[发明专利]一种五轴加工进给速度的区间自适应规划方法

权利要求书

1.一种五轴加工进给速度的区间自适应规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：计算前瞻区间弧长；

为了保证进给运动具有足够的距离实现安全制动，将从最大进给速度降速至零所需位移作为前瞻区间弧长；则在S形加减速模式下，前瞻区间弧长s_w为：

其中，v_max为最大进给速度；a_t，max为最大切向加速度；j_t，max为最大切向加加速度；

步骤2：计算当前区间许用运动参数；

得到前瞻区间弧长s_w后，对第m个弧长为s_w的样条曲线路径区间进行粗插补，粗插补点参数计算方法为：

其中，m为当前区间序号；R(u)为刀尖点路径样条；O(u)为刀轴方向路径样条；δ_s为粗插补弧长补偿；为第m个区间粗插补点总数；为第m个区间内第i个粗插补点参数；

粗插补刀尖点和刀轴方向即可分别表示为和通过五轴机床的逆向运动学变换，获得第m个区间的第i个物理轴位置坐标计算第m个区间内第i个物理轴位置对刀尖点路径弧长的一阶导矢二阶导矢三阶导矢

给定进给轴驱动能力约束，即最大进给轴速度最大进给轴加速度以及最大进给轴加加速度计算第m个区间内第i个粗插补点处的调整系数

计算第m个区间的许用速度许用加速度以及许用加加速度为：

步骤3：前瞻下一个进给速度规划区间；

前瞻第(m+1)个区间，计算第(m+1)个区间的许用速度许用加速度以及许用加加速度判断第(m+1)个区间是否为曲线路径的结束区间；若是，更新该区间的许用速度为：

其中，s_f是该结束区间的弧长；

计算当前第m个区间的结束速度

第m个区间的起始速度取为前一个区间的实际结束速度；

步骤4：当前区间的进给速度自适应规划；

分以下4种情况规划第m个区间的进给速度轮廓：

情况1：

此时，计算从起始速度升速到所需的位移从降速到结束速度所需位移记第m个区间的最大可达进给速度为v_c，判断是否成立，若成立，否则，v_c为：

其中为从升/降速到所需位移；在第m个区间内，将进给速度规划为从升速到v_c，再从v_c降速到的两个过程；

情况2：

此时，起始速度、结束速度均与当前区间最大许用速度相等，在第m个区间内，将进给速度规划为一个恒速过程；

情况3：

此时，结束速度与当前区间最大许用速度相等，并大于起始速度，因此，在第m个区间内，将进给速度规划为一个从到的升速过程；

情况4：

此时，起始速度与当前区间最大许用速度相等，并大于结束速度，因此，在第m个区间内，将进给速度规划为一个从到的降速过程；

步骤5：结束区间的进给速度规划

令m＝m+1，判断第m个区间是否为结束区间，若是，令采用步骤4)中方法规划第m段进给速度；否则，重复步骤3)到步骤5)，实现对较长样条曲线路径进给速度的逐区域自适应规划。