[发明专利]跃度约束的数控加工进给率的离线规划方法

摘要

本发明跃度约束的数控加工进给率的离线规划方法属于计算机辅助制造技术领域，涉及一种跃度约束的数控加工进给率的离线规划方法。规划方法根据弦高差和机床各轴最大速度限制得到各采样点的初始进给率值，并经样条拟合得到初始进给率曲线。通过计算各采样点处的分轴加速度值和分轴Jerk值，与设定的分轴加速度极限值和分轴Jerk极限值比较获得超差点，将超差区域所有采样点的进给率值乘以同一调节系数，得到新的进给率值。每次比例调节完成后，运用曲线演化算法，使当前进给率曲线光滑变形到采样点新的调整位置，表征了调整区和非调整区的光滑过度，本发明可实现Jerk约束的进给率规划，能够保证加工几何精度和机床驱动特性的并行要求。

主权项

跃度约束的数控加工进给率的离线规划方法，其特征是，首先根据弦高差和机床各轴最大速度限制得到各采样点的初始进给率值，并经样条拟合得到初始进给率曲线；通过计算各采样点处的分轴加速度值和分轴Jerk值，并与设定的分轴加速度极限值和分轴Jerk极限值比较获得超差点，将超差区域所有采样点处进给率值乘以同一调节系数，得到新的进给率值；每次比例调节完成后，运用曲线演化算法，使当前进给率曲线光滑变形到采样点新的调整位置，表征了调整区和非调整区的光滑过度，规划方法包括以下步骤：1）将加工路径用参数曲线表示，得到加工路径的参数曲线表达式；2）根据弦高差和机床各驱动轴最大速度限制，得到各采样点处的初始进给率值，经B样条拟合后得到初始进给率曲线；3）计算各采样点处的分轴加速度值和分轴Jerk值，并根据设定的分轴加速度和分轴Jerk极限值，判断进给率采样点是否超差；4）将所有超差点对应的进给率值乘以一个相同的调节系数τ（τ<1），进而得到超差点处新的进给率值；5）运用曲线演化算法，将进给率曲线从现有位置光滑变形到调整后的新的目标位置，使其通过新的进给率调整位置，得到一条新的进给率曲线；具体方法是先计算所有超差点处进给率值的变化量；再基于最小二乘原理建立目标进给率曲线变形到给定位置的方程组；计算方程组系数矩阵的广义逆矩阵，求出进给率曲线控制点的偏移量；最后，将进给率曲线控制点的偏移量带入B样条曲线表达式，得到一条通过新的进给率调整位置的光滑进给率曲线；6）重复步骤3）、4）、5），直至分轴加速度和分轴Jerk值均不超差，得到满足约束条件的进给率曲线，并最终完成进给率规划。