一种NURBS曲线插补速度控制方法、装置及设备

技术特征：
1.一种nurbs曲线插补速度控制方法，其特征在于，包括：预测目标nurbs曲线的下一插补点位置参数矢量，得到参数矢量预测值；获取当前插补点位置参数矢量，并根据所述当前插补点位置参数矢量和所述参数矢量预测值计算下一预测进给量；获取机床的指令速度、预设的速度波动容忍度因子和插补周期；当结合所述指令速度、所述速度波动容忍度因子、所述插补周期以及所述下一预测进给量，确定不需要对所述参数矢量预测值对应的预测位置进行位置补偿时，将所述预测位置确定为实际位置，控制传动系统至所述目标nurbs曲线中所述实际位置进行零件加工；当结合所述指令速度、所述速度波动容忍度因子、所述插补周期以及所述下一预测进给量，确定需要对所述预测位置进行位置补偿时，确定补偿方向；获取当前插补点所在位置与所述预测位置之间的曲线弧长，根据所述曲线弧长、所述当前插补点位置参数矢量以及所述参数矢量预测值计算参数矢量均匀分布值，并根据所述参数矢量均匀分布值计算参数矢量补偿量；根据所述补偿方向和所述参数矢量补偿量对当前参数矢量预测值进行补偿操作，得到新生成的当前参数矢量预测值，重复执行所述根据所述当前插补点位置参数矢量和所述参数矢量预测值计算下一预测进给量的步骤。2.根据权利要求1所述的nurbs曲线插补速度控制方法，其特征在于，在结合所述指令速度、所述速度波动容忍度因子、所述插补周期以及所述下一预测进给量，确定需要对所述预测位置进行位置补偿之后，获取当前插补点所在位置与所述预测位置之间的曲线弧长之前，还包括：判断当前插补点与下一插补点之间的补偿次数是否超过预设值；若是，则获取各次补偿分别对应的参数矢量补偿量，计算各所述参数矢量补偿量的均值，根据所述均值计算参数矢量实际值，并根据所述参数矢量实际值计算所述实际位置，执行所述控制传动系统至所述目标nurbs曲线中所述实际位置进行零件加工的步骤；若否，则执行所述获取当前插补点所在位置与所述预测位置之间的曲线弧长的步骤。3.根据权利要求1所述的nurbs曲线插补速度控制方法，其特征在于，获取当前插补点所在位置与所述预测位置之间的曲线弧长，包括：利用数学积分运算计算当前插补点所在位置与所述预测位置之间的曲线弧长。4.根据权利要求1所述的nurbs曲线插补速度控制方法，其特征在于，预测目标nurbs曲线的下一插补点位置参数矢量，包括：利用泰勒展开法预测所述目标nurbs曲线的下一插补点位置参数矢量。5.根据权利要求1至4任一项所述的nurbs曲线插补速度控制方法，其特征在于，在获取机床的指令速度、预设的速度波动容忍度因子和插补周期之后，还包括：对所述指令速度和所述插补周期进行乘积运算，得到指令进给量；根据所述指令容忍度因子和所述指令进给量计算进给量容忍范围；判断所述下一预测进给量是否属于所述进给量容忍范围；当结合所述指令速度、所述速度波动容忍度因子、所述插补周期以及所述下一预测进给量，确定不需要对所述参数矢量预测值对应的预测位置进行位置补偿时，将所述预测位置确定为实际位置，控制传动系统至所述目标nurbs曲线中所述实际位置进行零件加工，包
括：当所述下一预测进给量属于所述进给量容忍范围时，将所述预测位置确定为实际位置，控制传动系统至所述目标nurbs曲线中所述实际位置进行零件加工；当结合所述指令速度、所述速度波动容忍度因子、所述插补周期以及所述下一预测进给量，确定需要对所述预测位置进行位置补偿时，确定补偿方向，包括：当所述下一预测进给量不属于所述进给量容忍范围时，确定所述补偿方向。6.