一种封装成PLCOpen指令的变速曲线圆弧快速插补方法
【专利摘要】本发明涉及工业控制领域中的圆弧插补方法，一种封装成PLCopen指令的变速曲线圆弧快速插补方法，包括以下步骤：根据PLCopen标准，将所述的变速曲线圆弧快速插补方法封装成圆弧运动指令；通过圆弧运动指令获取圆弧插补参数，确定满足基于梯形曲线加减速控制的圆弧插补过程中的插补角度与时间的关系；根据插补周期计算圆弧下一个插补点坐标；圆弧运动指令将圆弧插补点坐标输出给位置闭环控制模块进行位置闭环控制。本发明提供的一种封装成PLCopen指令的变速曲线圆弧快速插补方法易于移植、修改与使用，而且避免变速曲线插补中三角函数的使用，提高了圆弧插补点的计算效率和插补方法的应用领域。
【专利说明】 一种封装成PLCOpen指令的变速曲线圆弧快速插补方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业控制领域中的圆弧插补方法，特别是数控机床或机器人运动控制中的一种封装成PLCopen指令的变速曲线圆弧快速插补方法。
【背景技术】
[0002]PLCopen标准是基于IEC61131-3标准,为解决不同厂商或同一厂商不同控制对象之间的运动控制系统不兼容问题，而提出的标准化编程语言和标准化的运动控制接口。通过使用PLCopen标准，实现了运动控制系统的兼容性、互换性、开放性和可重用性，提高了编程技术能在整个工业控制领域中广泛地使用。插补功能是工业控制系统的重要组成部分，对运动控制系统的性能起到至关重要的作用。圆弧是运动控制系统加工的基本线条之一，常用的圆弧插补方法分为脉冲增量插补和数字采样插补。
[0003]脉冲增量插补是在每个插补周期结束后，输出脉冲来控制电机运动。此方法仅需要加法和移位运算，实现起来较为简单，但是由于插补时间受到插补算法执行时间的限制，因此仅适用于对精度要求不高的运动控制系统中。脉冲增量插补算法主要包括逐点比较法插补、数字积分法插补、最小偏差法插补等。
[0004]数字采样插补输出的不是脉冲，而是与插补周期与给进速度有关的微小线段。数字采样插补包括粗插补和精插补两部分。粗插补是利用输出的微小线段逼近圆弧，精插补是对输出的微小线段进行数据点的密化，精插补涉及的算法相对简单，一般用脉冲增量插补算法即可。数字采样插补算法主要包括时间分割法和扩展数字积分法等。
[0005]目前圆弧插补算法大多针对专用运动控制系统，未进行标准化封装，不便于移植、修改与使用，而且圆弧插补点的计算使用三角函数或对三角函数的近似替换，降低了运动控制系统计算效率和圆弧加工精度。
【发明内容】
[0006]为了克服已有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种封装成PLCopen指令的变速曲线圆弧快速插补方法。该方法避免了变速曲线插补中三角函数的使用，提高了圆弧插补点的计算效率和圆弧加工精度。
[0007]为了实现上述发明目的，解决已有技术中存在的问题，本发明采取的技术方案是:一种封装成PLCOpen指令的变速曲线圆弧快速插补方法，其特征在于包括以下步骤:
[0008](A)根据PLCopen标准,把变速曲线圆弧快速插补方法封装成圆弧运动控制指令，是将圆弧参数计算与圆弧插补过程设计为功能块MC_MoveCircular2D,圆弧插补输入参数和启动信号设计为功能块MC_MoveCircular2D左侧的输入引脚，圆弧计算与插补过程的状态信息和错误信息设计为功能块MC_MoVeCircular2D右侧的输出引脚，功能块MC_MoveCircular2D、输入引脚和输出引脚共同构成圆弧运动控制指令；
[0009](B)通过圆弧运动功能块指令获取圆弧插补参数，确定满足基于梯形曲线加减速控制的圆弧插补过程中的插补角度与时间t的关系s(t)；
【权利要求】
1.一种封装成PLCOpen指令的变速曲线圆弧快速插补方法,其特征在于包括以下步骤: (A)根据PLCopen标准，把变速曲线圆弧快速插补方法封装成圆弧运动控制指令，是将圆弧参数计算与圆弧插补过程设计为功能块MC_MoveCircular2D,圆弧插补输入参数和启动信号设计为功能块MC_MoveCircular2D左侧的输入引脚，圆弧计算与插补过程的状态信息和错误信息设计为功能块MC_MoVeCircular2D右侧的输出引脚，所述功能块MC_MoveCircular2D、输入引脚和输出引脚共同构成圆弧运动控制指令； (B)通过圆弧运动功能块指令获取圆弧插补参数，确定满足基于梯形曲线加减速控制的圆弧插补过程中的插补角度与时间t的关系s(t)；
【文档编号】G05B19/4103GK103454979SQ201310413260
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】仲崇权, 李稚春, 龚中强, 孙红涛, 宋佳星, 刘雪梅, 刘雪喆, 刘鑫, 徐陆, 宋桂来 申请人:大连理工计算机控制工程有限公司