基于向量的圆弧插补和加减速算法研究.pdf

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1、2013年7月机床与液压Ju1．2013第41卷第l3期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．13．010基于向量的圆弧插补和加减速算法研究刘国华，谢明红(华侨大学机电及自动化学院，福建厦门361021)摘要：提出基于向量的圆弧插补算法，通过速度和圆弧半径求出相邻两个插补点的角度差，然后通过当前插补点与圆心的一个向量来求出下一个插补点的向量值，最后进行向量差计算，从而得到需要的和Y方向的速度值。该算法不需要对所处象限进行

2、分析，同时加工精度可以得到保证。还提出了离散型S曲线加减速控制的新方法，以单位加速度为基础，根据当前速度和加速度从而求出下一点的加速度与速度，使加速度、速度、位移的计算更为简单。实验结果表明：该算法保证了速度、加速度的连续，提高了系统的柔性。关键词：s曲线加减速；向量法；圆弧插补中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)13—038—5ResearchonCircularInterpolationBasedonVectorandAcceleration-decelerationAl

3、gorithmUUGuohua．XIEMinghong(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，HuaqiaoUniversity，XiamenFujian361021，China)Abstract：Thecircularinterpolationalgorithmbasedonvectorwasputforward．Theangledeviationbetweentwoconqectingin—terpolationpointswascalculatedbyvelo

4、cityandcircularradius，thenanothervectorofconnectinginterpolationpointwascalculatedbyobtainingavectorfrompresentinterpolationpointandcircularcenter，finallythevelocitiesofandYdirectionrequiredweregottenthroughvectordiferencecalculation．Inthisalgorithm，whichquadr

5、anttheinterpolationbelongedtowasnotneededtoanalyze，meanwhilemachiningprecisionwasguaranteed．AlsothenewS-curveacceleration—decelerationcontrolmethodwasputforward．Onba—sisofunitofjerk，theaccelerationandvelocityofnextinterpolationpointwasobtainedaccordingtocurren

6、taccelerationandvelocity，whichmadecalculationofacceleration，velocityanddisplacementmoresimple．Experimentalresultsshowthatthisalgorithmcanguar-anteecontinuousvelocityandaccelerationandimprovethesystemflexibility．Keywords：S-curveacceleration—deceleration；Vectorm

7、ethod；Circularinterpolation对于圆弧插补，作者引入向量法来进行计算。对向量法进行圆弧插补计算，形式简单也不需要进行象于NC代码中给定的4种圆弧形式，需要求出其圆限的判断。在这里作者需要用到圆弧的圆心，但是心，向量法的引入使得对圆心的计算更为清晰、更为NC代码中只给出了对应的终点相对坐标以及半径和简单，同时在对圆弧进行插补的过程中，针对插补起插补方向，没有给出圆弧圆心，这里需要进行计算，点和终点相对于圆点的向量做一个向量差，避免了传通过向量法可以更为简单地计算出圆弧的圆心。统的时间分割法需要

8、分4个象限进行讨论的不足之1．1向量法求取圆弧坐标处，精度上完全可以达到要求。作为圆弧插补的一部在NC代码中，G02／G03X—Y—R一给定圆弧终点分，加减速控制对加工的质量至关重要，为了避免直相对圆弧起点的坐标(X，Y)，R为圆弧半径，R>线加减速由于加速度不连续造成的冲击，采用s曲线0为圆心角小于180。的圆弧是，R<0为圆心角大于加减速来进行速度控制，