亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于三角函數(shù)的加減速控制在數(shù)控系統(tǒng)上的設(shè)計和應(yīng)用*

        2022-01-14 05:42:32
        機(jī)械研究與應(yīng)用 2021年6期
        關(guān)鍵詞:工程化流程圖數(shù)控系統(tǒng)

        蘇 軍

        (廣州數(shù)控信息科技有限公司,廣東 廣州 510530)

        0 引 言

        機(jī)床加工過程中,在啟動、停止以及運(yùn)行速度發(fā)生變化時,都有可能產(chǎn)生沖擊,其中一個至關(guān)重要的影響因素是數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)動控制性能,而運(yùn)動控制性能核心是加減速控制算法。頻繁的沖擊不僅影響加工精度,也會影響電機(jī)和機(jī)床本體的使用壽命,因此研究平滑的,柔性的加減速算法并工程化應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)具有十分有意義。傳統(tǒng)的S形加減速算法能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的加速度,能較好地減小柔性沖擊,但是其加加速度曲線不連續(xù),在分段節(jié)點(diǎn)處仍存在突變,會對機(jī)床產(chǎn)生一定的沖擊[1]。郭新貴等[2]研究了一種新型的加減速算法,原理上可以達(dá)到速度、加速度、加加速度的平滑,但是主要應(yīng)用在離線插補(bǔ)模式。郭永忠[3]研究了三角函數(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用,但著重做了三角函數(shù)的數(shù)值分析和計算對比,并沒有在數(shù)控系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)并工程化應(yīng)用到機(jī)床加工。

        筆者作者設(shè)計推導(dǎo)基于三角函數(shù)的加減速算法,充分考慮機(jī)床加工應(yīng)用需求和數(shù)控系統(tǒng)軟件開發(fā)的實(shí)際情況,對算法進(jìn)行工程化設(shè)計,最終在自主研發(fā)的GSK988TD車床數(shù)控系統(tǒng)上集成實(shí)現(xiàn),并推向市場應(yīng)用。

        1 算法原理

        機(jī)床運(yùn)動過程中要沖擊小,本質(zhì)上是要求盡量避免加速度突變,即加加速度也要平滑,這樣從原理上要求速度曲線、加速度曲線、加加速度曲線連續(xù)可導(dǎo),沒有階躍。數(shù)學(xué)上三角函數(shù)具有無限可導(dǎo)且對稱的特性,非常契合這種加減速控制的要求,將正弦函數(shù)sin(x)設(shè)計為數(shù)控系統(tǒng)的速度控制曲線,其一階導(dǎo)數(shù)是cos(x)作為加減速控制曲線,進(jìn)而對cos(x)的求導(dǎo)得到加加速度曲線是-sin(x),如此在原理上可以保證速度、加速度甚至加加速度曲線都是光滑的,避免階躍突變。在實(shí)際開發(fā)中,要考慮數(shù)控系統(tǒng)的軟件架構(gòu)及算法的計算量,因此要對三角函數(shù)曲線進(jìn)行工程應(yīng)用的優(yōu)化。

        2 工程化設(shè)計

        設(shè)計符合數(shù)控系統(tǒng)加減速要求的曲線,由標(biāo)準(zhǔn)正弦三角函數(shù)曲線,通過調(diào)整相位、振幅平移、幅值調(diào)整、周期調(diào)整等,轉(zhuǎn)化為符合數(shù)控運(yùn)動控制的加減速控制工程化應(yīng)用的速度曲線,詳細(xì)推導(dǎo)過程見式(1)~(6)和圖1~6所示。

        圖1 標(biāo)準(zhǔn)正弦三角函數(shù)曲線 圖2 平移相位

        f(t)=sin(t); 0≤t≤2π

        (1)

        (2)

        f(t)=1-cos(t); 0≤t≤2π

        (3)

        v(t)=A-Acos(t);A=V/2;0≤t≤2π

        (4)

        v(t)=A-Acos(ωt); 0≤t≤T

        (5)

        圖3 平移幅值 圖4 幅值定義為速度值

        (6)

        式中:T為加減速時間常數(shù);Tc為恒速段時間。

        基于圖6工程化的速度曲線,進(jìn)而通過積分計算可得到位置上每插補(bǔ)周期輸出的移動增量。

        圖5 相位定義為時間 圖6 工程化的速度控制曲線

        如圖7所示位置增量計算,t1~t2時間段輸出增量是t2時間走過的距離減去t1時間走過的距離,得到位移增量。

        如圖7所示,t1~t2間段輸出增量是t2時間走過的距離減去t1時間走過的距離:

        圖7 位置增量計算

        (7)

        綜合可得:

        (8)

        由此類推,對式(6)求導(dǎo)可得加減速曲線,再求導(dǎo)可得到加加速度曲線,都是平滑的。

        3 軟件代碼實(shí)現(xiàn)

        廣州數(shù)控的車削中心數(shù)控系統(tǒng)GSK988TD是已經(jīng)量產(chǎn)的成熟產(chǎn)品,在其系統(tǒng)軟件上進(jìn)行修改,增加三角函數(shù)加減速算法的代碼實(shí)現(xiàn)?;谙到y(tǒng)軟件架構(gòu),結(jié)合具體應(yīng)用的要求,將三角函數(shù)加減速算法的實(shí)現(xiàn)分為三部分:①加減速算法的初始化;②周期性實(shí)時調(diào)用加減速控制計算,輸出增量;③對運(yùn)行過程中復(fù)位、暫停等異常退出時的處理。

