本申請涉及刀具軌跡規(guī)劃，特別是涉及一種刀具軌跡規(guī)劃方法、裝置及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、刀具軌跡規(guī)劃是計(jì)算機(jī)輔助制造(cam)和數(shù)控(cnc)加工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和高效加工的基礎(chǔ)。合理的刀具路徑不僅可以提高加工效率和加工精度，同時(shí)也能降低生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

2、在數(shù)控加工中，刀具軌跡一般由大量線性運(yùn)動(dòng)指令(g01)組成。在相鄰線段的連接處進(jìn)行高速拐角軌跡規(guī)劃對加工效率具有重要的研究價(jià)值。然而，當(dāng)前研究在折線段與直線段段之間的加/減速模式存在不兼容的問題，影響刀具速度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本說明書實(shí)施例提供一種刀具軌跡規(guī)劃方法、裝置及設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)在多個(gè)拐角上可持續(xù)的加速/減速，提高刀具速度。

2、為解決上述技術(shù)問題，本說明書實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、本說明書實(shí)施例提供的一種刀具軌跡規(guī)劃方法，所述刀具軌跡包括刀具折線段軌跡和刀具直線段軌跡，所述方法包括：

4、獲取刀具預(yù)設(shè)路徑；

5、利用雙向前瞻算法對所述預(yù)設(shè)路徑進(jìn)行分段，得到分段后的直線段和分段后的折線段；

6、利用兩階段不對稱拐角平滑模型對所述折線段進(jìn)行軌跡規(guī)劃，得到所述刀具折線段軌跡；

7、基于所述刀具折線段軌跡，根據(jù)刀具七階段s型進(jìn)給率曲線對所述直線段進(jìn)行軌跡規(guī)劃，得到所述刀具直線段軌跡。

8、可選地，所述基于所述刀具折線段軌跡，根據(jù)刀具七階段s型進(jìn)給率曲線對所述直線段進(jìn)行軌跡規(guī)劃，得到所述刀具直線段軌跡，具體包括：

9、基于所述刀具折線段軌跡，確定所述直線段包括的階段；所述直線段包括的階段為所述刀具七階段s型進(jìn)給率曲線對應(yīng)的階段；

10、基于所述直線段包括的階段，對所述直線段進(jìn)行軌跡規(guī)劃，得到所述刀具直線段軌跡。

11、可選地，所述刀具直線段軌跡包括直線段開始時(shí)刻軌跡和直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡；所述基于所述刀具折線段軌跡，確定所述直線段包括的階段，具體包括：

12、基于所述直線段開始時(shí)刻軌跡的加速度和所述直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡的加速度，進(jìn)行可達(dá)性分析，得到可達(dá)性分析結(jié)果；

13、根據(jù)所述可達(dá)性分析結(jié)果確定所述直線段包括的階段。

14、可選地，所述可達(dá)性分析結(jié)果包括第一分析結(jié)果、第二分析結(jié)果、第三分析結(jié)果和第四分析結(jié)果；所述基于所述直線段開始時(shí)刻軌跡的加速度和所述直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡的加速度，進(jìn)行可達(dá)性分析，具體包括：

15、若所述直線段開始時(shí)刻軌跡的加速度大于等于零，所述直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡的加速度小于等于零，則得到所述第一分析結(jié)果；

16、若所述直線段開始時(shí)刻軌跡的加速度大于等于零，所述直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡的加速度大于零，則得到所述第二分析結(jié)果；

17、若所述直線段開始時(shí)刻軌跡的加速度小于零，所述直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡的加速度小于等于零，則得到所述第三分析結(jié)果；

18、若所述直線段開始時(shí)刻軌跡的加速度小于零，所述直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡的加速度大于零，則得到所述第四分析結(jié)果。

19、可選地，所述刀具直線段軌跡包括直線段開始時(shí)刻軌跡和直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡；

20、所述直線段開始時(shí)刻軌跡的加速度非零，和/或，所述直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡的加速度非零。

21、本說明書實(shí)施例提供的一種刀具軌跡規(guī)劃裝置，包括：

22、獲取模塊，用于獲取刀具預(yù)設(shè)路徑；

23、分段模塊，用于利用雙向前瞻算法對所述預(yù)設(shè)路徑進(jìn)行分段，得到分段后的直線段和分段后的折線段；

24、第一規(guī)劃模塊，用于利用兩階段不對稱拐角平滑模型對所述折線段進(jìn)行軌跡規(guī)劃，得到所述刀具折線段軌跡；

25、第二規(guī)劃模塊，用于基于所述刀具折線段軌跡，根據(jù)刀具七階段s型進(jìn)給率曲線對所述直線段進(jìn)行軌跡規(guī)劃，得到所述刀具直線段軌跡。

