专利名称：数控系统中操作设备的轨迹平滑方法和装置及数控机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及数控系统领域，具体是涉及一种数控系统中操作设备的轨迹平滑方法和装置及数控机床。
背景技术：
在自动化控制领域中，数控机床、エ业机器人等设备カ求高速高精度来提高加工质量和加工效率。当相邻的加工轨迹之间连接的部分拐角较大时，会造成运动速度矢量变化过大，容易对机床产生较大冲击。虽然可以采用零速度的方法通过拐角，但是零速度通过拐角的方法会严重影响加工效率。现有技术中，一般采用在加工轨迹间增加微小弧形的滑过轨迹的方法来对相邻的加工轨迹之间进行平滑，这种轨迹平滑方法包括圆弧过渡法和矢量过渡法等。其中，圆弧过 渡法虽然在一定程度上提高了加工效率，減少了对机床的冲击，但是其对拐角处的轮廓逼进能力不是很好，容易引起较大误差；而矢量过渡法一般是基于T型速度规划的，加工轨迹和滑过轨迹之间的速度不连续，容易产生跳变(加速度突变)现象，导致机床产生剧烈振动，机床平稳性能较差。如何解决现有技术中由于加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，是本技术领域亟需解决的难题。
发明内容
本发明主要解决现有技术中由于加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，提供了一种数控系统中操作设备的轨迹平滑方法和装置及数控机床。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种数控系统中操作设备的轨迹平滑方法，该操作设备通过滑过轨迹从相邻的第一加工轨迹过渡到第二加工轨迹，该方法包括对该第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划；根据预设的滑过比例预计算该滑过轨迹在该第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和終点分别对应的速度和位置；获取经过S型速度规划的该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm ;根据该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和终点的速度和位置。为解决上述技术问题，本发明采用的另ー个技术方案是提供一种数控系统中操作设备的轨迹平滑装置，该操作设备通过滑过轨迹从相邻的第一加工轨迹过渡到第二加工轨迹，该轨迹平滑装置包括速度规划模块、预计算模块、參数获取模块和滑过轨迹调整模块。该速度规划模块用于对该第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划；该预计算模块用于根据预设的滑过比例预计算该滑过轨迹在经过该速度规划模块进行S型速度规划后的该第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和終点分别对应的速度和位置；该參数获取模块用于获取经过该速度规划模块进行S型速度规划后的该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm ;该滑过轨迹调整模块用于根据该參数获取模块获取该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和终点的速度和位置。进ー步地，该速度规划模块包括參数获取単元、速度处理单元和计数判断単元。该參数获取単元用于在该第一加工轨迹和/或该第二加工轨迹上获取由该操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与減速路径长度之和S和轨迹长度L ;该速度处理单元用于判断该參数获取单元获取的该轨迹长度L是否小于该当前加速路径与该减速路径的长度之和S ;如果是，则减小当前指定速度V ;如果否，则增大当前指定速度V ;该计数判断单元用于判断该速度处理单元的执行次数是否满足设定值，如果否，则执行该速度处理单元；如果是，则保存当前指定速度V到该操作设备的最佳速度存储单元。为解决上述技术问题，本发明采用的另ー个技术方案是提供一种数控机床，包括控制装置、驱动装置和电源装置，该电源装置向该数控机床供电，该控制装置控制该驱动装置驱动数控机床的操作设备进行运作，还包括上述对相邻的第一加工轨迹和第二加工轨迹设置操作设备过渡运行的滑过轨迹的该轨迹平滑装置。进ー步地，该轨迹平滑装置包括速 度规划模块、预计算模块、參数获取模块和滑过轨迹调整模块。该速度规划模块用于对该第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划；该预计算模块用于根据预设的滑过比例预计算该滑过轨迹在经过该速度规划模块进行S型速度规划后的该第一加工轨迹和第ニ加工轨迹上的起点和終点分别对应的速度和位置；该參数获取模块用于获取经过该速度规划模块进行S型速度规划后的该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm;该滑过轨迹调整模块用于根据该參数获取模块获取该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置。本发明的有益效果是区别于现有技术的情况，本发明对加工轨迹采用S型速度规划，使操作设备在加工轨迹上的加速路径、匀速路径以及減速路径运行时，速度能不断地进行修正和调整以实现最佳速度运行；而根据该加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置，使加工轨迹和滑过轨迹连接过渡时，其加速度能处于误差允许的区间上，保证了加工轨迹和滑过轨迹之间的速度连续。本发明有效地解决了现有技术中加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，本发明数控系统中操作设备的轨迹平滑方法和装置能使滑过轨迹和加工轨迹之间实现速度连续的平滑过渡，有效地提高了机床的平稳性能，避免出现机床冲击和剧烈振动的现象。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本发明轨迹平滑方法的第一实施例流程示意图；图2是本发明轨迹平滑方法的第二实施例流程示意图；图3是图I或图2所示轨迹平滑方法的第一范例的流程示意图4是图I或图2所示轨迹平滑方法的第二范例的流程示意图；图5是图I或图2所示轨迹平滑方法的第三范例的流程示意图；图6是图I或图2所示轨迹平滑方法的第四范例的流程示意图；图7是本发明轨迹平滑装置的第一实施例结构示意图；图8是本发明轨迹平滑装置的第二实施例结构示意图；图9是本发明轨迹平滑装置的速度规划模块的具体结构示意图；以及图10是本发明数控机床的一实施例结构示意图。