一种nurbs曲线插补速度控制装置，其特征在于，包括：矢量预测模块，用于预测目标nurbs曲线的下一插补点位置参数矢量，得到参数矢量预测值；预测进给量计算模块，用于获取当前插补点位置参数矢量，并根据所述当前插补点位置参数矢量和所述参数矢量预测值计算下一预测进给量；参数获取模块，用于获取机床的指令速度、预设的速度波动容忍度因子和插补周期；传动系统控制模块，用于当结合所述指令速度、所述速度波动容忍度因子、所述插补周期以及所述下一预测进给量，确定不需要对所述参数矢量预测值对应的预测位置进行位置补偿时，将所述预测位置确定为实际位置，控制传动系统至所述目标nurbs曲线中所述实际位置进行零件加工；补偿方向确定模块，用于当结合所述指令速度、所述速度波动容忍度因子、所述插补周期以及所述下一预测进给量，确定需要对所述预测位置进行位置补偿时，确定补偿方向；矢量补偿量计算模块，用于获取当前插补点所在位置与所述预测位置之间的曲线弧长，根据所述曲线弧长、所述当前插补点位置参数矢量以及所述参数矢量预测值计算参数矢量均匀分布值，并根据所述参数矢量均匀分布值计算参数矢量补偿量；矢量补偿模块，用于根据所述补偿方向和所述参数矢量补偿量对当前参数矢量预测值进行补偿操作，得到新生成的当前参数矢量预测值，重复执行所述根据所述当前插补点位置参数矢量和所述参数矢量预测值计算下一预测进给量的步骤。7.根据权利要求6所述的nurbs曲线插补速度控制装置，其特征在于，还包括：第一判断模块，用于在结合所述指令速度、所述速度波动容忍度因子、所述插补周期以及所述下一预测进给量，确定需要对所述预测位置进行位置补偿之后，获取当前插补点所在位置与所述预测位置之间的曲线弧长之前，判断当前插补点与下一插补点之间的补偿次数是否超过预设值；矢量实际值计算模块，用于当确定当前插补点与下一插补点之间的补偿次数超过预设值时，获取各次补偿分别对应的参数矢量补偿量，计算各所述参数矢量补偿量的均值，根据所述均值计算参数矢量实际值，并根据所述参数矢量实际值计算所述实际位置，控制传动系统至所述目标nurbs曲线中所述实际位置进行零件加工；所述矢量补偿量计算模块具体为当确定当前插补点与下一插补点之间的补偿次数未超过预设值时，执行所述获取当前插补点所在位置与所述预测位置之间的曲线弧长的步骤的模块。8.根据权利要求6或7所述的nurbs曲线插补速度控制装置，其特征在于，还包括：指令进给量计算模块，用于在获取机床的指令速度、预设的速度波动容忍度因子和插补周期之后，对所述指令速度和所述插补周期进行乘积运算，得到指令进给量；
进给量容忍范围计算模块，用于根据所述指令容忍度因子和所述指令进给量计算进给量容忍范围；第二判断模块，用于判断所述下一预测进给量是否属于所述进给量容忍范围；所述传动系统控制模块具体为当所述下一预测进给量属于所述进给量容忍范围时，将所述预测位置确定为实际位置，控制传动系统至所述目标nurbs曲线中所述实际位置进行零件加工的模块；所述补偿方向确定模块具体为当所述下一预测进给量不属于所述进给量容忍范围时，确定所述补偿方向的模块。9.一种nurbs曲线插补速度控制设备，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述nurbs曲线插补速度控制方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述nurbs曲线插补速度控制方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种NURBS曲线插补速度控制方法，包括：预测目标NURBS曲线的下一插补点的参数矢量预测值；根据当前插补点位置参数矢量和参数矢量预测值计算下一预测进给量；当结合预获取的指令速度、速度波动容忍度因子、插补周期以及下一预测进给量，确定不需要对预测位置进行位置补偿时，控制传动系统至预测位置进行零件加工；当需要进行位置补偿时，获取当前插补点所在位置与预测位置之间的曲线弧长，根据曲线弧长计算参数矢量补偿量；根据补偿方向和参数矢量补偿量对当前参数矢量预测值进行补偿，直至不需要进行补偿。本发明实现了插补速度的波动抑制，提升了加工精度。本发明还公开了一种装置、设备及存储介质，具有相应技术效果。效果。效果。


技术研发人员：聂明星 万亚平 朱涛 李敏 刘立 周爱君
受保护的技术使用者：南华大学
技术研发日：2022.04.06
技术公布日：2022/7/12