下磨削； 步骤9:根据G代码程序，由数控系统控制砂轮进给轴和餐具旋转轴运行，通过PID控制 算法实时补偿、修正G代码程序，保证砂轮沿餐具盘外轮廓恒线速度、恒力矩跟随。
[0016] 实施例2: 根据实施例1所述的基于磨边机恒线速度磨削的控制算法，为获得餐具盘轮廓曲线磨 削速度，将曲线离散化，计算磨削接触点砂轮进给速度名t和转盘切向速度^^.。
[0017] 实施例3: 根据实施例1或2所述的基于磨边机恒线速度磨削的控制算法，采用砂轮进给轴和旋转 轴电流的权重关系进彳丁 PID控制调节，提尚系统运动的稳定性。
[0018] 实施例4: 根据实施例1或2或3所述的基于磨边机恒线速度磨削的控制算法，在由餐具盘轮廓曲 线计算、生成的G代码和PID控制下，实现砂轮恒线速度、恒力矩磨边。
[0019] 实施例5: 根据实施例1或2或3或4所述的基于磨边机恒线速度磨削的控制算法， 步骤1:构建磨边机运动数学模型，建立坐标系x〇y(x方向为砂轮的进给速度方向，y方 向为盘旋转切向速度，坐标原点为转盘旋转中心）。
[0020] 步骤2:画出餐具盘的外轮廓曲线，并导出轮廓曲线的图形交换文件DXF，并将轮廓 曲线DXF文件导入系统中，读取文件中曲线信息，进行曲线离散化，得到η个离散点，并输出 各点的坐标值(?，艿）改篆:|潔_廣|)，粗实线表示餐具盘外轮廓曲线，（，涵:）、(集_， 雙-i)是曲线加工过程中的任意两点，其相位角分别是α、β，如图1所示。
[0021] 步骤3:将曲线任意两点(?肩）和，露^ )进行坐标转换，转换为xOy坐标系 下的两点，3〗f)和
[0022] 坐标转换公式：
式中，α-β为两点相位角差。
[0023] 步骤4:磨削速度_分解成砂轮进给速度|·^和转盘切向速度为:?:与.的 夹角。外轮廓曲线离散点越密集近似等于两点连线的斜率，计算Θ值。
[0024] 步骤5:计算轮廓曲线每个离散点的砂轮进给速度、转盘切向速度，保证其 合成速度均为定值匕。
[0025] 通过上述步骤可获取每个外轮廓曲线离散点的坐标数据以及各离散点的砂轮横 向进给速度和转盘切向速度爾#，据此编写G代码程序。
[0026 ]步骤6:采集砂轮进给电机电流&和砂轮旋转电机电流1^.，在η个周期内采集η个电 流值和lei (i. = 1,? ; ?1 )，采取堆栈方式存储电流值，即按"一进一出"的存取原则。
[0027] 步骤7:对采集的砂轮进给电机电流和砂轮旋转电机电流进行滤波处理，采用算数 平均方法，得到滤波后的电流每周期刷新一次，计算得到电流t和fi值。
[0028] 步骤8:给定权重?，计算电流值/ = Ci .? + (? _ α)，4。
[0029] 步骤9:根据PID离散表达式，并结合抗饱和积分与变积分思想，编写PID控制算法。
[0030] PID离散点形式：
式中1^、_和1^:分别为比例系数、积分系数和微分系数。
[0031] 步骤10:给定恒定电流I，将PID调节结果作为餐具盘装夹误差补偿，修正控制砂轮 进给轴G代码，确保砂轮在恒定力矩下磨削。
[0032] 步骤11:根据G代码程序，由数控系统控制砂轮进给轴和餐具旋转轴运行，通过PID 控制算法实时补偿、修正G代码程序，保证砂轮沿餐具盘外轮廓恒线速度、恒力矩跟随。