具体实施例方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供的数控系统中操作设备的轨迹平滑方法包括对该第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划；根据预设的滑过比例预计算该滑过轨迹在该第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和終点分别对应的速度和位置；获取经过S型速度规划的该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm;根据该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和终点的速度和位置。本实施例对加工轨迹采用S型速度规划，使操作设备在加工轨迹上的加速路径、匀速路径以及減速路径运行时，速度能不断地进行修正和调整以实现最佳速度运行；而根据该加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置，使加工轨迹和滑过轨迹连接过渡时，其加速度能处于误差允许的区间上，保证了加工轨迹和滑过轨迹之间的速度连续。本发明实施例有效地解决了现有技术中加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，能使滑过轨迹和加工轨迹之间实现速度连续的平滑过渡，有效地提高了机床的平稳性能，避免出现机床冲击和剧烈振动的现象。本发明实施例提供的数控系统中操作设备的轨迹平滑装置包括速度规划模块、预计算模块、參数获取模块和滑过轨迹调整模块。该速度规划模块用于对该第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划；该预计算模块用于根据预设的滑过比例预计算该滑过轨迹在经过该速度规划模块进行S型速度规划后的该第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和終点分别对应的速度和位置；该參数获取模块用于获取经过该速度规划模块进行S型速度规划后的该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm ;该滑过轨迹调整模块用于根据该參数获取模块获取该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置。在本实施例中，进ー步地，该速度规划模块包括參数获取単元、速度处理单元和计数判断単元。该參数获取单元用于在该第一加工轨迹和/或该第二加工轨迹上获取由该操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与減速路径长度之和S和轨迹长度L ;该速度处理单元用于判断该參数获取单元获取的该轨迹长度L是否小于该当前加速路径与该减速路径的长度之和S ;如果是，则减小当前指定速度V ;如果否，则增大当前指定速度V ;该计数判断単元用于判断该速度处理单元的执行次数是否满足设定值，如果否，则执行该速度处理单元；如果是，则保存当前指定速度V到该操作设备的最佳速度存储单元。本实施对加工轨迹采用S型速度规划，使操作设备在加工轨迹上的加速路径、匀速路径以及減速路径运行时，速度能不断地进行修正和调整以实现最佳速度运行；而根据该加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和终点的速度和位置，使加エ轨迹和滑过轨迹连接过渡时，其加速度能处于误差允许的区间上，保证了加工轨迹和滑过轨迹之间的速度连续。本发明实施例有效地解决了现有技术中加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，能使滑过轨迹和加エ轨迹之间实现速度连续的平滑过渡，有效地提高了机床的平稳性能，避免出现机床冲击和剧烈振动的现象。本发明实施例提供的数控机床包括控制装置、驱动装置和电源装置，该电源装置 向该数控机床供电，该控制装置控制该驱动装置驱动数控机床的操作设备进行运作，与现有技术区别之处在于，还包括上述对相邻的第一加工轨迹和第二加工轨迹设置操作设备过渡运行的滑过轨迹的该轨迹平滑装置。在本实施例中，进ー步地，该轨迹平滑装置包括速度规划模块、预计算模块、參数获取模块和滑过轨迹调整模块。该速度规划模块用于对该第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划；该预计算模块用于根据预设的滑过比例预计算该滑过轨迹在经过该速度规划模块进行S型速度规划后的该第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和終点分别对应的速度和位置；该參数获取模块用于获取经过该速度规划模块进行S型速度规划后的该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm ;该滑过轨迹调整模块用于根据该參数获取模块获取该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置。本实施例对加工轨迹采用S型速度规划，使操作设备在加工轨迹上的加速路径、匀速路径以及減速路径运行时，速度能不断地进行修正和调整以实现最佳速度运行；而根据该加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置，使加工轨迹和滑过轨迹连接过渡时，其加速度能处于误差允许的区间上，保证了加工轨迹和滑过轨迹之间的速度连续。本发明实施例有效地解决了现有技术中加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，能使滑过轨迹和加工轨迹之间实现速度连续的平滑过渡，有效地提高了机床的平稳性能，避免出现机床冲击和剧烈振动的现象。实施例一、请參阅图1，本发明实施例提供的数控系统中操作设备的轨迹平滑方法包括步骤S100，对该第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划。在步骤SlOO中，该操作设备是数控系统中硬件执行单元，包括数控切割刀头、数控激光焊接头、数控运行平台、机器人手臂等能够通过软件程序控制的部件；该第一加工轨迹和第二加工轨迹为该操作设备的预想加工途径，举例而言，该第一加工轨迹和第二加工轨迹之间的组合方式可以包括直线和直线、直线和曲线以及曲线和曲线中的任意ー种。在本实施例中，该S型速度规划方法包括步骤A :在该第一加工轨迹和/或该第二加工轨迹上获取由该操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与減速路径长度之和S和轨迹长度L ;步骤B :判断该轨迹长度L是否小于该当前加速路径与该减速路径的长度之和S ;如果是，则减小当前指定速度V并执行步骤C ;如果否，则增大当前指定速度V并执行步骤C ;步骤C :判断步骤B的执行次数是否满足设定值，如果否，则执行步骤B ;如果是，则保存当前指定速度V为操作设备在该第一加工轨迹和/或第二加工轨迹中的最佳速度。