凸轮曲线优化方法、设备及存储介质与流程

本技术涉及运动控制，尤其涉及一种凸轮曲线优化方法、设备及存储介质。

背景技术：

1、在工业通用自动化控制中，凸轮运动是根据设定的凸轮曲线，从轴按凸轮曲线的描述跟随主轴的规划运动，其中，凸轮曲线是指凸轮驱动从动件的运动曲线。在凸轮运动控制中，凸轮曲线的使用是必不可少的，一般有两种类型，一种是关键节点曲线，采用关键节点进行曲线描述，各节点间使用独立的各类曲线描述；另一种是密化点曲线，采用密化点进行曲线描述，每个密化点之间采用直线连接描述。

2、目前，相关技术中支持将外部生成的密化点导入到开发软件中，以得到密化点曲线，但不支持对密化点曲线进行光顺处理，因此，若输入的密化点存在凹凸变化造成曲线不光顺，将会导致凸轮从轴运动出现波动或冲击，从而影响设备的寿命、运行效率和稳定性等。

3、因此，提出一种对凸轮曲线进行优化的方法是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于：提供一种凸轮曲线优化方法、设备及存储介质，旨在解决相关技术中凸轮曲线不光顺，影响凸轮运动控制的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：

3、第一方面，本技术提供了一种凸轮曲线优化方法，包括：

4、显示凸轮曲线优化界面，凸轮曲线优化界面包括异常凸轮曲线以及单点优化控件和曲线拟合优化控件中的至少一个；

5、响应于针对单点优化控件的触发操作，确定并显示异常凸轮曲线的目标异常点对应的第一修正点；或者，响应于针对曲线拟合优化控件的触发操作，确定并显示异常凸轮曲线的目标区域中多个异常点对应的多个第二修正点；

6、显示基于第一修正点或多个第二修正点确定的优化凸轮曲线。

7、可选地，上述凸轮曲线优化方法中，确定并显示异常凸轮曲线的目标异常点对应的第一修正点的步骤包括：

8、确定目标异常点以及目标异常点之前的若干个点和之后的相同数量的若干个点，得到连续的总数为单数的多个点；其中，多个点中最中间的点为目标异常点；

9、根据各点的位置信息，计算多个点中第一点与目标异常点的前一点之间的至少一个第一斜率以及多个点中最后一点与目标异常点的后一点之间的至少一个第二斜率；

10、基于等差数列关系计算目标异常点的前一点与虚拟点之间的第三斜率以及虚拟点与目标异常点的后一点之间的第四斜率；

11、根据目标异常点的前一点的位置信息、目标异常点的后一点的位置信息、第三斜率和第四斜率构建与目标异常点对应的虚拟点，得到与目标异常点对应的第一修正点；

12、显示第一修正点。

13、可选地，上述凸轮曲线优化方法中，确定目标异常点的步骤包括：

14、基于用户选择异常点的操作所产生的交互操作指令确定目标异常点；或者，

15、通过比对所有相邻两个点之间的斜率，确定异常斜率所对应的点为目标异常点。

16、可选地，上述凸轮曲线优化方法中，确定并显示异常凸轮曲线的目标区域中多个异常点对应的多个第二修正点的步骤包括：

17、确定目标区域，目标区域包括多个异常点；

18、利用多项式最小二乘法对多个异常点进行曲线拟合，得到目标拟合曲线；

19、根据各异常点的主轴位置确定与各异常点对应且位于目标拟合曲线上的点，得到与多个异常点对应的多个第二修正点；

20、显示多个第二修正点。

21、可选地，上述凸轮曲线优化方法中，确定目标区域的步骤包括：

22、基于用户选择多个异常点所在区域的操作所产生的交互操作指令确定目标区域；或者，

23、通过比对所有相邻两个点之间的斜率，确定异常斜率所对应的多个点；

24、确定多个点中第一个点之前间隔若干个点的起始点以及多个点中最后一个点之后间隔若干个点的终止点；

25、根据起始点和终止点之间的所有点，得到包括多个异常点的目标区域。

26、可选地，上述凸轮曲线优化方法中，利用多项式最小二乘法对多个异常点进行曲线拟合，得到目标拟合曲线的步骤包括：

27、分别利用二次函数拟合、三次函数拟合和五次多项式拟合对多个异常点进行曲线拟合，得到三种拟合曲线；

28、针对每种拟合曲线，确定拟合曲线上各拟合点的从轴位置；其中，拟合点为拟合曲线上的主轴位置与异常点的主轴位置对应的点；

29、根据多个异常点的从轴位置和多个拟合点的从轴位置计算误差值；

30、根据误差值在三种拟合曲线中选择一个拟合曲线，得到目标拟合曲线。

31、可选地，上述凸轮曲线优化方法中，显示凸轮曲线优化界面的步骤之前，方法还包括：

32、获取初始凸轮曲线，初始凸轮曲线为密化点曲线；

33、检测初始凸轮曲线的异常情况；

34、根据异常情况确定凸轮曲线优化界面的内容。

35、可选地，上述凸轮曲线优化方法中，检测初始凸轮曲线的异常情况的步骤包括：

36、检测初始凸轮曲线上相邻两个密化点之间的斜率；

37、根据斜率判断初始凸轮曲线是否存在异常；

38、若判定初始凸轮曲线存在异常，则将初始凸轮曲线确定为异常凸轮曲线；

39、确定异常凸轮曲线的异常类型，以根据异常类型选择在凸轮曲线优化界面上显示单点优化控件和曲线拟合优化控件中的至少一个。

40、第二方面，本技术提供了一种凸轮曲线优化设备，包括处理器和存储器，存储器中存储有凸轮曲线优化程序，该凸轮曲线优化程序被处理器执行时，实现如上述的凸轮曲线优化方法。

41、第三方面，本技术提供了一种控制器，包括：

42、指令接收模块，用于接收凸轮优化指令；

43、优化执行模块，用于根据凸轮优化指令，实现如上述的凸轮曲线优化方法。

44、第四方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现如上述的凸轮曲线优化方法。

45、本技术提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：

46、本技术提出的一种凸轮曲线优化方法、设备及存储介质，通过显示异常凸轮曲线以及单点优化控件和曲线拟合优化控件中的至少一个，选择单点优化方式或曲线拟合优化方式进行凸轮曲线优化，获得优化凸轮曲线，以实现基于优化凸轮曲线进行凸轮运动控制的目的；当选择单点优化方式时，响应于针对单点优化控件的触发操作，确定并显示异常凸轮曲线的目标异常点对应的第一修正点，然后根据第一修正点获得优化凸轮曲线，可以针对凸轮曲线中只有一个或少数几个点存在异常的情况进行异常点重构，优化方式简单且可以快速得到优化后的凸轮曲线；当选择曲线拟合优化方式时，响应于针对曲线拟合优化控件的触发操作，确定并显示异常凸轮曲线的目标区域中多个异常点对应的多个第二修正点，然后根据多个第二修正点获得优化凸轮曲线，可以针对凸轮曲线中具有较多异常点的情况进行曲线优化，优化效率高且可以准确得到优化后的凸轮曲线；该方法提出的可视化的凸轮曲线优化方式，不仅方便用户知晓对凸轮曲线的优化情况，还通过对凸轮曲线的优化，降低了凸轮运动控制过程中的冲击和波动，提升了凸轮的执行效率和机械的使用寿命。