在數控加工等應用中,要求數控系統對工具機進行平滑的控制,以防止較大的衝擊影響零件的加工質量。運動控制器的前瞻預處理功能可以根據使用者的運動路徑計算出平滑的速度規劃,減少工具機的衝擊,從而提高加工精度。
需求分析:
如果按照圖
(b)所示的速度規劃,即在拐角處不減速,則加工精度一定會較低,而且可能在拐彎時對刀具和零件造成較大衝擊。如果按照圖
(c)所示的速度規劃,即在拐角處減速為
0,可以最大限度保證加工精度,但加工速度就會慢下來。如果按照圖
(d)所示的速度規劃,在拐角處將速度減到乙個合理值,既可以滿足加工精度又能提高加工速度,就是乙個好的速度規劃。
為了實現類似圖
(d)所示的好的速度規劃,前瞻預處理模組不僅要知道當前運動的位置引數,還要提前知道後面若干段運動的位置引數,這就是所謂的前瞻。例如在對圖
(a)中的軌跡做前瞻預處理時,我們設定控制器預先讀取
50 段運動軌跡到快取區中,則它會自動分析出在第
30段將會出現拐點,並依據使用者設定的拐彎時間計算在拐彎處的終點速度。前瞻預處理模組也會依照使用者設定的最大加速度值計算速度規劃,使任何加減速過程都不會超過這個值,防止對機械部分產生破壞性衝擊力。
例:假設工具機加工過程中,需要走一長直線,該直線由
300
條小直線段組成,現對這段路徑進行前瞻預處理。其軌跡如圖
所示。紅色線段為起始軌跡。
// 定義前瞻快取區記憶體區
tcrddata crddata[200];
long postest[2];
long space;
// 初始化座標系1的fifo0的前瞻模組
srtn = gt_initlookahead(1, 0, 5, 1, 200, crddata);
// 壓插補資料:小線段加工
postest[0] = 0;
postest[1] = 0;
for(i=0;i<300;++i)
while(0 == space);
// 重新呼叫上次失敗的插補指令
srtn = gt_lnxy(1, 8000+postest[0], 9000+postest[1], 100, 0.8, 0, 0);
}postest[0] += 1600;
postest[1] += 1852;
}// 將前瞻快取區中的資料壓入控制器
srtn = gt_crddata(1, null, 0);
// 啟動運動
srtn = gt_crdstart(1, 0);
......
注:當運動規劃使用前瞻預處理功能,整個插補的流程沒有發生大的變化。
(1)針對相應的座標系新增相應的fifo0的前瞻模組。 --gt_initlookahead
(2)呼叫如 gt_lnxy 等直線插補指令和圓弧插補指令將資料段輸入快取區。
插入的資料會先進入前瞻快取區,前瞻緩衝區溢位的資料將會被壓入運動快取區。
當前瞻快取區和運動快取區都被壓滿時,繼續呼叫插補指令會出現失敗。此時需要呼叫gt_crdspace 查詢運動快取區的空間,只有當查詢到當前運動快取區有空間時,才能繼續呼叫插補指令壓入剩下的資料。
(3)使用者需要呼叫 gt_crddata(1, null, 0)來將前瞻快取區資料壓入運動快取區。便可以啟動插補運動gt_crdstart(1, 0)。
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