[发明专利]结合空间曲线插补算法的点胶机连续运动轨迹控制和优化方法

说明书

本发明公开了结合空间曲线插补算法的点胶机连续运动轨迹控制和优化方法，针对应用场景下传统空间曲线插补算法造成的轨迹精度较差、加工效率较低的问题，现提出以下方案，包括点胶机上位机，点胶机上位机设有以下模块：所述点胶机上位机内设有控制系统，所述控制系统中设有误差分析模块、误差限定模块、计算模块、测试模块和运动控制器；结合空间曲线插补算法的点胶机连续运动轨迹控制和优化方法；本发明有效的提高了加工速度和精度，保证速度的平稳性，避免进给速度的意外波动；同时插补步长的灵活变化使得整个插补过程更加平稳，当有较大曲率拐点时，可以通过改变速度来改变插补步长，控制误差。

技术领域

本发明涉及点胶设备和工艺技术领域，尤其涉及结合空间曲线插补算法的点胶机连续运动轨迹控制和优化方法。

背景技术

目前，随着点胶设备和工艺的不断发展，对点胶速度、点胶精度和复杂曲面的应用提出了越来越高的要求。设备性能的提升意味着生产效率的提高，意味着应用场景的扩展，有着广阔的市场前景；是否具有空间曲线实时插补功能是衡量点胶机性能的一个重要标志，空间曲线参数的多变性造成其与插补长度之间的关系复杂化。为了提高加工速度和精度，当前学者提出了多种插补算法以提高插补点参数值的计算精度来提高轨迹精度。

目前工业界与相关学者通常是利用泰勒公式的展开来提高参数值的精度，但是他们往往一般只注重泰勒展式的主要部分，而忽略了后面的余项，从而导致最终的轨迹精度较低的现象，而现有专利不易解决此类问题，因此，亟需结合空间曲线插补算法的点胶机连续运动轨迹控制和优化方法来解决上述问题。

发明内容

基于现有结合空间曲线插补算法的点胶机连续运动轨迹控制和优化方法点胶机，针对应用场景下传统空间曲线插补算法造成的轨迹精度较差、加工效率较低的技术问题，本发明提出了结合空间曲线插补算法的点胶机连续运动轨迹控制和优化方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

结合空间曲线插补算法的点胶机连续运动轨迹控制和优化方法，包括点胶机上位机，点胶机上位机设有以下模块：

所述点胶机上位机内设有控制系统，所述控制系统中设有误差分析模块、误差限定模块、计算模块、测试模块和运动控制器；

结合空间曲线插补算法的点胶机连续运动轨迹控制和优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：设定插补速度v(t)和插补周期T；

S2：设定加工轨迹起点，终点坐标对应的参数u(0)、u(n)；

S3：计算参数函数u(t)的一二阶导数；

S4：计算参数函数u(t_i+1)在t(i)处带有中值定理的二阶泰勒展示；

S5：利用二分法求出插补点对应的参数值u_(i+1)；

S6：将参数值u_(i+1)带入曲线表达式，得到插补点坐标；

S7：判断是否终点。

作为本发明再进一步的方案：所述S1，在点胶机上位机界面根据工件的表面特征与工艺要求，设定所需要的空间轨迹特征点与对应的速度约束；在取得点位特征后，根据轨迹的连续性特点，使用运动编程指令将特征点形成加工轨迹，按照要求编写用户加工程序，并测试点位的准确定。

作为本发明再进一步的方案：所述S2，把已有的离线轨迹程序加载进入底层运动控制器中，控制器根据轨迹的运动属性与运动类型把轨迹分成若干段落，其中轨迹类型有直线与圆弧类型；轨迹的分段是以特征点为间隔的，针对两个特征点之间的轨迹，运动控制器再根据约束条件进行粗插补运算。