而在其他实施例中，在满足速度平滑过渡的前提下，采用的S型速度规划方法可以是传统的七段式S型速度规划，即包括加加速、匀加速、减加速和匀速等计算过程。步骤S101，根据预设的滑过比例预计算该滑过轨迹在该第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和終点分别对应的速度和位置。在步骤SlOl中，该预设的滑过比例为人工预先设定的，具体数值可以是该滑过轨迹的长度d与该轨迹长度L加上该滑过轨迹的长度d的和的比值，也可以是该滑过轨迹起点的速度％与该第一加工轨迹的最大速度Vm的比值，即滑过比例=d/(d+L)，或滑过比例 =VcAm。步骤S102，获取经过S型速度规划的该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vn。在步骤S102中，该最大速度Vm为该操作设备在该第一加工轨迹和第二加工轨迹上的最大速度，通过获取轨迹长度L和最大速度Vm以限定在滑过轨迹的上限速度。步骤S103，根据该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置。在步骤S103中，通过第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该预计算的滑过轨迹在该第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和終点分别对应的速度和位置，即微调，使其上限速度满足轨迹长度L和最大速度Vm的限定。接着，可以进行其他调整步骤，使操作设备的加工速度和轨迹能更好地实现平滑过渡，本实施例不作限定。本实施例对加工轨迹采用S型速度规划，使操作设备在加工轨迹上的加速路径、匀速路径以及減速路径运行时，速度能不断地进行修正和调整以实现最佳速度运行；而根据该加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置，使加工轨迹和滑过轨迹连接过渡时，其加速度能处于误差允许的区间上，保证了加工轨迹和滑过轨迹之间的速度连续。本发明实施例有效地解决了现有技术中加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，能使滑过轨迹和加工轨迹之间实现速度连续的平滑过渡，有效地提高了机床的平稳性能，避免出现机床冲击和剧烈振动的现象。实施例ニ、请參阅图2，本发明实施例提供的数控系统中操作设备的轨迹平滑方法包括步骤SlOO’，对第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划。在步骤S100’中，该操作设备是数控系统中硬件执行单元，包括数控切割刀头、数控激光焊接头、数控运行平台、机器人手臂等能够通过软件程序控制的部件；该第一加工轨迹和第二加工轨迹为该操作设备的预想加工途径，举例而言，该第一加工轨迹和第二加工轨迹之间的组合方式可以包括直线和直线、直线和曲线以及曲线和曲线中的任意ー种。在本实施例中，该S型速度规划方法包括步骤A :在该第一加工轨迹和/或该第二加工轨迹上获取由该操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与減速路径长度之和S和轨迹长度L ;步骤B :判断该轨迹长度L是否小于该当前加速路径与该减速路径的长度之和S ;如果是，则减小当前指定速度V并执行步骤C ;如果否，则增大当前指定速度V并执行步骤C ;步骤C :判断步骤B的执行次数是否满足设定值，如果否，则执行步骤B ;如果是，则保存当前指定速度V为操作设备在该第一加工轨迹和/或第二加工轨迹中的最佳速度。而在其他实施例中，在满足速度平滑过渡的前提下，采用的S型速度规划方法可以是传统的七段式S型速度规划，即包括加加速、匀加速、减加速和匀速等计算过程。步骤S101’，根据预设的滑过比例预计算该滑过轨迹在该第一加工轨迹和第二加エ轨迹上的起点和终点分别对应的速度和位置。在步骤S101’中，该预设的滑过比例为人工预先设定的，具体数值可以是该滑过轨 迹的长度d与该轨迹长度L加上该滑过轨迹的长度d的和的比值，也可以是该滑过轨迹起点的速度％与该第一加工轨迹的最大速度Vm的比值，即滑过比例=d/(d+L)，或滑过比例=VcAm。步骤S102’，获取经过S型速度规划的该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm。在步骤S102’中，该最大速度Vm为该操作设备在该第一加工轨迹和第二加工轨迹上的最大速度，通过获取轨迹长度L和最大速度Vm以限定在滑过轨迹的上限速度。步骤S103’，根据该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置。在步骤S103’中，通过第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该预计算的滑过轨迹在该第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和終点分别对应的速度和位置，即微调，使其上限速度满足轨迹长度L和最大速度Vm的限定。本实施例与实施例一的不同之处在于，还包括步骤S104’，根据调整后的该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置调整该第一加エ轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm。在步骤S104’中，调整后的轨迹长度L和最大速度Vm和滑过轨迹之间实现更好地过渡，当然，可以在步骤S102’和步骤S104’之间多次循环，包括两次、三次或者更多次。步骤S105’，对调整后的该第一加工轨迹和第二加工轨迹进行S型速度规划，并计算该滑过轨迹的加速度。在步骤S105’中，由于对第一加工轨迹和第二加工轨迹预先进行了 S型速度规划，因此其加速度在可控的允许范围内，保证滑过轨迹和加工轨迹之间的速度连续的实现。步骤S106’，对经过两次S型速度规划的该第一加工轨迹和第二加工轨迹进行插ネト，井根据该滑过轨迹的加速度对该滑过轨迹进行矢量插补。在步骤S106’中，在第一加工轨迹和第二加工轨迹进行的插补方法可以只针对数值的大小进行插补，而无需进行方向的改变；而对该滑过轨迹进行矢量插补则需要改变速度的大小和方向，使其能实现最好的平滑过渡轨迹。
