速度规划方法、装置、机床控制系统和存储介质与流程

本发明实施例涉及数控机床领域，具体涉及一种速度规划方法、装置、机床控制系统和存储介质。

背景技术：

1、数控机床是数字控制机床（computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。其中，数控机床的控制系统能够将预设的程序编译为控制代码后，将控制代码输入数控装置，由数控装置发出相应的控制信号控制机床的刀具以预设的运动轨迹和运动速度进行操作，从而自动地将零件加工出来。

2、其中，在具体的零件加工流程中，数控机床首先需要基于零件的形状形成具体的运动轨迹和速度规划方案，之后，基于对应的运动轨迹和速度规划方案执行对应的操作。

3、然而，现有的速度规划方案下加工出的零件的质量有待提升。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种速度规划方法、装置、机床控制系统和存储介质，以为提升加工零件的质量。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案。

3、第一方面，本发明实施例提供一种速度规划方法，包括：

4、获取目标点的初始速度方案，所述初始速度方案包括所述目标点沿预设轨迹运动时对应的速度、加速度，以及位于所述预设轨迹上的各轨迹点对应的位置；

5、基于目标点的运动方向，依次计算所述预设轨迹上的各轨迹点对应的目标位置和目标速度，得到对应所述预设轨迹的速度规划结果；

6、其中，以待计算的轨迹点为预设轨迹点，以与预设轨迹点相邻的预设个数的轨迹点为参考轨迹点，所述计算所述预设轨迹点对应的目标位置和目标速度，包括：对预设轨迹点及与之对应的参考轨迹点对应的加速度进行滤波，得到对应所述预设轨迹点的目标加速度；基于所述目标加速度，计算对应所述预设轨迹点的目标位置和目标速度。

7、可选的，所述获取目标点的初始速度方案之后，所述基于目标点的运动方向，依次计算所述预设轨迹上的各轨迹点对应的目标位置和目标速度之前，还包括：

8、采用前瞻算法处理所述初始速度方案，得到目标点的过渡速度方案；

9、基于所述过渡速度方案进行插补计算，得到与所述过渡速度方案相匹配的插补方案，所述插补方案用于确定预设轨迹中的轨迹点；

10、基于所述插补方案，确定预设轨迹中各轨迹点对应的加速度。

11、可选的，所述基于所述插补方案，确定预设轨迹中各轨迹点对应的加速度，包括：基于所述插补方案中各轨迹点的位置信息，在预设坐标系中进行各轨迹点的位置的差分，确定对应各轨迹点的速度；基于各轨迹点的速度进行差分，确定对应轨迹点的加速度；

12、所述基于所述目标加速度，计算对应所述预设轨迹点的目标位置和目标速度，包括：基于各轨迹点的目标加速度进行积分，确定对应各轨迹点的目标速度；基于各轨迹点的目标速度进行积分，确定对应各轨迹点的目标位置。

13、可选的，所述获取目标点的初始速度方案之后，所述基于目标点的运动方向，依次计算所述预设轨迹上的各轨迹点对应的目标位置和目标速度之前，还包括：

14、将所述预设轨迹中的轨迹段分为拐角段和微段，所述拐角段的曲率大于所述微段的曲率；

15、分别基于机床中各轴对应的拐角最大允许速度差约束所述拐角段的速度；

16、分别基于机床中各轴对应的最大加速度约束所述微段的速度。

17、可选的，所述计算对应所述预设轨迹点的目标位置和目标速度之后，还包括：

18、计算所述目标位置对应的轮廓误差，若轮廓误差大于轮廓误差约束时，调整滤波参数，再次执行所述

19、对预设轨迹点及与之对应的参考轨迹点对应的加速度进行滤波，得到对应所述预设轨迹点的目标加速度；基于所述目标加速度，计算对应所述预设轨迹点的目标位置和目标速度

20、的步骤，直至所述目标位置对应的轮廓误差小于或等于所述轮廓误差约束。

21、可选的，所述参考轨迹点为沿目标点的运动方向向后选取与轨迹点相邻的预设个数的轨迹点，或者，所述参考轨迹点为沿目标点的运动方向向前选取与轨迹点相邻的预设个数的轨迹点，或者，所述参考轨迹点为分别沿目标点的运动方向向前选取一部分与轨迹点相邻的轨迹点，沿目标点的运动方向向后选取一部分与轨迹点相邻的轨迹点。

22、可选的，所述滤波的方式为均值滤波、卡尔曼滤波，或者，有限长单位冲激响应滤波。

23、第二方面，本发明实施例还提供一种速度规划装置，包括：

24、获取模块，用于获取目标点的初始速度方案，所述初始速度方案包括所述目标点沿预设轨迹运动时对应的速度、加速度，以及位于所述预设轨迹上的各轨迹点对应的位置；

25、计算模块，用于基于目标点的运动方向，依次计算所述预设轨迹上的各轨迹点对应的目标位置和目标速度，得到对应所述预设轨迹的速度规划结果；其中，以待计算的轨迹点为预设轨迹点，以与预设轨迹点相邻的预设个数的轨迹点为参考轨迹点，所述计算所述预设轨迹点对应的目标位置和目标速度，包括：对预设轨迹点及与之对应的参考轨迹点对应的加速度进行滤波，得到对应所述预设轨迹点的目标加速度；基于所述目标加速度，计算对应所述预设轨迹点的目标位置和目标速度。

26、第三方面，本发明实施例还提供一种机床控制系统，所述机床控制系统用于执行本发明实施例所述的速度规划方法。

27、第四方面，本发明实施例还提供一种存储介质，所述存储介质存储有一条或多条计算机可执行指令，所述一条或多条计算机可执行指令被执行时，实现本发明实施例所述的速度规划方法。

28、基于此，本发明实施例提供了一种速度规划方法、装置、机床控制系统和存储介质，所述速度规划方法包括：获取目标点的初始速度方案，所述初始速度方案包括所述目标点沿预设轨迹运动时对应的速度，以及位于所述预设轨迹上的各轨迹点对应的位置和加速度；基于目标点的运动方向，依次计算所述预设轨迹上的各轨迹点对应的目标位置及其目标速度，得到对应所述预设轨迹的速度规划结果；其中，所述计算所述预设轨迹上的各轨迹点对应的目标位置及其目标速度，包括：对预设轨迹点及其相邻的预设个数的轨迹点对应的加速度进行滤波，得到对应所述预设轨迹点的目标加速度；基于所述目标加速度，计算对应所述预设轨迹点的目标位置及其目标速度。

29、可以看出，在本发明实施例的速度规划方法中，在获取目标点的初始速度方案后，还进一步基于目标点的运动方向，依次计算所述预设轨迹上的各轨迹点对应的目标位置及其目标速度，得到对应所述预设轨迹的速度规划结果；其中，以待计算的轨迹点为预设轨迹点，在计算所述预设轨迹点对应的目标位置和目标速度的过程中，通过对预设轨迹点及其相邻的预设个数的轨迹点对应的加速度进行滤波，得到对应所述预设轨迹点的目标加速度，同时，基于所述目标加速度，计算对应所述预设轨迹点的目标位置和目标速度，从而基于滤波后的加速度进行对应各轨迹点的速度和位置的调整，能够保证对应的速度规划结果中的加速度变化趋于平稳，从而避免加速度变化过大造成的机床震动，保证零件的加工质量。