轴空间多约束下的五轴B样条路径速度规划

• 作者: 钟泽杉 杨敏 赵现朝 岳义 时云 杨天豪
• 来源期刊: 计算机集成制造系统
• 学科: 工学
• 关键词: 五轴机床 速度规划 跃度约束 非线性最优化 序列二次规划
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 数字化/智能化/网络化制造技术
• 页码范围: 137-148
• 页数: 12页
• 分类号: TP273
• 语种: 中文
• DOI: 10.13196/j.cims.2021.01.012

摘要

针对五轴机床刀具位姿与驱动轴非线性映射导致的驱动轴加速度、跃度超过电机限制问题,提出一种考虑驱动轴性能限制的进给速度规划方法.基于机床的运动学反解,推导了驱动轴的速度、加速度、跃度与进给速度的映射关系,建立加工过程驱动轴的约束条件;以加工效率为优化目标,建立多约束条件下高维度非线性最优化模型;应用序列二次型规划(SQP)方法,分为速度约束、加速度约束、跃度约束3个阶段求解.仿真和实验结果表明,在高速加工过程中,算法能保证机床进给速度尽可能地贴近用户设置值,同时末端和各驱动轴的加速度、跃度满足限制条件.