柔性S型加减速控制算法研究.pdf

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1、第3期组合机床与自动化加工技术No．32014年3月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueMar．2014文章编号：1001—2265(2014)03—0066—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．03．017柔性S型加减速控制算法研究米刘筱，吴文江，郑飓默，(1．中国科学院研究生院，北京100049；2．中国科学院沈阳计算技术研究所，沈阳110168；3．沈阳高精数控技术有限公司，沈阳110168)摘要：为满足高速高精数控加工的要

2、求，提出了一种柔性S型加减速控制模型。该模型能够减少加工过程中机床振动，避免产生较大的冲击。本文结合控制的思想，为不同路径设置不同的加加速度最大值。通过相邻路径间的夹角对最大加加速度进行调节，进而实现对系统的柔性控制。实验结果表明，该算法在避免较大冲击的前提下，能够实现路径间的高速衔接，有效提高了加工效率。关键词：S型加减速；加加速度最大值；柔性控制中图分类号：TH122；TG65文献标识码：AResearchonS-shapedAccelerationandDecelerationAlgorithmwithHighFlex

3、ibilityLIUXiao，WUWen-jiang，ZHENGLiao．mo’(1．GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；2．ShenyangInstituteofComput—ingTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110168，China)Abstract：TosatisfyhighspeedandhighaccuracyNumericalEngineeringmachining。a

4、newS—shapedAc-celerationanddecelerationcontrolmodelofhighflexibilitywasproposed．Theproposedmodelcanavoidin-tensevibrationinhighspeedNCmachining．Withtheideaofcontrol，thisthesissetdifferentmaximumjerkfordifferentpaths．Theanglebetweentwocontiguouspathsdeterminesthemax

5、imumjerkofthefrontpath，andthusthesystemwascontrolledwithhighflexibility．Experimentalresultsdemonstratedthattheproposedalgorithmrealizedhighspeedmachiningofconsecutivepaths，andtheproductivitywashighlyimproved．Keywords：s—shapedaccelerationanddeceleration；maximumjerk；

6、flexiblecontrol系统的柔性控制。实验表明，该算法在保证了较高加0引言工速度的前提下，能有效降低机床的冲击，实现柔性的加减速控制是开放式数控系统开发的关键技术之系统控制。_4J一。目前国内外学者就速度规划问题展开了一系列的研究。文献[4]提出了一种七段S型加减速控制算1五段S型加减速算法法，但是算法实现较为复杂。文献[5]在七段s型控制算法的基础上，将算法进行简化，提出了五段S型加减速控制算法，但在加减速过程中存在初速度和末速度相等的限制。文献[6]通过选取初速度和末速度，计算出加速区、匀速区和减速区的时间长度，

7、消除了一般S型曲线加减速方法在路径加工中初速度和末速度相同的约束。加加速度的最大值反映的是系统的柔性，取值大，则冲击大，取值小，则加减速时间长J。一般的S型加减速控制算法在整个路径上的加速度和加加速度最大值都是固定的。图1五段S型加减速本文提出的柔性S型加减速控制算法，为不同的图1为五段S型加减速过程中速度、加速度、加加路径设置不同的加加速度最大值。通过与相邻路径间速度与时间t的关系曲线。五段S型加减速分为加减的夹角对本路径段的最大加加速度进行调控，实现对速段、减加速段、匀速段、加减速段及减减速段。加加收稿日期：2013—0

8、8—23基金项目：国家科技重大专项”高档数控机床与基础制造装备”(2013ZX04012—021)资助作者简介：刘筱(1989一)，女，山西忻州人，中科院沈阳计算技术研究所硕士研究生，主要研究方向为数控技术，(E—mail)liuxiao8902@gmail．com。2014年3月刘筱，等