[发明专利]一种动态的高速嵌套前瞻规划方法

权利要求书

1.一种动态的高速嵌套前瞻规划方法，其特征在于，包括：

步骤1：根据每一次前瞻的模型图，按照最大轮廓误差与最大弓高误差初始化过渡圆弧，得到过渡圆弧半径初始值；

步骤2：检测过渡圆弧的存在性，若不存在，则利用改进的中点约束，对当前过渡圆弧的半径进行初次调整；

步骤3：比较末段由终点从0加速至后一个圆弧衔接处的速度与圆弧允许的最大速度，在小于的情况下或角度小于126.8699°时过渡圆弧初次调整过，则调整过渡圆弧半径；

步骤4：步骤3调整完成之后，在进行下一步的速度约束之前检测步骤3的调整是否过度，若调整过度，则以步骤2的方法，再次约束；

步骤5，计算并比较两个衔接圆弧的最大允许速度，判断从前一个圆弧到后一个圆弧的速度是加速过程还是减速过程；

如果是加速过程，则结合速度规划判断能否加速到位，即能否加速到后一个圆弧的最大允许速度，若能，则不调整，否则调整后一个圆弧的半径；

如果是减速过程，则结合速度规划判断能否减速到下一个圆弧的最大允许速度，若能，则不调整，否则调整前一个圆弧的半径，然后调整前一个圆弧上的速度；

步骤6：依据最大弓高误差，修正圆弧的最大允许速度，并判断当前前瞻是否为最后一次前瞻；

若是最后一次前瞻，则保存所有数据，否则保存首条直线与前一个圆弧的数据，存入内存，等待插补器插补，然后读取下一条直线，然后返回步骤1进行下一次前瞻，实现嵌套前瞻。

2.根据权利要求1所述的一种动态的高速嵌套前瞻规划方法，其特征在于，步骤1中，记P_m-1、P_m、P_n、P_q为相邻线段的端点，采取插入圆弧段的策略，圆心点为O_m、O_n，半径为R_m、R_n，其中O_m1、O_m2、O_n1、O_n2为圆弧与相邻直线段的切点，线段P_mO_m与圆弧交于P₁点，交O_m1O_m2于P₅，线段P₃P₄垂直于P_mO_m,交P_mO_m于P₂，线段P₁P₂的长度表示过渡圆弧允许的最大插补速度产生的弓高误差e_ch，线段P₂P_m的长度表示过渡圆弧允许的最大插补速度产生的轮廓误差e_co；

则圆弧的半径为：

r_m＝sin(θ/2)×(e_co-e_ch)/(1-sin(θ/2))

当前规划过渡段为P_m-1P_mP_nP_q段，系统允许的最大轮廓误差为e_{co_max}，系统允许的最大弓高误差为e_{ch_max}，直线段P_m-1P_mP_n的夹角为θ₁，直线段P_mP_nP_q的夹角为θ₂；

则过渡圆弧的各线段长度值为：

r₁＝sin(θ₁/2)×(e_{co_max}-e_{ch_max})/(1-sin(θ₁/2))

r₂＝sin(θ₂/2)×(e_{co_max}-e_{ch_max})/(1-sin(θ₂/2))

过渡圆弧半径初始值为：

r＝sin(θ/2)×(e_{co_max}-e_{ch_max})/(1-sin(θ/2))

其中，e_{co_max}为系统所允许的最大轮廓误差，e_{ch_max}为系统所允许的最大弓高误差，θ为线段间的夹角。