[发明专利]一种双运动平台的高速高精度加工方法

说明书

本发明公开了一种双运动平台的高速高精度加工方法，包括：在搭载XY运动平台的机床上串联一个UV运动平台以构成双运动平台结构；利用高速高精度算法对XY运动平台的运动轨迹数据进行处理，输出XY运动平台的位移插补点序列和UV运动平台的位移插补点序列，以控制两个运动平台同步运动，实现高速高精度加工；本发明提出的算法能统筹两个平台的同步运动，完成两个平台的合理运动分配，使大行程的XY运动平台能高速运动，使高速高加速度的UV运动平台能配合XY运动平台运动，通过运动合成还原高精度的轨迹，实现高速高精度加工，有效克服了现有技术无法同时实现高速度与高精度的问题。

技术领域

本发明涉及双运动平台的运动算法技术领域，具体涉及一种搭载UV运动平台的双运动平台的高速高精度加工方法，可应用于各类搭载XY运动平台的机床，例如平面切割机床等。

背景技术

目前市面上常见的平面切割机床如激光切割机或皮革切割机，大多使用XY运动平台实现平面移动，具有较大的行程，但惯性大，加速度性能一般，提速较慢。当XY运动平台执行轨迹间的拐角处时，因为在拐角处方向突变，为了保证运动的准确，会在拐点处把速度减少至零，再沿着新的方向进行加速。若短小轨迹段多，XY运动平台的速度将提不上去，运动时间剧增，无法实现高速加工。

针对XY运动平台等在拐角处速度慢的问题，专家学者提出拐角平滑过渡概念，平滑过渡方法大致分为直接过渡法和曲线过渡法，通过改变拐角处的运动轨迹，插入一段直线或曲线，实现速度和加速度的平滑转接，提高机床在拐角处的速度，提高运动效率。这种方法有一定效果，但是因为修改了原有运动轨迹，产生了误差，牺牲了加工精度；并且为了控制误差，使得速度和效率的实际提升效果一般，对比不采取拐角过渡算法，误差控制在0.02mm，优化效率最高只达到10％左右。

发明内容

本发明的目的是提供一种双运动平台的高速高精度加工方法，用以克服现有XY运动平台无法同时实现高速度与高精度的问题。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种双运动平台的高速高精度加工方法，包括以下步骤：

在搭载XY运动平台的机床上串联一个UV运动平台以构成双运动平台结构；利用高速高精度算法对XY运动平台的运动轨迹数据进行处理，输出XY运动平台的位移插补点序列和UV运动平台的位移插补点序列，以控制两个运动平台同步合成运动，实现高速高精度加工；所述高速高精度算法包括：

步骤1，算法流程初始化

设定机床的各类参数，包括XY运动平台的性能参数和UV运动平台的性能参数；创建缓存组，缓存组包括XY运动平台输出缓存、合成运动输出缓存、时间参数缓存和速度缓存，所有缓存在创建后均设置为空；

获取机床的工作任务，所述工作任务通过使XY运动平台以设定的轨迹队列运动来完成，轨迹队列中顺序存储有多段轨迹信息；

步骤2，对单段轨迹进行轨迹规划

从所述轨迹队列中读取一段轨迹信息，计算当前读取的轨迹信息的最大速度，分别结合XY运动平台的性能参数和UV运动平台的性能参数，计算出针对于所述轨迹信息的两组滤波器时间参数组，构造出两个滤波器链组，分别使用两个滤波器链组对所述轨迹信息进行轨迹规划，得到XY运动平台的位移插补点序列和合成运动的位移插补点序列，并在合成运动的位移插补点序列的首尾插入延时段序列；

步骤3，缓存的检查与缓存过程

检查XY运动平台输出缓存、合成运动输出缓存是否为空，若两个缓存均为空，跳到步骤6，否则执行下一步；

步骤4，对相邻轨迹进行矢量过渡

根据缓存组中上一段轨迹信息的两组滤波器时间参数与当前读取的轨迹信息的两组滤波器时间参数，计算这两段轨迹信息的位移插补点叠加的数量；