本实施例对加工轨迹采用S型速度规划，使操作设备在加工轨迹上的加速路径、匀速路径以及減速路径运行时，速度能不断地进行修正和调整以实现最佳速度运行；而根据该加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置，使加工轨迹和滑过轨迹连接过渡时，其加速度能处于误差允许的区间上，保证了加工轨迹和滑过轨迹之间的速度连续。本发明实施例有效地解决了现有技术中加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，能使滑过轨迹和加工轨迹之间实现速度连续的平滑过渡，有效地提高了机床的平稳性能，避免出现机床冲击和剧烈振动的现象。实施例三、请參阅图3，是图I或图2所示轨迹平滑方法的第一范例流程示意图，在本实施例中，对该数控系统中操作设备的轨迹平滑方法的步骤不再赘述，本实施例的S型速度规划区别之处在于，包括步骤S200，在第一加工轨迹和/或该第二加工轨迹上获取由该操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与减速路径长度之和S和轨迹长度し
步骤S201，判断该轨迹长度L是否小于该当前加速路径与该减速路径的长度之和S，若是，执行步骤S202，若否，执行步骤S203 ;执行次数+1。步骤S202，减小当前指定速度V，执行步骤S204。步骤S203，增大当前指定速度V，执行步骤S204。步骤S204，判断执行次数是否满足设定值，若是，执行步骤S205，若否，返回执行步骤S201。其中，数控系统在进行速度规划之初，当前指定速度V即为初始的指定速度，该初始的指定速度可以是经过技术人员预估所得到的速度值，也可以是数控系统中保留的系统默认速度值，甚至可以是数控系统中在规定的范围内随机产生的ー个速度值，设定该指定速度的目的在于速度规划之初对指定速度的初始化，后续会根据执行步骤中的判断条件对该初始的指定速度进行调整，对当前指定速度不断的进行修正，使其无限接近于实际的最佳速度。速度规划可以理解为控制操作设备在指定的时间内达到指定的速度，所述当前加速路径与減速路径长度之和S是由当前指定速度V来确定的，数控系统在对所述第一加工轨迹和/或第二加工轨迹进行速度规划时，操作设备在所述第一加工轨迹和/或第二加工轨迹的始点的速度Vtl是已知的，即操作设备完成上一路径时的終点速度是已知的，而操作设备到达本所述第一加工轨迹和/或第二加工轨迹的終点的速度是预知的，即操作设备到达本所述第一加工轨迹和/或第二加工轨迹的终点的速度是根据加工要求所确定的速度，因此该终点的速度也作为已知量，而且，此时的当前指定速度假定为速度规划的最佳速度值，即将当前指定速度值作为七段或五段S型曲线速度规划过程中的最大速度值，这样便可以通过所述第一加工轨迹和/或第二加工轨迹的始点速度、終点速度及当前指定速度得到当前加速路径和減速路径长度之和S。所述轨迹长度L是根据用户所加工的产品的形状、尺寸所決定的长度值，或者根据用户所要求的运行路径的长度值决定的，属于本规划过程中的已知量。本步骤中将所述轨迹长度L与所述当前加速路径与减速路径的长度之和S作出比较，由于所述当前加速路径与减速路径的长度之和S是由当前指定速度V确定的，因此，如果所述当前加速路径与减速路径的长度之和S大于了所述轨迹长度L，则说明当前指定速度V所赋的值偏大，需要对当前指定速度V进行减小调整，对于减小当前指定速度V的方式可以是等比方式递减，例如在程式控制上表现为V = V- (c X V)，其中c为O I之间的常量；如V = V-O. 5v、v = V-O. 2v或者V = V-O. 8v,减小当前指定速度V的方式也可以是等差方式递减，例如在程式控制上表现为V = v-C，其中C为O V之间的ー常量，可以理解的是，等比方式或者等差方式的递减方式只是本实施例中两种实施方式而已，对于减小当前指定速度V的方式还可以存在其他的递减方式，包括无规律递减，随机递减等均应包含在本发明的保护范围内。对于增大当前指定速度V的方式的原理与上述减小当前指定速度V的方式相同，即对于増大当前指定速度V的方式可以是等比方式递增，例如在程式控制上表现为V =v+(cX v),其中c为O I之间的常量；如v = v+0. 5v、V = v+0. 2v或者v = v+0. 8v,增大当前指定速度V的方式也可以是等差方式递增，例如在程式控制上表现为V = v+C，其中C为O V之间的ー常量，可以理解的是，等比方式或者等差方式的递增方式只是本实施例中两种实施方式而已，对于増大当前指定速度V的方式还可以存在其他的递增方式，包括无规律递增，随机递增等均应包含在本发明的保护范围内。 在本发明实施中，当前指定速度V的递减比例与递增比例相同，例如递减程式选择V = v-Ο. 2v，那么递增程式也相应的选择为V = v+0. 2v，这样可以保证经过规划得到的最佳速度更加准确。当然，在实际应用的过程中，当前指定速度V的递减比例与递增比例可以存在不同，因此，当前指定速度V的递减比例是否与递增比例相同不应理解为对本发明保护范围的限制。本实施例对加工轨迹采用S型速度规划，使操作设备在加工轨迹上的加速路径、匀速路径以及減速路径运行时，速度能不断地进行修正和调整以实现最佳速度运行；而根据该加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置，使加工轨迹和滑过轨迹连接过渡时，其加速度能处于误差允许的区间上，保证了加工轨迹和滑过轨迹之间的速度连续。本实施例数控系统中操作设备的轨迹平滑方法中采用的S型速度规划有效地解决了现有技术中加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，能使滑过轨迹和加工轨迹之间实现速度连续的平滑过渡，有效地提高了机床的平稳性能，避免出现机床冲击和剧烈振动的现象。实施例四、请參阅图4，是图I或图2所示轨迹平滑方法的第二范例流程示意图，在本实施例中，对该数控系统中操作设备的轨迹平滑方法的步骤不再赘述，该S型速度规划包括步骤S300，在第一加工轨迹和/或该第二加工轨迹上获取由该操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与减速路径长度之和S和轨迹长度し步骤S301，判断该轨迹长度L是否小于该当前加速路径与减速路径的长度之和S，若是，减小当前指定速度V并执行步骤S302，若否，执行步骤S306。步骤S302，判断该轨迹长度L是否小于该当前加速路径与该减速路径的长度之和S，若是，执行步骤S303，若否，执行步骤S304。步骤S303，减小当前指定速度V，执行次数+1并执行步骤S305。步骤S304，增大当前指定速度V，执行次数+1并执行步骤S305。
