数控机床的控制方法、数控机床及计算机可读存储介质与流程

    专利查询2025-11-19  1


    本申请涉及机床控制,特别是涉及数控机床的控制方法、数控机床及计算机可读存储介质。


    背景技术:

    1、数控机床在工作过程中,通过需要利用插补的方式控制数控机床的执行动作。

    2、在相关插补方法中,加速度越大,机床震动就会越剧烈,机床轴寿命越短。同时实际情况中为了减少震动,降低加速度,没能很好地挖掘机床轴的加速度潜力,加工耗时长。


    技术实现思路

    1、本申请提供的数控机床的控制方法、数控机床及计算机可读存储介质,能够不用主动降低加速度,减少计算时间,提高加工效率。

    2、第一方面,本申请提供一种数控机床的控制方法,该方法包括:获取数控机床的最大加速度限度,最大加加速度限度,单位插补周期、初始速度、末速度、最大速度限度和总位移量;利用s型速度规划模块依据最大加速度限度,最大加加速度限度,单位插补周期、初始速度、末速度、最大速度限度和总位移量,依次规划出加加速段、匀加速段、减加速度段、匀速段、加减速段、匀减速段和减减速段对应的阶段时间;利用三角模型补偿因阶段时间对应的总插补周期向上取整造成的位移差值,得到三角模型对应的最大加速度;分别计算加加速段、匀加速段、减加速度段、匀速段、加减速段、匀减速段和减减速段的位移表达式系数和三角模型位移表达式系数;利用每一阶段时间按照相应的位移表达式进行s型速度和三角模型混合插补,得到第一控制策略;利用第一控制策略生成数控机床的执行动作。

    3、其中,利用s型速度规划模块依据最大加速度限度,最大加加速度限度,单位插补周期、初始速度、末速度、最大速度限度和总位移量,依次规划出加加速段、匀加速段、减加速度段、匀速段、加减速段、匀减速段和减减速段对应的阶段时间,包括:利用s型速度规划模块依据最大加速度限度,最大加加速度限度,单位插补周期、初始速度、末速度、最大速度限度和总位移量,依次规划出加加速段、匀加速段、减加速度段、匀速段、加减速段、匀减速段和减减速段对应的加速度、减速度、加加速度、减减速度以及最大可达速度和各阶段时间。

    4、其中,最大可达速度采用以下方式确定:选择初始速度和末速度中较大一者作为最大可达速度;或者,利用二分搜索法,在确定初始速度、末速度和最大速度限度中确定出最大可达速度。

    5、其中,利用三角模型补偿因阶段时间对应的总插补周期向上取整造成的位移差值,得到三角模型对应的最大加速度,包括:构建初速度和末速度为0,初末加速度为0的三角模型,使三角模型位移量为位移差值;利用位移差值计算三角模型对应的最大加速度。

    6、其中,该方法还包括:获取强化学习模型优化的第二控制策略;利用第一控制策略生成数控机床的执行动作,包括:融合第一控制策略和第二控制策略,生成数控机床的执行动作。

    7、其中,获取强化学习模型优化的第二控制策略,包括:获取数控机床的接近传感器数据、位置传感器数据和陀螺传感器数据;将接近传感器数据输入至强化学习模型的长短记忆递归网络中,得到第一输出;将第一输出分别转化为键向量和值向量,以及将位置传感器数据和陀螺传感器数据转化为查询向量;将键向量、值向量和查询向量输入至强化学习模型的注意力网络中,得到第二输出;依据第一输出和第二输出得到第三输出;依据第三输出、位置传感器数据和陀螺传感器数据分别得到线速度信号、角度速度信号和评价函数;利用线速度信号和角度速度信号得到第二控制策略;以及利用评价函数更新强化学习模型。

