多轴插补方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数控机器的插补方法技术领域，尤其是涉及运动机器的多轴插补方 法。
【背景技术】
[0002] 工业机器人实时插补是工业机器人运动核心技术之一，工业机器人的位置控制， 通常采用示教再现的方法，即让机器人记住之前示教过的位置点，然后再重复这些位置点， 因此，示教的位置点数越多，机器人运动越精确，但效率越低。为了解决这一问题，引入了工 业机器人实时插补方法。
[0003] 工业机器人实时插补方法包括空间直线插补、平面圆弧插补、空间圆弧插补，其方 法的优劣直接影响工业机器人执行精度和效率，并且对工业机器人运动轨迹规划有很大的 影响。工业机器人通常需要多轴、多关节联动，而多轴、多关节联动算法涉及到多坐标轴系 统，属于高科技范畴，算法非常复杂，并且国外对我国技术上是封锁的，目前国内对于如何 建立多坐标轴系统研宄不多，由于算法复杂，难以应用到实际的工业机器人开发中，并且算 法执行效率低、精度差，因此，如何找到一种既简单又高效的多坐标轴插补实现方法，成为 了很重要的科研命题。
[0004] 当前，运动控制领域，插补运算是一种常用的运算，一般采用逐点比较法或数字积 分法，通常FPGA或专用运动控制来实现，价格高，实现3轴以上的插补较为困难，随着微电 子技术的发展，ARM，DSP器件的主频越来越高，价格越来越低，分时插补的时间周期会越来 越小，低成本，高性能的插补运算方案成为可能。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种实现快速、低成本、高效率的 多轴插补方法。
[0006] 为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案为：一种多轴插补方法，包 括基于ARM或者DSP芯片的计数器、脉冲发生器和或门，所述或门连接连接所述计数器和脉 冲发生器；通过计数器、脉冲发生器和或门实现脉冲发生的控制，具体步骤如下：
[0007] Sl:插补软件根据输入的控制指令计算得到轨迹轮廓数据；
[0008] S2 :将轨迹轮廓数据转化为多轴直线插补控制指令或者多轴螺旋插补控制指令；
[0009] S3 :多轴直线插补控制指令或者多轴圆弧插补控制指令传输到脉冲发生器，由脉 冲发送器发出脉冲信号，脉冲信号和计数器的设定信号匹配，经过或门最终将该脉冲信号 输出；
[0010] S4:输出的脉冲信号传输到相应的伺服驱动器从而带动各电机实现多轴插补运动 控制。
[0011] 进一步的，本发明所述的多轴插补方法中，脉冲信号的插补周期为4轴125yS或 者 8 轴 250ys。
[0012] 进一步的，本发明所述的多轴插补方法中，脉冲发生器的频率大于最大插补脉冲 频率。
[0013] 进一步的，本发明所述的多轴插补方法中，在直线插补时将直线长度作为各轴的 参照量，在螺旋插补时将总弧长作为各轴参照量。
[0014] 进一步的，本发明所述的多轴插补方法中，在进行插补处理之前要进行加减速处 理。
[0015] 进一步的，本发明所述的多轴插补方法，所述加减速处理包括如下步骤，
[0016] Al:求得减速点；
[0017] A2:若当前位置的速度大于减速点的速度则做减速处理并以此求解下一段坐标位 置；若当前位置的速度大于设定最高速度则做匀速处理。
[0018] A3 :求下一段的位置。
[0019] 进一步的，加减速处理具体计算如下，
【主权项】
1. 一种多轴插补方法，其特征在于：包括基于ARM或者DSP巧片的计数器、脉冲发生器 和或口，所述或口连接连接所述计数器和脉冲发生器；通过计数器、脉冲发生器和或口实现 脉冲发生的控制，具体步骤如下： 51 ;插补软件根据输入的控制指令计算得到轨迹轮廓数据； 52 ;将轨迹轮廓数据转化为多轴直线插补控制指令或者多轴螺旋插补控制指令； 53 ;多轴直线插补控制指令或者多轴圆弧插补控制指令传输到脉冲发生器，由脉冲 发送器发出脉冲信号，脉冲信号和计数器的设定信号匹配，经过或口最终将该脉冲信号输 出； S4;输出的脉冲信号传输到相应的伺服驱动器从而带动各电机实现多轴插补运动控 制。
2.如权利要求1所述的多轴插补方法，其特征在于：脉冲信号的插补周期为4轴 125US或者8轴250 US。
3.如权利要求1所述的多轴插补方法，其特征在于：脉冲发生器的频率大于最大插补 脉冲频率。
4.如权利要求1所述的多轴插补方法，其特征在于：在直线插补时将直线长度作为各 轴的参照量，在螺旋插补时将总弧长作为各轴参照量。
5.如权利要求1至4之一所述的多轴插补方法，其特征在于：在进行插补处理之前要 进行加减速处理。
6.如权利要求5所述的多轴插补方法，其特征在于：所述加减速处理包括如下步骤， A1 ;求得减速点； A2 ;若当前位置的速度大于减速点的速度则做减速处理并W此求解下一段坐标位置； 若当前位置的速度大于设定最高速度则做匀速处理； A3 ;求下一段的位置。
7.如权利要求6所述的多轴插补方法，其特征在于；加减速处理具体计算如下， 减速点为：
当Zd< (Z-Zc|)，并且。<刖寸，加速运动，下一周期速度：
当^< (王-王Ci)，并且。+1>刖寸，进行匀速运动，下一周期速度： Cw=H 当Zy>a-Zci)时，减速运动，下一周期速度；
下一周期位置：
其中，Ti为加速时间、T2为减速时间、H为最高速、L为初始高速、Ci为当前速度、La为 当前位置。
【专利摘要】本发明公开了一种多轴插补方法，属于机械插补方法技术领域。包括基于ARM或者DSP芯片的计数器、脉冲发生器和或门，所述或门连接所述计数器和脉冲发生器；通过计数器、脉冲发生器和或门实现脉冲发生的控制，具体步骤首先计算得到轨迹轮廓数据；然后转化为多轴直线插补控制指令或者多轴螺旋插补控制指令；由脉冲发送器发出脉冲信号，脉冲信号和计数器的设定信号匹配，经过或门最终将该脉冲信号输出；最终输出给伺服电机从而带动各电机实现多轴插补运动控制。本技术提高了插补计算的速度，同时减少插补时间周期，提高了效率，降低了成本。
【IPC分类】G05B19-4103
【公开号】CN104793568
【申请号】CN201510167145
【发明人】姜正涛, 田博, 何新权, 聂兴, 黄健洪
【申请人】深圳市明速自动化设备有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月10日