步骤S305，判断执行次数是否满足设定值，若是，执行步骤S306，若否，执行步骤S302。步骤S306，保存当前指定速度V为操作设备在该第一加工轨迹和/或第二加工轨迹中的最佳速度。如前所述，本发明实施例的工作原理请參阅实施例六，与实施例六不同之处在干，増加判断步骤S301，可以有效地避免当前指定速度V过大而进行无效循环的エ序步骤。本实施例通过对加工轨迹采用S型速度规划，使操作设备在加工轨迹上的加速路径、匀速路径以及減速路径运行时，速度能不断地进行修正和调整以实现最佳速度运行；而根据该加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置，使加工轨迹和滑过轨迹连接过渡时，其加速度能处于误差允许的区间上，保证了加工轨迹和滑过轨迹之间的速度连续。本实施例数控系统中操作设备的轨迹平滑方法中采用的S型速度规划有效地解决了现有技术中加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，能使滑过轨迹和加工轨迹之间实现速度连续的 平滑过渡，有效地提高了机床的平稳性能，避免出现机床冲击和剧烈振动的现象。实施例五、请參阅图5，是图I或图2所示轨迹平滑方法的第三范例流程示意图，在本实施例中，对该数控系统中操作设备的轨迹平滑方法的步骤不再赘述，该S型速度规划包括步骤S400，在第一加工轨迹和/或该第二加工轨迹上获取由该操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与减速路径长度之和S和轨迹长度し步骤S401，判断该轨迹长度L是否小于该当前加速路径与减速路径的长度之和S，若否，执行步骤S402，若是，减小当前指定速度V并执行步骤S403。步骤S402，判断当前加速路径与減速路径长度之和S是否大于轨迹长度L的N倍，若是，执行步骤S407，若否，增大当前指定速度V并执行步骤S400。步骤S403，判断该轨迹长度L是否小于该当前加速路径与该减速路径的长度之和S，若是，执行步骤S404，若否，执行步骤S405。步骤S404，减小当前指定速度V，执行次数+1并执行步骤S406。步骤S405，增大当前指定速度V，执行次数+1并执行步骤S406。步骤S406，判断执行次数是否满足设定值，若是，执行步骤S407，若否，执行步骤S403。步骤S407，保存当前指定速度V为操作设备在该第一加工轨迹和/或第二加工轨迹中的最佳速度。如前所述，本发明实施例的工作原理请參阅实施例四，与实施例四不同之处在干，増加判断步骤S402，可以进ー步有效地避免当前指定速度V过大而进行无效循环的エ序步骤。本实施例通过对加工轨迹采用S型速度规划，使操作设备在加工轨迹上的加速路径、匀速路径以及減速路径运行时，速度能不断地进行修正和调整以实现最佳速度运行；而根据该加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置，使加工轨迹和滑过轨迹连接过渡时，其加速度能处于误差允许的区间上，保证了加工轨迹和滑过轨迹之间的速度连续。本实施例数控系统中操作设备的轨迹平滑方法中采用的S型速度规划有效地解决了现有技术中加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，能使滑过轨迹和加工轨迹之间实现速度连续的平滑过渡，有效地提高了机床的平稳性能，避免出现机床冲击和剧烈振动的现象。实施例六、请參阅图6，是图I或图2所示轨迹平滑方法的第四范例流程示意图，在本实施例中，对该数控系统中操作设备的轨迹平滑方法的步骤不再赘述，该S型速度规划包括步骤S500，在第一加工轨迹和/或该第二加工轨迹上获取由该操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与减速路径长度之和S和轨迹长度し步骤S501，判断该轨迹长度L是否小于该当前加速路径与减速路径的长度之和S，若否，执行步骤S502，若是，减小当前指定速度V并执行步骤S503。步骤S502，判断当前加速路径与減速路径长度之和S是否大于轨迹长度L的N倍，若是，执行步骤S507，若否，增大当前指定速度V并执行步骤S500。 步骤S503，判断该轨迹长度L是否小于该当前加速路径与该减速路径的长度之和S，若是，执行步骤S504，若否，执行步骤S505。步骤S504，减小当前指定速度V，执行次数+1并执行步骤S506。步骤S505，增大当前指定速度V，执行次数+1并执行步骤S506。步骤S506，判断执行次数是否满足设定值，若是，执行步骤S507，若否，执行步骤S503。步骤S507，判断当前指定速度V是否超出操作设备的最大速度Vm，若是，执行步骤S508，若否，执行步骤S509。步骤S508，保存所述最大速度Vm作为操作设备在所述第一加工轨迹和/或第二加エ轨迹中的最佳速度，流程结束。步骤S509，保存当前指定速度V为操作设备在该第一加工轨迹和/或第二加工轨迹中的最佳速度。步骤S510，将轨迹长度L减去当前加速路径长度与減速路径长度之和S的差值作为匀速路径长度。如前所述，本发明实施例的工作原理请參阅实施例五，与实施例五不同之处在干，增加判断步骤S507、步骤S508以及步骤S510，步骤S507和S508可以进ー步有效地避免当前指定速度V过大而造成操作设备运行速度过大，导致机床抖动冲击等现象；同时，步骤S510可以使操作设备保持在匀速运行状态。本实施例通过对加工轨迹采用S型速度规划，使操作设备在加工轨迹上的加速路径、匀速路径以及減速路径运行时，速度能不断地进行修正和调整以实现最佳速度运行；而根据该加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置，使加工轨迹和滑过轨迹连接过渡时，其加速度能处于误差允许的区间上，保证了加工轨迹和滑过轨迹之间的速度连续。本实施例数控系统中操作设备的轨迹平滑方法中采用的S型速度规划有效地解决了现有技术中加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，能使滑过轨迹和加工轨迹之间实现速度连续的平滑过渡，有效地提高了机床的平稳性能，避免出现机床冲击和剧烈振动的现象。实施例七、參阅图7以及前述的数控系统中操作设备的轨迹平滑方法，本实施例的操作设备的轨迹平滑装置包括速度规划模块61、预计算模块62、參数获取模块63以及滑过轨迹调整模块64。在本实施例中，速度规划模块61用于对该第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划；预计算模块62用于根据预设的滑过比例预计算该滑过轨迹在经过该速度规划模块61进行S型速度规划后的该第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和終点分别对应的速度和位置；參数获取模块63用于获取经过该速度规划模块61进行S型速度规划后的该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm ；滑过轨迹调整模块64用于根据该參数获取模块63获取该第一加工轨迹和第二加エ轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和终点的速度和位置。
