[发明专利]速度前瞻的方法及其数控装置、数控系统

说明书

技术领域

本发明涉及数控系统领域，特别是涉及速度前瞻的方法及其数控装置、数控系统。

背景技术

数控系统（Numerical Control System）是数字控制系统的简称，是根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。

数控加工过程中，数控系统根据用户输入的加工代码进行加工。通常用户在加工代码中会指定一个速度作为目标速度，但一般并不指定各加工段终点的速度，即如果不采取某种措施来对各段末点速度进行计算的话，各段末点处速度控制策略一般为按照系统给定速度持续加工，或者每段段末降速到停止。如果保持一个较大的速度，可能导致无法在误差允许范围内过渡到下一个加工段，出现过冲等不利现象；如果在段末减速到停止后开始下一段的加工，这样能保证加工的安全，但效率低下，并且频繁的加减速会导致加工工件表面的不光滑，甚至会导致机床的共振，对加工质量产生严重不利影响。因此，在加工过程中引入前瞻功能，通过对后续加工段的预读完成加工路径上各段交点处速度的统一规划，实现进给速度的平滑过渡，减少速度急剧变化对机床的冲击，从而提高加工效率和加工质量。

参阅图1，图1是现有技术中一种速度前瞻方法的流程图。现有技术中进行速度前瞻的一种做法是：首先对当前待加工段进行判断，判断是否为速度敏感点，是否为速度敏感点的主要判断依据为相邻段间的拐角、后续段的长度、加速度限制等；如果判断为速度敏感点，则计算需要预读的段数，通过预读段的长度、速度来修正当前段的速度，完成速度的规划。

本申请发明人在长期研发中发现，上述实现方法虽然能够完成速度的统一规划，但是存在一定的不足，主要体现在以下三个方面：

（1）上述速度前瞻处理方法并不对所有点进行处理，而是需要先判断敏感点。这样虽然能一定程度上节省时间提高效率，但对敏感点界定上存在一定的主观性，有可能导致需要考虑的段未被考虑，因而不能保证其方法的可靠性。

（2）按照上述速度前瞻处理方法对敏感点进行校验，在对其中一段进行前瞻处理时需要计算后续N段（求解得出）一些数据，而这些数据在对后续段进行前瞻的过程中也可能会需要，并且前瞻过程处理的加工段数很多，因此造成大量的重复计算，影响总体效率。

（3）速度前瞻作为系统的重要模块，需要具备良好的可维护性和可扩展性。上述速度前瞻处理方法虽然给出了基本的实现方法，但缺乏一定的可维护性以及可扩展性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种速度前瞻的方法及其数控装置、数控系统实施方式，能够保证数控机床加工的安全可靠性，提高加工效率和加工质量。

为解决上述技术问题，本发明的一方面是：提供一种速度前瞻方法，包括：计算加工路径中所有规划段的段长以及与段长相对应的段末点的最大预估速度；保存所有规划段的段长以及与段长相对应的段末点的最大预估速度的计算结果，完成预处理阶段；根据计算结果对各规划段进行前瞻处理。

其中，对各规划段进行前瞻处理的步骤包括：对各规划段的段末点i进行速度前向校验以及速度后向校验，其中，根据计算结果对各规划段的段末点i进行速度前向校验而调整段末点i的前向校验速度，根据计算结果以及前向校验速度对各规划段的段末点i进行速度后向校验而调整段末点i的后向校验速度；其中，段末点i为当前规划段的段末点。