26、可選地，所述第二規(guī)劃模塊，具體包括：

27、確定單元，用于基于所述刀具折線段軌跡，確定所述直線段包括的階段；所述直線段包括的階段為所述刀具七階段s型進(jìn)給率曲線對應(yīng)的階段；

28、規(guī)劃單元，用于基于所述直線段包括的階段，對所述直線段進(jìn)行軌跡規(guī)劃，得到所述刀具直線段軌跡。

29、可選地，所述刀具直線段軌跡包括直線段開始時(shí)刻軌跡和直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡；所述確定單元，具體包括：

30、確定單元，用于基于所述刀具折線段軌跡，確定所述直線段包括的階段；所述直線段包括的階段為所述刀具七階段s型進(jìn)給率曲線對應(yīng)的階段；

31、規(guī)劃單元，用于基于所述直線段包括的階段，對所述直線段進(jìn)行軌跡規(guī)劃，得到所述刀具直線段軌跡。

32、可選地，所述刀具直線段軌跡包括直線段開始時(shí)刻軌跡和直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡；

33、所述直線段開始時(shí)刻軌跡的加速度非零，和/或，所述直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡的加速度非零。

34、本說明書實(shí)施例提供的一種刀具軌跡規(guī)劃設(shè)備，包括：

35、至少一個(gè)處理器；以及，

36、與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲器；其中，

37、所述存儲器存儲有可被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使所述至少一個(gè)處理器能夠?qū)崿F(xiàn)上述刀具軌跡規(guī)劃方法。

38、本說明書一個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了能夠達(dá)到以下有益效果：

39、本說明書實(shí)施例公開了一種刀具軌跡規(guī)劃方法、裝置及設(shè)備，屬于刀具軌跡規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，刀具軌跡包括刀具折線段軌跡和刀具直線段軌跡，方案包括：獲取刀具預(yù)設(shè)路徑；利用雙向前瞻算法對所述預(yù)設(shè)路徑進(jìn)行分段，得到分段后的直線段和分段后的折線段；利用兩階段不對稱拐角平滑模型對所述折線段進(jìn)行軌跡規(guī)劃，得到所述刀具折線段軌跡；基于所述刀具折線段軌跡，根據(jù)刀具七階段s型進(jìn)給率曲線對所述直線段進(jìn)行軌跡規(guī)劃，得到所述刀具直線段軌跡。本說明書實(shí)施例的技術(shù)方案，能夠在多個(gè)拐角上實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的加速/減速，刀具速度較快，加工效率高。

技術(shù)特征：

1.一種刀具軌跡規(guī)劃方法，其特征在于，所述刀具軌跡包括刀具折線段軌跡和刀具直線段軌跡，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述刀具折線段軌跡，根據(jù)刀具七階段s型進(jìn)給率曲線對所述直線段進(jìn)行軌跡規(guī)劃，得到所述刀具直線段軌跡，具體包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述刀具直線段軌跡包括直線段開始時(shí)刻軌跡和直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡；所述基于所述刀具折線段軌跡，確定所述直線段包括的階段，具體包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述可達(dá)性分析結(jié)果包括第一分析結(jié)果、第二分析結(jié)果、第三分析結(jié)果和第四分析結(jié)果；所述基于所述直線段開始時(shí)刻軌跡的加速度和所述直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡的加速度，進(jìn)行可達(dá)性分析，具體包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述刀具直線段軌跡包括直線段開始時(shí)刻軌跡和直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡；

6.一種刀具軌跡規(guī)劃裝置，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第二規(guī)劃模塊，具體包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述刀具直線段軌跡包括直線段開始時(shí)刻軌跡和直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡；所述確定單元，具體包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述刀具直線段軌跡包括直線段開始時(shí)刻軌跡和直線段結(jié)束時(shí)刻軌跡；

10.一種刀具軌跡規(guī)劃設(shè)備，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本說明書實(shí)施例公開了一種刀具軌跡規(guī)劃方法、裝置及設(shè)備，屬于刀具軌跡規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，刀具軌跡包括刀具折線段軌跡和刀具直線段軌跡，方案包括：獲取刀具預(yù)設(shè)路徑；利用雙向前瞻算法對所述預(yù)設(shè)路徑進(jìn)行分段，得到分段后的直線段和分段后的折線段；利用兩階段不對稱拐角平滑模型對所述折線段進(jìn)行軌跡規(guī)劃，得到所述刀具折線段軌跡；基于所述刀具折線段軌跡，根據(jù)刀具七階段S型進(jìn)給率曲線對所述直線段進(jìn)行軌跡規(guī)劃，得到所述刀具直線段軌跡。本說明書實(shí)施例的技術(shù)方案，能夠在多個(gè)拐角上實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的加速/減速，刀具速度較快，加工效率高。

技術(shù)研發(fā)人員：申立勇,袁春明,孟可欣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19