其中，其具体工作原理请參阅实施例一到实施例三所述的数控系统中操作设备的轨迹平滑方法，在本技术领域人员理解的范围内，不再赘述。本实施例通过对加工轨迹采用S型速度规划，使操作设备在加工轨迹上的加速路径、匀速路径以及減速路径运行时，速度能不断地进行修正和调整以实现最佳速度运行；而根据该加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置，使加工轨迹和滑过轨迹连接过渡时，其加速度能处于误差允许的区间上，保证了加工轨迹和滑过轨迹之间的速度连续。本实施例数控系统中操作设备的轨迹平滑装置中速度规划模块61采用的S型速度规划有效地解决了现有技术中加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，能使滑过轨迹和加工轨迹之间实现速度连续的平滑过渡，有效地提高了机床的平稳性能，避免出现机床冲击和剧烈振动的现象。实施例八，请參阅图8以及前述的数控系统中操作设备的轨迹平滑方法，本实施例的操作设备的轨迹平滑装置包括速度规划模块70、预计算模块71、參数获取模块72以及滑过轨迹调整模块73、加工轨迹调整模块74、加速度计算模块75以及插补模块76。在本实施例中，速度规划模块70用于对该第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划。预计算模块71用于根据预设的滑过比例预计算该滑过轨迹在经过该速度规划模块70进行S型速度规划后的该第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和终点分别对应的速度和位置；同时，还可以包括设置模块77，通过设置模块77设置该预设的滑过比例，其中，该预设的滑过比例为该滑过轨迹的长度d与该轨迹长度L加上该滑过轨迹的长度d的和的比值，或为该滑过轨迹起点的速度与该第一加工轨迹的最大速度Vm的比值。參数获取模块72用于获取经过该速度规划模块70进行S型速度规划后的该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm ；滑过轨迹调整模块73用于根据该參数获取模块72获取该第一加工轨迹和第二加エ轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和终点的速度和位置。加工轨迹调整模块74用于根据调整后的该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置调整该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm。加速度计算模块75用于计算经过该滑过轨迹调整模块73调整的该滑过轨迹的加速度；其中，该加速度计算模块75计算该滑过轨迹的加速度时，该速度规划模块70对经过加工轨迹调整模块74调整后的该第一加工轨迹和第二加工轨迹进行第二次的S型速度规划。插补模块76用于对经过该速度规划模块70进行两次S型速度规划的该第一加工轨迹和第二加工轨迹进行插补，井根据该加速度计算模块75计算得到的该滑过轨迹的加速度对该滑过轨迹进行矢量插补。其中，其具体工作原理请參阅实施例三到实施例六所述的数控系统中操作设备的轨迹平滑方法，在本技术领域人员理解的范围内，不再赘述。请结合图7和图8进ー步參阅图9，实施例七和/或实施例八所涉及的速度规划模块61、70具体可以包括參数获取单元700、路径判断单元701、速度处理单元702、计数判断单元703、最佳速度存储单元704、參数调整单元705以及速度复检单元706。在本实施例中，參数获取单元700用于在该第一加工轨迹和/或该第二加工轨迹 上获取由该操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与減速路径长度之和S和轨迹长度し路径判断単元701用于判断该轨迹长度L是否小于该当前加速路径与減速路径的长度之和S ;如果是，则减小当前指定速度V并执行该速度处理单元；如果否，则保存当前指定速度V到该最佳速度存储单元。速度处理单元702用于判断该參数获取单元700获取的该轨迹长度L是否小于该当前加速路径与该减速路径的长度之和S ;如果是，则减小当前指定速度V ;如果否，则增大当前指定速度V。计数判断単元703用于判断该速度处理单元702的执行次数是否满足设定值，如果否，则执行该速度处理单元；如果是，则保存当前指定速度V到该操作设备的最佳速度存储单元704。參数调整单元705用于对该操作设备在运行过程中的匀加速度a和/或变加速度j进行调整，使得该操作设备的运行路径满足插补周期整数倍的要求。速度复检单元706用于判断该当前加速路径与減速路径长度之和S是否大于轨迹长度L的N倍，其中O < N < I ;如果是，则保存当前指定速度V到该最佳速度存储单元；如果否，则増大当前指定速度V并执行该參数获取单元。当然，该速度规划模块的具体工作原理还包括实施例四到实施例六所述的方法过程，在本技术领域人员理解的范围内，不再赘述。本实施例通过对加工轨迹采用S型速度规划，使操作设备在加工轨迹上的加速路径、匀速路径以及減速路径运行时，速度能不断地进行修正和调整以实现最佳速度运行；而根据该加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置，使加工轨迹和滑过轨迹连接过渡时，其加速度能处于误差允许的区间上，保证了加工轨迹和滑过轨迹之间的速度连续。本实施例数控系统中操作设备的轨迹平滑装置中速度规划模块采用的S型速度规划有效地解决了现有技术中加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，能使滑过轨迹和加工轨迹之间实现速度连续的平滑过渡，有效地提高了机床的平稳性能，避免出现机床冲击和剧烈振动的现象。
实施例九、请參阅图10，本发明实施例数控机床包括控制装置80、驱动装置81、轨迹平滑装置82和电源装置(图未示)。该电源装置向该数控机床供电，该控制装置80控制该驱动装置81驱动数控机床的操作设备进行运作，该轨迹平滑装置82用于对相邻的第一加工轨迹和第二加工轨迹设置操作设备过渡运行。在本实施例中，该轨迹平滑装置82包括速度规划模块，用于对该第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划；预计算模块，用于根据预设的滑过比例预计算该滑过轨迹在经过该速度规划模块进行S型速度规划后的该第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和終点分别对应的速度和位置；參数获取模块，用于获取经过该速度规划模块进行S型速度规划后的该第一加工 轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm ；滑过轨迹调整模块，用于根据该參数获取模块获取的第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置。