    8、其中,利用评价函数更新强化学习模型,包括:结合第二控制策略对应的奖励函数、接近传感器数据、位置传感器数据、陀螺传感器数据和评价函数更新强化学习模型。

    9、其中,将接近传感器数据、位置传感器数据、陀螺传感器数据和第二控制策略输入至前馈神经网络中,得到数控机床的系统状态。

    10、第二方面,本申请提供一种数控机床,该数控机床包括处理器以及与处理器连接的存储器和执行机构;存储器用于存储计算机程序,计算机程序在被处理器执行时,用于实现如第一方面提供的方法。

    11、第三方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质用于存储计算机程序,计算机程序在被处理器执行时,用于实现如第一方面提供的方法。

    12、本申请的有益效果是:区别于现有技术的情况,本申请提供的数控机床的控制方法、数控机床及计算机可读存储介质,获取数控机床的最大加速度限度,最大加加速度限度,单位插补周期、初始速度、末速度、最大速度限度和总位移量;利用s型速度规划模块依据最大加速度限度,最大加加速度限度,单位插补周期、初始速度、末速度、最大速度限度和总位移量,依次规划出加加速段、匀加速段、减加速度段、匀速段、加减速段、匀减速段和减减速段对应的阶段时间;利用三角模型补偿因阶段时间对应的总插补周期向上取整造成的位移差值,得到三角模型对应的最大加速度;分别计算加加速段、匀加速段、减加速度段、匀速段、加减速段、匀减速段和减减速段的位移表达式系数和三角模型位移表达式系数;利用每一阶段时间按照相应的位移表达式进行s型速度和三角模型混合插补,得到第一控制策略;利用第一控制策略生成数控机床的执行动作,即,对加速度的变化率,即加加速度做限制,保证了无论怎么增大加速度限度也不会出现机床剧烈震动的情况。以及通过二分法确定最大可达速度,从而可以得到七段s型和三角模型各个时间段、加加速度值、加速度值的解析解,提高计算精度,大大减少了计算量;同时,插补时简单的多项式位移计算,减少计算时间,适用于高速高精度的加工场景。



    技术特征:

    1.一种数控机床的控制方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用s型速度规划模块依据所述最大加速度限度,最大加加速度限度,单位插补周期、初始速度、末速度、最大速度限度和总位移量,依次规划出加加速段、匀加速段、减加速度段、匀速段、加减速段、匀减速段和减减速段对应的阶段时间,包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述最大可达速度采用以下方式确定:

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用三角模型补偿因所述阶段时间对应的总插补周期向上取整造成的位移差值,得到所述三角模型对应的最大加速度,包括:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述获取强化学习模型优化的第二控制策略,包括:

    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述利用评价函数更新所述强化学习模型,包括:

    8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,将所述接近传感器数据、位置传感器数据、陀螺传感器数据和所述第二控制策略输入至前馈神经网络中,得到所述数控机床的系统状态。

    9.一种数控机床,其特征在于,所述数控机床包括处理器以及与所述处理器连接的存储器和执行机构;所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序在被所述处理器执行时,用于实现如权利要求1-8任一项所述的方法。

    10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序,所述计算机程序在被处理器执行时,用于实现如权利要求1-8任一项所述的方法。


    技术总结
    本申请公开了数控机床的控制方法、数控机床及计算机可读存储介质。该方法包括:获取数控机床的最大加速度限度,最大加加速度限度,单位插补周期、初始速度、末速度、最大速度限度和总位移量;利用S型速度规划模块依次规划出加加速段、匀加速段、减加速度段、匀速段、加减速段、匀减速段和减减速段对应的阶段时间;利用三角模型补偿因阶段时间对应的总插补周期向上取整造成的位移差值,得到三角模型对应的最大加速度;分别位移表达式系数;利用每一阶段时间按照相应的位移表达式进行S型速度和三角模型混合插补,得到第一控制策略;利用第一控制策略生成数控机床的执行动作,能够不用主动降低加速度,减少计算时间,提高加工效率。

    技术研发人员:陈锦铭,蔡石洲,刘鹏,吴飞龙,欧阳勇
    受保护的技术使用者:海德盟数控技术(深圳)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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