        3.1 初始化

        三角函數(shù)加減速算法的代碼初始化設(shè)計,主要是對運(yùn)動數(shù)據(jù)的初始化賦值,比如,各軸移動長度,指令速度,加減速時間常數(shù)等,然后通過計算,初步給出加速段時間,恒速段時間和減速段時間,具體數(shù)據(jù)流程圖,如圖8所示。

        圖8 初始化流程圖

        3.2 周期性實(shí)時計算

        實(shí)時加減速控制代碼實(shí)現(xiàn)是算法工程化設(shè)計的核心,根據(jù)初始化計算出的各段時間,調(diào)用不同的時段的計算算法,給出當(dāng)前周期的輸出增量,直至當(dāng)前長度走完。具體數(shù)據(jù)流程圖,如圖9所示。

        圖9 周期性實(shí)時計算流程圖

        3.3 異常退出處理

        在機(jī)床實(shí)際應(yīng)用中,客戶的操作是隨機(jī)的,有時會在加工的過程中暫停運(yùn)動,有時因?yàn)槟承┩话l(fā)狀況會按復(fù)位鍵退出運(yùn)行等。因此就加減速設(shè)計時必須考慮在這些異常退出狀況下機(jī)床依然可以平穩(wěn)運(yùn)行。具體數(shù)據(jù)流程圖,如圖10所示。

        圖10 異常退出處理流程圖

        4 機(jī)床加工試驗(yàn)及應(yīng)用

        在GSK988TD數(shù)控系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)三角函數(shù)加減速控制后,首先是通過數(shù)據(jù)采集工具對系統(tǒng)輸出指令進(jìn)行采集和分析,如圖11和圖12所示,輸出線形符合設(shè)計預(yù)期。(系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù):速度24 000 mm/min,時間常數(shù)100 ms)而后,在機(jī)床在做了實(shí)際加工測試(見圖13),在高速啟動、停止時能明顯改善機(jī)床沖擊。目前已在終端客戶大規(guī)模應(yīng)用,圖14是在蕪湖客戶的生產(chǎn)自動線上連續(xù)運(yùn)行,長時間加工穩(wěn)定可靠。

        圖11 加速階段速度曲線 圖12 加速階段加速度曲線

        圖14 產(chǎn)線連續(xù)運(yùn)行 圖13 機(jī)床加工測試

        5 結(jié) 語

        利用三角函數(shù)在數(shù)學(xué)上無限可導(dǎo)的特性,設(shè)計加減速曲線,可保證機(jī)床運(yùn)動的速度曲線,加速度曲線以及加加速度平滑,從而減少機(jī)床的沖擊,在GSK988TD車削中心數(shù)控系統(tǒng)上完成工程化設(shè)計開發(fā),數(shù)據(jù)分析及實(shí)際加工表明設(shè)計有效,達(dá)到了預(yù)期效果,并在市場上推廣應(yīng)用,得到了客戶的認(rèn)可。

        猜你喜歡
        工程化流程圖數(shù)控系統(tǒng)
        工程化原子重力儀綜述
        基于FANUC 32i A數(shù)控系統(tǒng)的外部測量設(shè)計
        西門子840D sl數(shù)控系統(tǒng)在SC125大型車銑鏜床技術(shù)改造中的應(yīng)用
        基于FANUC Oi mate TD數(shù)控系統(tǒng)的手動功能開發(fā)
        數(shù)控系統(tǒng)中GUI軟件平臺設(shè)計和實(shí)現(xiàn)
        專利申請審批流程圖
        河南科技(2016年8期)2016-09-03 08:08:22
        專利申請審批流程圖
        河南科技(2016年6期)2016-08-13 08:18:29
        軟件測試工程化模型及應(yīng)用研究
        玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料工程化應(yīng)用進(jìn)展
        中國塑料(2015年3期)2015-11-27 03:41:42
        寧??h村級權(quán)力清單36條
        国产毛片视频一区二区| 亚洲欧美久久婷婷爱综合一区天堂| 一本久久综合亚洲鲁鲁五月夫| 亚洲综合在线观看一区二区三区 | 国产视频一区二区三区在线看| 亚洲一区二区三区日本久久九| 中国丰满人妻videoshd| 国产精品一区二区 尿失禁| 精品国产亚洲av麻豆尤物| 各类熟女熟妇激情自拍| 男人和女人做爽爽免费视频| 在线观看国产精品日韩av| 大伊香蕉精品视频一区| 国产在线精品观看一区二区三区| 一本色道久久88加勒比—综合 | 朝鲜女人大白屁股ass孕交| 精品福利视频一区二区三区| 亚洲AV秘 无码一区二区三| 免费在线不卡黄色大片| 日日摸夜夜添夜夜添高潮喷水| 一二三四在线视频观看社区| 国产一区二区三区韩国| 91久久精品一区二区三区大全| 麻豆亚洲av熟女国产一区二| 疯狂做受xxxx高潮欧美日本| 亚洲无码视频一区:| 国产午夜精品视频在线观看| 亚洲欧美中文字幕5发布| 富婆如狼似虎找黑人老外| 一本色道久久综合狠狠躁中文 | 国产h视频在线观看网站免费 | 亚洲av高清一区二区在线观看| 亚洲日韩av一区二区三区中文| 中文字幕喷水一区二区| 亚洲一区精品一区在线观看| 亚洲av熟女少妇久久| 免费a级毛片永久免费| 亚洲VA欧美VA国产VA综合| 亚洲国产精品成人一区二区在线| 一色桃子中文字幕人妻熟女作品| 久久tv中文字幕首页|