如前所述，该速度规划模块包括但不限于參数获取単元，用于在该第一加工轨迹和/或该第二加工轨迹上获取由该操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与減速路径长度之和S和轨迹长度L ；速度处理单元，用于判断该參数获取单元获取的该轨迹长度L是否小于该当前加速路径与该减速路径的长度之和S ;如果是，则减小当前指定速度V ;如果否，则增大当前指定速度V ；计数判断単元，用于判断该速度处理单元的执行次数是否满足设定值，如果否，则执行该速度处理单元；如果是，则保存当前指定速度V到该操作设备的最佳速度存储单元。当然，其具体工作原理包括但不限于实施例一到实施例八所涉及的轨迹平滑方法和装置，在此不再赘述。可以理解的是，对于轨迹平滑装置82与控制装置80的连接方式并不构成对本发明保护范围的限制。本实施例通过对加工轨迹采用S型速度规划，使操作设备在加工轨迹上的加速路径、匀速路径以及減速路径运行时，速度能不断地进行修正和调整以实现最佳速度运行；而根据该加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和終点的速度和位置，使加工轨迹和滑过轨迹连接过渡时，其加速度能处于误差允许的区间上，保证了加工轨迹和滑过轨迹之间的速度连续。本实施例数控机床的轨迹平滑装置80中速度规划模块采用的S型速度规划有效地解决了现有技术中加工轨迹和滑过轨迹之间无法实现速度连续，导致机床产生剧烈振动、平稳性能较差的技术问题，能使滑过轨迹和加工轨迹之间实现速度连续的平滑过渡，有效地提高了机床的平稳性能，避免出现机床冲击和剧烈振动的现象。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种数控系统中操作设备的轨迹平滑方法，所述操作设备通过滑过轨迹从相邻的第一加工轨迹过渡到第二加工轨迹，其特征在于，包括 对所述第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划； 根据预设的滑过比例预计算所述滑过轨迹在所述第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和终点分别对应的速度和位置； 获取经过S型速度规划的所述第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm; 根据所述第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整所述滑过轨迹的起点和终点的速度和位置。
2.根据权利要求I所述的轨迹平滑方法，其特征在于，在所述根据所述第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整所述滑过轨迹的起点和终点的速度和位置的步骤之后还包括 根据调整后的所述滑过轨迹的起点和终点的速度和位置调整所述第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm ； 对调整后的所述第一加工轨迹和第二加工轨迹进行S型速度规划，并计算所述滑过轨迹的加速度。
3.根据权利要求2所述的轨迹平滑方法，其特征在于，在所述对调整后的所述第一加工轨迹和第二加工轨迹进行S型速度规划，并计算所述滑过轨迹的加速度的步骤之后还包括 对经过两次S型速度规划的所述第一加工轨迹和第二加工轨迹进行插补，并根据所述滑过轨迹的加速度对所述滑过轨迹进行矢量插补。
4.根据权利要求1-3任一所述的轨迹平滑方法，其特征在于，所述对所述第一加工轨迹和/或第二加工轨迹进行的所述S型速度规划的步骤包括 步骤A :在所述第一加工轨迹和/或所述第二加工轨迹上获取由所述操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与减速路径长度之和S和轨迹长度L ； 步骤B :判断所述轨迹长度L是否小于所述当前加速路径与所述减速路径的长度之和S ;如果是，则减小当前指定速度V并执行步骤C ;如果否，则增大当前指定速度V并执行步骤C ; 步骤C :判断步骤B的执行次数是否满足设定值，如果否，则执行步骤B ;如果是，则保存当前指定速度V为操作设备在所述第一加工轨迹和/或第二加工轨迹中的最佳速度。
5.根据权利要求4所述的轨迹平滑方法，其特征在于，在步骤A:在所述第一加工轨迹和/或所述第二加工轨迹上获取由操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与减速路径长度之和S和轨迹长度L之后，还包括 步骤BI :判断所述轨迹长度L是否小于所述当前加速路径与减速路径的长度之和S ；如果是，则减小当前指定速度V并执行所述步骤B ;如果否，则保存当前指定速度V作为操作设备在所述第一加工轨迹和/或第二加工轨迹中的最佳速度。
6.根据权利要求4所述的轨迹平滑方法，其特征在于，在步骤A:在所述第一加工轨迹和/或所述第二加工轨迹上获取由操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与减速路径长度之和S和轨迹长度L之后，还包括步骤B2 :判断所述轨迹长度L是否小于所述当前加速路径与减速路径的长度之和S ；如果是，则减小当前指定速度V并执行所述步骤B ;如果否，则执行步骤D ； 步骤D :判断所述当前加速路径与减速路径长度之和S是否大于轨迹长度L的N倍，其中O < N < I ;如果是，则保存当前指定速度V为操作设备在所述第一加工轨迹和/或第二加工轨迹中的最佳速度；如果否，则增大当前指定速度V并执行步骤A。
7.根据权利要求6所述的轨迹平滑方法，其特征在于，在所述判断步骤B的执行次数满 足设定值的步骤之后，还包括 判断当前指定速度V是否超出操作设备在所述第一加工轨迹和/或所述第二加工轨迹上的最大速度\，如果超出，则保存所述最大速度Vm作为操作设备在所述第一加工轨迹和/或第二加工轨迹中的最佳速度；如果未超出，则保存当前指定速度V作为操作设备在所述第一加工轨迹和/或第二加工轨迹中的最佳速度。
8.根据权利要求7所述的轨迹平滑方法，其特征在于，在所述保存当前指定速度V为操作设备在所述第一加工轨迹和/或第二加工轨迹中的最佳速度的步骤之后，还包括 将轨迹长度L减去所述当前加速路径长度与减速路径长度之和S的差值作为匀速路径长度。
9.根据权利要求8所述的轨迹平滑方法，其特征在于，在所述保存当前指定速度V为操作设备在所述第一加工轨迹和/或第二加工轨迹中的最佳速度的步骤之后，还包括 对所述操作设备在运行过程中的匀加速度a和/或变加速度j进行调整，使得所述操作设备的运行路径满足插补周期整数倍的要求。
10.根据权利要求1-3任一所述的轨迹平滑方法，其特征在于，所述预设的滑过比例为所 述滑过轨迹的长度d与所述轨迹长度L加上所述滑过轨迹的长度d的和的比值。
