數(shù)控加工運動的平滑處理探討

劉爽

摘要：隨著高速化工業(yè)生產(chǎn)時代的到來，人們對各行業(yè)產(chǎn)品的需求量越來越大，因此為達到高速生產(chǎn)的目標(biāo)，相關(guān)技術(shù)研發(fā)人員對數(shù)控加工系統(tǒng)中的部分環(huán)節(jié)進行了改良，其通過在生產(chǎn)設(shè)備運行的拐角處加入了平滑處理的方法，以此達到高速生產(chǎn)的效果。本文便從平滑處理的定義和原理這兩方面進行了深入的研究，并以此總結(jié)出了平滑處理的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；平滑處理；應(yīng)用

引言

在現(xiàn)今各行業(yè)高速生產(chǎn)的時代中，原有的生產(chǎn)機器已無法達到快速生產(chǎn)的要求。為順應(yīng)時代的潮流，達到高速生產(chǎn)的目的，產(chǎn)品加工行業(yè)則必須對其原有的生產(chǎn)設(shè)備進行改善。通過在機器的拐角處加入圓弧進行拐角處過渡處理，從而提升設(shè)備的工作速率。另外，又根據(jù)速度計算的方式總結(jié)出了平滑速度計算方法，最終得到了平滑處理的方法，進而在產(chǎn)品生產(chǎn)時可以根據(jù)實際情況對其生產(chǎn)速度進行調(diào)節(jié)。如此一來，既可以提升生產(chǎn)速率，還能掌控生產(chǎn)速度。

一、平滑處理的定義

伴隨著時代的進步，各種計算機技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)行業(yè)的生產(chǎn)機器中，從而使得數(shù)控生產(chǎn)系統(tǒng)的內(nèi)部功能更加復(fù)雜多樣，有些較為繁雜的計算方式也被利用到數(shù)控生產(chǎn)設(shè)備中。因此為防止生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)部程序間出現(xiàn)沖突的情況，則需要在其程序中加入平滑處理的方式，以減少各部件間工作不協(xié)調(diào)的情況。平滑處理技術(shù)是一項利用圓弧來調(diào)節(jié)機器在拐角處速度的控速手段，其在數(shù)控生產(chǎn)機器中的利用主要分為兩個部分，一個是設(shè)備程序內(nèi)部的調(diào)控，通過加入等效梯形的調(diào)控方式，達到程序內(nèi)部速度快慢調(diào)控的目的，并以此分析計總結(jié)出加減速度時差額計算的方法，進而補足了以往利用查表法近似測量數(shù)據(jù)的缺陷，獲得更為精準(zhǔn)的速度值及其差額。另一個則是在設(shè)備個程序連接處利用超前速的方式，解決各程序間出現(xiàn)沖突的情況，這樣的方式是充分控制產(chǎn)品在設(shè)備拐角處的速度，達到加減速度的目的，從而防止生產(chǎn)棱角鋒利的產(chǎn)品時，經(jīng)過設(shè)備拐角處會給設(shè)備帶來損傷。如此一來，通過在數(shù)控生產(chǎn)設(shè)備中加入平滑處理，調(diào)控生產(chǎn)時速度的快慢，進而生產(chǎn)出更高質(zhì)量的產(chǎn)品。

