[发明专利]一种基于滤波技术的数控系统加减速控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控系统的运动控制方法，具体地说是一种基于滤波技术的数控系统加减速控制方法。

背景技术

加减速控制是数控系统的核心技术。常用的加减速控制方法有直线加减速，S形曲线加减速等。直线加减速控制方法虽然计算量小，编程简单，但是在加减速阶段存在加速度突变的现象，导致机床产生剧烈振动，不适合用于数控机床的高速加工。常用S形曲线加减速通过限制加加速度(即加速度的导数)来控制加速度的突变现象，然而传统的S形曲线加减速控制方法利用多项式表示法将整个速度规划分为7个阶段，然后在每个阶段内进行讨论，在实现过程中不仅要对相邻阶段之间要进行边界判断，还要判断在实际运动中有几个阶段存在，比如运动距离很小(几毫米)那么就有匀速等一个或几个阶段不存在，所以计算量巨大，编程复杂。除此之外，S形曲线加减速和直线加减速是完全不同的规划方法，所以改造直线加减速的数控系统的周期长，成本高。

从现有的国内外文献来看，解决直线加减速带来的振动问题都是采用了常规的S形曲线加减速规划法，运用直线加减速和滤波技术结合的规划方法未见报道。

发明内容

针对现有技术中数控系统直线加减速规划在加减速阶段存在加速度突变使数控机床运动时产生剧烈机械振动，S形曲线加减速规划软件实现复杂，兼容性差的问题，本发明的目的在于提供一种既有效地降低了机床的振动，又保证不改变加工形状和位置的基于滤波技术的数控系统加减速控制方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

包括以下步骤：用输入的工件程序数据进行直线加减速规划；对直线加减速规划的速度做滑动平均滤波并做滤波补偿，得到新的规划速度值及位置值；对位置值进行插补；将插补获得的位置值送至伺服驱动器以控制伺服电机。

所述对直线加减速规划的速度做滑动平均滤波处理是通过对在直线加减速规划之后加上一个滑动平均滤波器来控制加速度的突变，具体包括以下步骤：用滑动平均滤波速度规划方法计算速度；选择滤波器长度改变直线加减速的平滑程度，即控制加加速度的大小和加速度的形状；根据滤波后的速度来计算规划的位置。所述用滑动平均滤波速度规划方法计算速度具体为：在直线加减速规划器之后进行滑动平均滤波处理；对前L个速度数据做累加平均，得到新的速度规划数据；加入新的速度规划数据，移出原有的速度规划数据；根据滤波后的速度v(i)计算位置增量值ΔS(i)和位置值S(i)。

当0≤i≤L时，滑动平均滤波速度规划后的加速度为：

a‾(i)=v‾(i+1)+v‾(i)Ts=iLa---(9)]]>

由(9)式可得加加速度的表达式