11.根据权利要求1-3任一所述的轨迹平滑方法，其特征在于，所述预设的滑过比例为所述滑过轨迹起点的速度％与所述第一加工轨迹的最大速度Vm的比值。
12.一种数控系统中操作设备的轨迹平滑装置，所述操作设备通过滑过轨迹从相邻的第一加工轨迹过渡到第二加工轨迹，其特征在于，包括 速度规划模块，用于对所述第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划； 预计算模块，用于根据预设的滑过比例预计算所述滑过轨迹在经过所述速度规划模块进行S型速度规划后的所述第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和终点分别对应的速度和位置； 参数获取模块，用于获取经过所述速度规划模块进行S型速度规划后的所述第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm ； 滑过轨迹调整模块，用于根据所述参数获取模块获取所述第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整所述滑过轨迹的起点和终点的速度和位置。
13.根据权利要求12所述的轨迹平滑装置，其特征在于，还包括 加工轨迹调整模块，用于根据调整后的所述滑过轨迹的起点和终点的速度和位置调整所述第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm ； 加速度计算模块，用于计算经过所述滑过轨迹调整模块调整的所述滑过轨迹的加速度； 其中，所述加速度计算模块计算所述滑过轨迹的加速度时，所述速度规划模块对经过加工轨迹调整模块调整后的所述第一加工轨迹和第二加工轨迹进行S型速度规划。
14.根据权利要求13所述的轨迹平滑装置，其特征在于，还包括 插补模块，用于对经过所述速度规划模块进行两次S型速度规划的所述第一加工轨迹和第二加工轨迹进行插补，并根据所述加速度计算模块计算得到的所述滑过轨迹的加速度对所述滑过轨迹进行矢量插补。
15.根据权利要求12-14任一项所述的轨迹平滑装置，其特征在于，所述速度规划模块包括 参数获取单元，用于在所述第一加工轨迹和/或所述第二加工轨迹上获取由所述操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与减速路径长度之和S和轨迹长度L ； 速度处理单元，用于判断所述参数获取单元获取的所述轨迹长度L是否小于所述当前加速路径与所述减速路径的长度之和S ;如果是，则减小当前指定速度V ;如果否，则增大当前指定速度V ； 计数判断单元，用于判断所述速度处理单元的执行次数是否满足设定值，如果否，则执行所述速度处理单元；如果是，则保存当前指定速度V到所述操作设备的最佳速度存储单J Li o
16.根据权利要求15所述的轨迹平滑装置，其特征在于，所述速度规划模块还包括 路径判断单元，用于判断所述轨迹长度L是否小于所述当前加速路径与减速路径的长度之和S ;如果是，则减小当前指定速度V并执行所述速度处理单元；如果否，则保存当前指定速度V到所述最佳速度存储单元。
17.根据权利要求16所述的轨迹平滑装置，其特征在于，所述速度规划模块还包括 速度复检单元，用于判断所述当前加速路径与减速路径长度之和S是否大于轨迹长度L的N倍，其中O < N < I ;如果是，则保存当前指定速度V到所述最佳速度存储单元；如果否，则增大当前指定速度V并执行所述参数获取单元。
18.根据权利要求17所述的轨迹平滑装置，其特征在于，所述速度规划模块还包括 参数调整单元，用于对所述操作设备在运行过程中的匀加速度a和/或变加速度j进行调整，使得所述操作设备的运行路径满足插补周期整数倍的要求。
19.根据权利要求12所述的轨迹平滑装置，其特征在于，还包括 设置模块，用于设置所述预设的滑过比例，其中，所述预设的滑过比例为所述滑过轨迹的长度d与所述轨迹长度L加上所述滑过轨迹的长度d的和的比值，或为所述滑过轨迹起点的速度Vtl与所述第一加工轨迹的最大速度Vm的比值。
20.一种数控机床，包括控制装置、驱动装置和电源装置，所述电源装置向该数控机床供电，所述控制装置控制所述驱动装置驱动数控机床的操作设备进行运作，其特征在于，还包括对相邻的第一加工轨迹和第二加工轨迹设置操作设备过渡运行的滑过轨迹的轨迹平滑装置，所述轨迹平滑装置包括 速度规划模块，用于对所述第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划；预计算模块，用于根据预设的滑过比例预计算所述滑过轨迹在经过所述速度规划模块进行S型速度规划后的所述第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和终点分别对应的速度和位置；参数获取模块，用于获取经过所述速度规划模块进行S型速度规划后的所述第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm ； 滑过轨迹调整模块，用于根据所述参数获取模块获取的第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整所述滑过轨迹的起点和终点的速度和位置。
21.根据权利要求20所述的数控机床，其特征在于，所述速度规划模块包括 参数获取单元，用于在所述第一加工轨迹和/或所述第二加工轨迹上获取由所述操作设备的当前指定速度V确定的当前加速路径与减速路径长度之和S和轨迹长度L ； 速度处理单元，用于判断所述参数获取单元获取的所述轨迹长度L是否小于所述当前加速路径与所述减速路径的长度之和S ;如果是，则减小当前指定速度V ;如果否，则增大当前指定速度V ； 计数判断单元，用于判断所述速度处理单元的执行次数是否满足设定值，如果否，则执行所述速度处理单元；如果是，则保存当前指定速度V到所述操作设备的最佳速度存储单元
全文摘要
本发明公开了一种数控系统中操作设备的轨迹平滑方法和装置及数控机床，该方法包括对该第一加工轨迹和第二加工轨迹分别进行S型速度规划；根据预设的滑过比例预计算该滑过轨迹在该第一加工轨迹和第二加工轨迹上的起点和终点分别对应的速度和位置；获取经过S型速度规划的该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm；根据该第一加工轨迹和第二加工轨迹的轨迹长度L和最大速度Vm调整该滑过轨迹的起点和终点的速度和位置。本发明数控系统中操作设备的轨迹平滑方法和装置对加工轨迹采用S型速度规划，能使滑过轨迹和加工轨迹之间实现速度连续的平滑过渡，有效地提高了机床的平稳性能，避免出现机床冲击和剧烈振动的现象。
文档编号G05B19/19GK102681487SQ20111045816
公开日2012年9月19日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者苏晓芸 申请人:北京配天大富精密机械有限公司