[发明专利]样条路径的插补方法及相关设备

说明书

一种样条路径的插补方法及相关设备，构建第一样条路径、第二样条路径以及连接于第一样条路径的终止点和第二样条路径的起始点之间的直线路径(S11)；对第一样条路径进行速度规划(S12)；根据速度规划设置插补周期和插补步数阈值，并根据插补周期从第一样条路径的起始点的曲线参数开始进行参数插补，以沿第一样条路径获得多个曲线参数，其中插补的终止条件为已经进行的插补步数等于插补步数阈值或者插补获得的曲线参数大于第一样条路径的终止点的曲线参数(S13)；根据最后一次插补所获得的曲线参数、最后一次插补的前一次插补所获得的曲线参数、第一样条路径的终止点的曲线参数以及加速度约束条件设置第一样条路径的最后一个插补点(S14)。采用本发明插补方法，加工质量较好，并且加工速度、加速度平滑。

技术领域

本发明涉及机械运动控制领域，特别涉及一种样条路径的插补方法及相关设备。

背景技术

在传统的机械运动控制中，只有直线和圆弧两种路径来实现机械运动，对于这两种路径，进行速度规划及时间圆整后，均可保证插补的稳定准确，特别是保证了插补的最后一步能够正好走到直线或圆弧路径的终点。然而随着机械运动的日渐复杂，仅由直线和圆弧路径不能较好的表达自由曲线的机械运动，而用小线段去拟合表示自由曲线则会增加系统的存储计算负担，因此当前的机械运动控制中开始应用样条路径来表示自由曲线的机械运动。

然而在对样条路径进行插补时，即使对速度规划做了时间圆整也无法保证插补的最后一步正好落在样条路径的终点，即无法与下一段路径实现对接，导致机械运动控制精度较差；若强行将样条路径的终点作为插补的最后一步，则在该插补周期内容易出现较大的速度波动，使得加速度超出系统承受极限，导致通过样条路径实现运动的机械发生损坏。

发明内容

本发明提供一种样条路径的插补方法及相关设备，以解决对现有样条路径进行插补时在插补的最后一步容易出现机械运动控制精度较差或机械发生损坏的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种样条路径的插补方法，包括：构建第一样条路径、第二样条路径以及连接于第一样条路径的终止点和第二样条路径的起始点之间的直线路径；对第一样条路径进行速度规划；根据速度规划设置插补周期和插补步数阈值，并根据插补周期从第一样条路径的起始点的曲线参数开始进行参数插补，以沿第一样条路径获得多个曲线参数，其中插补的终止条件为已经进行的插补步数等于插补步数阈值或者插补获得的曲线参数大于第一样条路径的终止点的曲线参数；根据最后一次插补所获得的曲线参数、最后一次插补的前一次插补所获得的曲线参数、第一样条路径的终止点的曲线参数以及加速度约束条件设置第一样条路径的最后一个插补点。

为解决上述技术问题，本发明提供一种样条路径的插补设备，包括存储器和处理器，存储器存储有可执行程序，处理器用于加载并执行可执行程序以实现上述插补方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种计算机存储介质，其存储有可执行程序，可执行程序被执行以实现上述插补方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种数控机床，包括机床和数控设备，数控设备用于执行上述插补方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种机器人，包括机器臂和控制器，控制器用于执行上述插补方法。