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1、中国机械工程第22卷第23期2011年12月上半月一种预判插补时间的S形加减速插补算法唐小琦11,22暋何王勇暋李勇波1.华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心,武汉,4300742.中国地质大学(武汉),武汉,430074摘要:在分析S形加减速控制7段模型的基础上,为实现加速度和加加速度限制下插补后位移、速度、加速度同步为零,提出了一种预判S形加减速各段插补时间的算法,并对算法的实现进行了详细的论述。对任意位移、速度组合线段进行测试表明:算法正确、运算效率高,适合插补前加减速控制。关键词:S形加减速;插补算
2、法;加加速度;数控中图分类号:TP273;TH164暋暋暋文章编号:1004—132X(2011)23—2794—04AnAlgorithmofS-shapeAccelerationandDecelerationBasedonAnticipationInterpolationTime11,22TangXiaoqi暋HeWangyong暋LiYongbo1.NationalNumericalControlSystemEngineeringResearchCenter,HuazhongUniversityofSci
3、enceandTechnology,Wuhan,4300742.ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan),Wuhan,430074Abstract:OntheanalysisofS-shapedaccelerationanddeceleration(acc/dec)curvemodelwhichconsistedofsevensections,thepaperputforwardanalgorithmwhichcansatisfytherequirementsofthedispla
4、cement,velocityandaccelerationbeingzeroattheendoftheinterpolation.Atthesametime,underalimitedaccelerationandlimitedjerk,thedetailsofthealgorithmhowtoobtainanticipa灢tioninterpolationtimeofeveryS-shapedacc/deccurvesectionswereexplained.Finaly,thesimula灢tiontes
5、tingshowsthatthealgorithmhasgoodefficiency.Itsuitspre-interpolationS-shapedacc/deccontrol.Keywords:S-shapeaccelerationanddeceleration;interpolationalgorithm;jerk;numericalcon灢trol0暋引言速段[t3,t4)、加减速段[t4,t5)、匀减速段[t5,t6)、数控系统的加减速控制方式,一般可分为插补减减速段[t6,t7]。图1为S形加减速控
6、制7段模[1飊2]型图。其中,v、v分别为起点速度和终点速度,前控制和插补后控制两种。插补前S形(速度se曲线为S形状)加减速控制因不产生轮廓误差,且L为终点位移,amax、dmax为最大加速度、最大减对机床冲击小,而被广泛应用于现代高档数控系统速度,tk-1为各阶段起始点时刻,氂k=t-tk-1为局中。通常在S形曲线插补中,由于实际减速点与理部时间坐标,Tk为各段持续时间,vk-1为tk-1时刻论计算减速点大都不一致,很难实现位移、速度和的运行速度,sk-1为tk-1时刻的运行位移(k=1,2,加速度在插补终
7、点时同时为零,而出现插补“尾巴暠…,7)。[1飊2]现象。为消除“尾巴暠需提前判断减速点,并针对减速过程重新计算,其复杂性可参见文献[3]。目前,对S形加减速算法的研究虽比较深入,但在对任意位移、速度组合的线段进行插补时,这些算法普遍存在计算过程复杂、计算量大、难以消除“尾巴暠等问题。为实现插补结束时位移、速度、加速度同步为零,以及消除插补过程中的“尾巴暠现象,本文提出了一种新的S形加减速插补算法。1暋S形加减速原理S形加减速控制过程通常分为7段:加加速段[t0,t1)、匀加速段[t1,t2)、减加速段[t2,
8、t3)、匀图1暋S形加减速7段模型收稿日期:2010—08—30对于S形加减速,如在机床运行可达的最大基金项目:数字制造装备与技术国家重点实验室自主资助课题理论速度为v曚、最大理论加速度为a曚条件下,maxmax(2010Z008)·2794·一种预判插补时间的S形加减速插补算法———唐小琦暋何王勇暋李勇波[4飊5]加加速度持续时间(t0-t1)以一个设定的时间常在不考虑连续小线段的前