[0033] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1. 一种基于磨边机恒线速度磨削的控制算法，其特征在于:该方法包括W下步骤： 步骤1:构建磨边机运动数学模型，建立运动坐标系x〇y，（x方向为砂轮的进给速度方 向，y方向为盘旋转切向速度，坐标原点为转盘旋转中屯、）； 步骤2:根据餐具盘的外轮廓曲线，导出轮廓曲线DXF文件，读取文件离散化曲线，得到η 个离散点，并输出各点的坐标值(礙，聚!）(!掉！激;其中(穀;，穀)和(程- 曲线加工过程中的任意两点，其相位角分别是碟、P:，将曲线任意两点（編，媳）和(辭， 觀W)进行坐标转换，转换为xOy坐标系下的两点(讀，If)和(案!，侧; 坐标转换公式：式中，α-β为两点相位角差； 步骤3:计算轮廓曲线每个离散点的砂轮进给速度鶴转盘切向速度，将磨削速度 耗分解成砂轮进给速度释g和转盘切向速度沒为1与巧的夹角，外轮廓曲线离散点 越密集，拉0 S近似等于两点连线的斜率；步骤4:根据离散点坐标数据和速度编写G代码程序； 步骤5:采集砂轮进给电机电流和砂轮旋转电机电流/f，在η个周期内采集η个电流值 和起i媒=私黑:…:满），采取堆找方式存储电流值，即按"一进一出"的存取原则； 步骤6:对采集的砂轮进给电机电流和砂轮旋转电机电流进行滤波处理，采用算数平均 方法，得到滤波后的电流古.，每周期刷新一次，计算得到电流鼓牙嗦值；步骤7:给定权重终，计算电流值完汽.難:本拖.寺綠一姻:'教襄.； 根据PID离散表达式，并结合抗饱和积分与变积分思想，编写PID控制算法； PID离散点形式：式中fcp、ki和.fcti分别为比例系数、积分系数和微分系数； 步骤8:给定恒定电流?，将PID调节结果作为餐具盘装夹误差补偿，修正控制砂轮进给 轴G代码，确保砂轮在恒定力矩下磨削； 步骤9:根据G代码程序，由数控系统控制砂轮进给轴和餐具旋转轴运行，通过PID控制 算法实时补偿、修正G代码程序，保证砂轮沿餐具盘外轮廓恒线速度、恒力矩跟随。2. 根据权利要求1所述的基于磨边机恒线速度磨削的控制算法，其特征在于:为获得餐 具盘轮廓曲线磨削速度，将曲线离散化，计算磨削接触点砂轮进给速度和转盘切向速度 喝，，:。3. 根据权利要求1所述的基于磨边机恒线速度磨削的控制算法，其特征在于:采用砂轮 进给轴和旋转轴电流的权重关系进行PID控制调节，提高系统运动的稳定性。4. 根据权利要求1所述的基于磨边机恒线速度磨削的控制算法，其特征在于:在由餐具 盘轮廓曲线计算、生成的G代码和PID控制下，实现砂轮恒线速度、恒力矩磨边。
【专利摘要】本发明公开了一种基于磨边机恒线速度磨削的控制算法，首先对餐具盘外轮廓进行轨迹规划，离散外轮廓曲线，获取离散点坐标数据，然后计算每个离散点的砂轮进给速度和该点旋转切向速度，据此编写G代码程序，并结合PID调节控制，实现恒线速度、恒力矩磨削。采用了PID算法保证砂轮恒力矩磨边，该发明由餐具盘外轮廓计算、生成G代码，由G代码控制砂轮进给轴和餐具盘旋转轴实现两轴联动，保证了恒线速度磨边，本发明的控制算法，具有较强的自适应性、磨削精度高和动态响应等特点，可适用于复杂轮廓边缘的，且磨削效果较好。
【IPC分类】G05B19/19, G05B19/416, G05B11/42
【公开号】CN105549545
【申请号】CN201610091714
【发明人】王平江, 钟治魁, 张顺林, 李世其, 陈达伟, 苏德瑜, 郭磊
【申请人】泉州华中科技大学智能制造研究院
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年2月19日