二、平滑處理的原理

根據(jù)實際應(yīng)用效果的分析結(jié)果來看，平滑處理主要包括圓弧過渡和等效梯形速度控制法。且通過對數(shù)控機床進行平滑處理，以此防止生產(chǎn)沖擊較大或者棱角鋒利的產(chǎn)品時，會給機器造成傷害，從而損壞數(shù)控生產(chǎn)設(shè)備的部分系統(tǒng)，并對生產(chǎn)速率造成負面影響。另外，對數(shù)控生產(chǎn)設(shè)備進行平滑處理，還能促進設(shè)備生產(chǎn)速度以及精密程度的提升。從其速度的角度上來看，將單段生產(chǎn)速度形成多段生產(chǎn)速度，雖然從很大程度上提高了生產(chǎn)的速率，但也使得程序間的夾角增大，對機器的傷害將會更大。如此則導(dǎo)致生產(chǎn)曲面產(chǎn)品時出現(xiàn)曲面弧度不達標(biāo)的情況，進而影響到產(chǎn)品生產(chǎn)的精密程度。為解決這方面的問題，相關(guān)技術(shù)人員做了一些嘗試，方法一便是設(shè)置其生產(chǎn)閾值，這種方法雖然從一定程度上減小了生產(chǎn)時造成的傷害且提升了生產(chǎn)速度，但這種方法卻缺少一定的科學(xué)性，因為閾值設(shè)置是由人為掌控的，其數(shù)值并沒有一個準(zhǔn)確的定數(shù)，所以這樣的方法并不適合推廣使用。而另一個則是圓弧過渡方法，這種方法是目前得以推廣使用的一種，在程序與程序連接出加入一個小圓弧，且該圓弧的半徑能夠根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)的精密程度來進行調(diào)節(jié)，并通過控制小圓弧的大小來控制產(chǎn)品經(jīng)過設(shè)備拐角時的速度，從而達預(yù)算，從而做到加減速度的預(yù)算，方便產(chǎn)品快經(jīng)過拐角時提前做出減速或加速的準(zhǔn)備，如此則可以有效防止棱角鋒利的產(chǎn)品經(jīng)過拐角給設(shè)備造成損害，同時還能減少產(chǎn)品生產(chǎn)時的誤差，最后再利用等效梯形的計算方法對生產(chǎn)速度進行準(zhǔn)確分析，進而發(fā)現(xiàn)成品的不足之處。這樣的方法可以實現(xiàn)高效率生產(chǎn)的同時，還能獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。

三、數(shù)控加工設(shè)備中平滑處理的應(yīng)用及其優(yōu)勢

3.1多程序段間平滑處理的應(yīng)用

在數(shù)控生產(chǎn)設(shè)備工作時，產(chǎn)品由一個程序進入到另一個程序時，如果不調(diào)節(jié)其穿過速度，不僅會對生產(chǎn)設(shè)備造成磨損，還會對產(chǎn)品的精準(zhǔn)度造成影響，最終縮短生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品的使用壽命。因此則需要對程序間的角度進行調(diào)整，以此達到控制速度的目的，但又受設(shè)備自身特性的限制，使得利用角度調(diào)節(jié)速度的效果不明顯。針對這一情況，則可以在程序連接處加上一個小圓弧，用來幫助平滑處理工作。且在工作中，小圓弧只做到調(diào)節(jié)速度和減少輪廓誤差的作用，其并不會對產(chǎn)品實際生產(chǎn)路徑造成太大的改變。

3.2程序段內(nèi)平滑處理的應(yīng)用

平滑處理在數(shù)控機床中的應(yīng)用除了體現(xiàn)在程序連接處，還體現(xiàn)在了程序段內(nèi)。然而平滑處理在程序段內(nèi)的使用方式與多段間使用的方法有所不同，其在程序段內(nèi)則采取的是等效梯形計算的方式，先利用等效梯形對產(chǎn)品的速率進行計算，再通過平滑處理調(diào)控產(chǎn)品經(jīng)過程序的速度。其中等效梯形計算速率的目的則是對下一步調(diào)控速度做出準(zhǔn)備工作，以防產(chǎn)品生產(chǎn)時速度過快，來不及做出正確的調(diào)控，從而對產(chǎn)品的精密度造成影響。而自從這個方法投入使用后，便可以有效彌補設(shè)備生產(chǎn)中的不足之處，并以此生產(chǎn)出更高質(zhì)量的產(chǎn)品。

結(jié)語

綜上所述，在產(chǎn)品加工設(shè)備中，加入運動平滑處理的方法，其可以提升機器生產(chǎn)產(chǎn)品的速率的同時，更為產(chǎn)品的精密程度提供了保障。就實際情況來看，目前平滑處理技術(shù)中使用最多的是設(shè)備各部分鏈接間采用超前速，而部件內(nèi)部采用等效梯形控制速度的方式。并從實際應(yīng)用效果上可以發(fā)現(xiàn)，這種計算與調(diào)控速度發(fā)方法不僅方便操作，且其實際使用率也很高，是目前使用效果較明顯的一項設(shè)備改良方法。

參考文獻：

[1]夏紅梅.數(shù)控機床高速化的研究與應(yīng)用[J].中國機械工程，2001（10）.

[2]湯志斌.數(shù)控高速高精運動控制方法的研究[J].制造技術(shù)與機床，2003（3）.

[3]周正干.提高數(shù)控加工速度和精度的幾種方法[J].制造技術(shù)與機床，2001（12）.endprint