【摘要】：激光切割數(shù)控系統(tǒng)工作過程中,由于路徑曲線中尖角點和高曲率點的影響,若進給速度控制不當,則會引起加工零件表面打孔、機床抖動或過切現(xiàn)象。因此,本文提出了一種改進型的前瞻速度規(guī)劃算法,實現(xiàn)了這些危險點處的速度平穩(wěn)過渡,取得了加工效率提高近四成的成果。本文針對加減速速度控制算法、連續(xù)小線段連接點速度約束算法和自適應前瞻速度規(guī)劃算法這三個方面展開了研究。加減速速度控制算法是前瞻速度規(guī)劃算法的基礎。本文首先研究了傳統(tǒng)加減速控制算法的實現(xiàn)原理,并分析比較了其優(yōu)劣性�；趯嶋H數(shù)控系統(tǒng)減速度特性,在傳統(tǒng)梯形加減速速度控制算法的基礎上創(chuàng)造性地提出了一種非對稱梯形加減速速度控制算法。加工路徑曲線往往要處理成離散的首尾相連的連續(xù)小線段,本文闡述了線段連接點處的不同過渡形式及對應的速度約束方程,選取了連接點的直接過渡形式的速度約束算法,并且對該算法的誤差做了簡明的分析。詳細闡述了自適應前瞻速度規(guī)劃算法的具體設計和實現(xiàn)過程,包括速度前瞻策略的基本原理分析、自適應前瞻過程中前瞻段數(shù)的自動捕獲、連續(xù)小線段起始速度和終止速度的優(yōu)化和修正。實現(xiàn)了進給速度的動態(tài)前瞻,可以準確預知減速點位置,實時對進給速度進行加減速處理。論文最后通過對局部加工曲線采取自適應速度規(guī)劃算法進行處理得到的計算數(shù)據和實驗仿真。與未采取前瞻速度規(guī)劃算法和前瞻段數(shù)固定為兩段的前瞻策略進行對比分析,驗證了本文提出的改進型速度前瞻速度規(guī)劃算法的正確性。
【圖文】：

圖 1-1 數(shù)控系統(tǒng)的加工過程此外，由于激光功率大，能量高，如果切割速度過小，輕則只是影響加工效率，重則將會對工件造成不可逆的損傷，如果切割速度過大，可能會產生過切現(xiàn)象。綜上所述，合理的速度規(guī)劃是五軸激光切割數(shù)控系統(tǒng)中一個至關重要的內容。1.1.3 課題來源本課題以實習單位合作項目為背景，課題源于南京世奧自動化有限控制公司合作項目 五軸聯(lián)動水切割數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)。目的是通過本課題的研究，開發(fā)出一套適合于激光切割的速度規(guī)劃算法。1.2 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢隨著機械制造技術、電子工程技術、計算機技術等的快速發(fā)展，以及家居市場、汽車行業(yè)、煤炭挖掘、航天工業(yè)等的迫切需求，數(shù)控機床的舞臺越來越大。

者圓弧組成的，刀具的加工軌跡不是嚴格的按照原始的曲線運行，而是用大量的小線段構成的折線來逼近原始的加工路徑曲線，這實際上是一個數(shù)據密化的過程，稱之為插補[34][35][36]。在數(shù)控機床的運動控制原理中，主要包括速度規(guī)劃算法和數(shù)控插補算法這兩個方面。根據兩者之間的先后次序，我們把速度規(guī)劃算法劃分為插補前速度規(guī)劃控制和插補后速度規(guī)劃控制兩種。如果在數(shù)控插補之前做速度控制，則稱之為插補前速度規(guī)劃，即前加減速速度控制算法。如果在數(shù)控插補之后做速度規(guī)劃，則稱之為插補后速度規(guī)劃，即后加減速速度控制算法。2.1 前加減速速度控制算法在數(shù)控系統(tǒng)加工過程中，每個插補周期都有對應的瞬時速度，其工作狀態(tài)穩(wěn)定時，即勻速運動時每插補一個周期時的進給量稱為穩(wěn)定速度。這兩個速度也是我們做速度規(guī)劃是需要計算出來的。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN249

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