刀具的末速度，以使得所述刀具能够运动至后续所述第二子加工路径的末端。8.根据权利要求1所述的速度预测方法，其特征在于，所述将前一所述第一子加工路径
上加工所述工件的所述刀具的末速度作为当前所述第一子加工路径的初始速度之前还包括：判断当前所述第一子加工路径是否为第一段所述第一子加工路径；若当前所述第一子加工路径为第一段所述第一子加工路径，则将当前所述第一子加工路径上所述刀具的初始速度设置为0；若当前所述第一子加工路径不是第一段所述第一子加工路径，则将前一所述第一子加工路径上所述刀具的末速度作为当前所述第一子加工路径的初始速度。9.一种数控系统的控制方法，其特征在于，包括：接收工件的加工程序并对所述加工程序进行编译，以获取加工所述工件的刀具的第一加工路径，将所述第一加工路径分为多个第一子加工路径；根据前一所述第一子加工路径和当前所述第一子加工路径对加工所述工件的所述刀具在当前所述第一子加工路径上的速度进行预测；根据预测的所述速度对加工所述工件的所述刀具进行速度规划并输出；其中，对所述刀具的速度进行预测的方法为如权利要求1至8所述的速度预测方法。10.一种数控系统，其特征在于，包括：接收设备，用于接收工件的加工程序；处理器，与所述接收设备连接，用于对所述加工程序进行编译，以获取加工所述工件的刀具的第一加工路径，将所述第一加工路径分为多个第一子加工路径；根据前一所述第一子加工路径和当前所述第一子加工路径对加工所述工件的所述刀具在当前所述第一子加工路径上的速度进行预测；根据预测的所述速度对加工所述工件的所述刀具进行速度规划并输出；驱动器，与所述处理器连接，用于接收所述刀具的速度规划并驱动机床运行；其中，处理器具体用于获取加工所述工件的所述刀具的第一加工路径，将所述第一加工路径分为多个第一子加工路径；根据前一所述第一子加工路径和当前所述第一子加工路径计算当前所述第一子加工路径上加工所述工件的所述刀具的预处理速度；对当前所述第一子加工路径进行旋转刀具中心点变换，以得到当前第二子加工路径；根据当前所述第一子加工路径、当前所述子加工路径以及所述预处理速度计算加工所述工件的所述刀具在当前所述第二子加工路径上的平均速度及平均加速度；分别对所述平均速度及平均加速度进行校验，以判断是否调整所述预处理速度；将前一所述第一子加工路径上加工所述工件的所述刀具的末速度作为当前所述第一子加工路径的初始速度；根据所述初始速度和所述预处理速度计算当前所述第一子加工路径上所述刀具的末速度并输出。

技术总结
本发明公开了数控系统的速度预测、数控系统的控制方法及数控系统，该速度预测方法包括获取加工工件的刀具的多个第一子加工路径；计算当前第一子加工路径上刀具的预处理速度并进行旋转刀具中心点变换，以得到当前第二子加工路径；计算刀具在当前第二子加工路径上的平均速度及平均加速度并校验，以判断是否调整预处理速度；将前一第一子加工路径上刀具的末速度作为当前第一子加工路径的初始速度；根据初始速度和预处理速度计算当前第一子加工路径上刀具的末速度并输出。本发明能够解决刀具在工件坐标系下的编程坐标与在机床坐标系下的实际位移坐标在非线性关系下的速度协同，防止速度规划后刀具的速度、加速度超出机床的性能限制。限制。限制。


技术研发人员：邓应波 黄祥钧
受保护的技术使用者：配天机器人技术有限公司
技术研发日：2020.07.17
技术公布日：2022/1/17