[发明专利]刀具中心点控制中单轴加速度约束的转角速度计算方法

说明书

本发明涉及刀具中心点控制中单轴加速度约束的转角速度计算方法，包括以下步骤：(1)计算刀具中心点轨迹转角前后路径形成的角度大小，判断是否需要计算转角限制速度；对于需要计算转角限制速度的转角，设定刀具中心点轨迹上以匀速通过转角，执行步骤(2)；(2)计算刀具中心点控制转换前工件坐标系转角前后线段的长度、与转换后机床坐标系转角前后线段的长度的比例；(3)计算由数控装置配置的单轴最大加速度约束的刀具中心点轨迹的转角限制速度。本发明有效地控制了开启刀具中心点控制(RTCP)功能的工件程序加工过程中通过刀具中心点轨迹转角的速度，避免了加工过程中产生的振动。

技术领域

本发明涉及一种刀具中心点控制中单轴加速度约束的转角速度计算方法，属于数控技术领域。

背景技术

在开启刀具中心点控制(RTCP)功能的数控加工中，CAD/CAM系统给出的加工程序在指定的工件坐标系下进行编程，其编程轨迹是刀具中心点的轨迹，通常由微小线段组成。然后经过数控装置解释执行、再经过逆向转换将刀具中心点位置转换为机床坐标系的各轴位置来控制机床运动。

开启刀具中心点控制(RTCP)功能的数控代码的小线段路径中，每两个相邻程序段之间形成一个转角。当以匀速通过转角时，在数控代码指定的刀具中心点轨迹(即加工程序指定的工件坐标系的编程轨迹)上是匀速的，但将刀具中心点轨迹上转角前后的两个程序段的起点与终点通过逆向转换，转换为机床坐标系的各轴位置，转换后的三个位置点形成两条新的线段和转角，在新的转角前后的速度并不一定是匀速的。

如果匀速通过刀具中心点轨迹(即加工程序指定的工件坐标系的编程轨迹)形成的转角时的速度较大，而转换后机床坐标系新的转角前后的速度差别也较大，则会造成控制机床运动的机床轴单步过渡的加速度很大，甚至达到数控装置配置的单轴最大加速度的10倍以上，从而产生振动。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种刀具中心点控制(RTCP)中单轴加速度约束的转角速度计算方法，以给出一个刀具中心点控制(RTCP)中数控装置配置的单轴最大加速度约束的刀具中心点轨迹的转角速度，解决现有技术中存在的匀速通过刀具中心点轨迹形成的转角的速度较大时，机床单轴加速度变化大、机床产生振动、影响加工质量的问题。

为达到上述目的，本发明提供了刀具中心点控制(RTCP)中单轴加速度约束的转角速度计算方法，

刀具中心点控制中单轴加速度约束的转角速度计算方法，包括以下步骤：

(1)刀具中心点轨迹上转角角度的计算：计算刀具中心点轨迹转角前后路径形成的角度大小，判断是否需要计算转角限制速度；对于需要计算转角限制速度的转角，设定刀具中心点轨迹上以匀速通过转角，执行步骤(2)；

(2)刀具中心点控制转换前后线段长度比例的计算：计算刀具中心点控制转换前工件坐标系转角前后线段的长度、与转换后机床坐标系转角前后线段的长度的比例；

(3)计算由数控装置配置的单轴最大加速度约束的刀具中心点轨迹的转角限制速度。

步骤(1)具体如下：

13)ABC三点空间坐标可分别描述为

A:(X_A，Y_A，Z_A)

B:(X_B，Y_B，Z_B)

C:(X_C，Y_C，Z_C)

向量分别描述为