宁培志,毕庆贞,王宇晗,石 璟

(上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240)

基于五次速度曲线的高柔性加减速前看算法*

宁培志,毕庆贞,王宇晗,石 璟

(上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240)

为了减小机床振动，提高连续小线段加工速度，提出了一种基于S型加减速的前看插补算法。采用五次多项式速度曲线，可以实现加速度和跃度的连续变化。首先根据NC代码的目标进给速度、机床动力性能和微段几何特征预求速度约束，然后反向扫描求解满足减速要求的速度约束，最后根据线段长度规划出约束之下的速度曲线，发送至位控模块进行实时运动控制。集成到三轴数控试验平台上试验，算法运行稳定，大大提高衔接速度，仿真结果表明加工时间比传统插补算法缩短了77.31%。

五次多项式;速度规划;高柔性加减速

0 引言

实现对连续小线段的高速高精度加工是当前机床研究的一个重要课题[1]。对CAM软件离散出的微小线段加工时，常规插补器要在每个线段的终点减速到零，频繁启动停止，速度局限在很低的范围内，发挥不出机床应有的性能。而通常的直线加减速会造成加速度的突变，更使得机床的冲击振动加剧，造成加工效率低，表面质量差[1]。因此，消除机床冲击，提高小线段衔接速度是高档机床亟待解决的问题。

为此国内学者对S型加减速和前看算法进行了深入研究[2-6]，同时也采取用Bezier,、B-spline、NURBS等过渡小线段拐角，或者直接拟合线段群来进行速度光顺[6,9-11]。……