CN112650147A - 一种曲率限制下的最大速度参数限制方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种曲率限制下的最大速度参数限制方法，可以包括：密化目标刀轨的参数区间；所述参数区间包括多份区间；在密化后的目标刀轨上包括多个密化点；在对所述多份区间第一搜索后进行第二搜索的情况下，计算所述多份区间中每一份区间的限制速度以及所述每一份区间内密化点的曲率，以确定限制速度；根据所述限制速度确定所述目标刀轨的第一边界值和第一最小值。实施本发明实施例，能够提高对刀轨上最大速度参数确定的效率。

Description

一种曲率限制下的最大速度参数限制方法以及装置

技术领域

本申请涉及机床测量领域，尤其涉及一种曲率限制下的最大速度参数限制方法以及装置。

背景技术

在对复杂曲线与曲面进行加工时，传统的数控加工过程需要将待加工刀轨离散为一系列微小线段与圆弧，一般会造成逼近误差的引入等问题。在此基础上，需要在参数曲线加工过程中对加工进给速度进行合理的规划，以避免在刀轨上曲率较大的位置弓高误差过大影响加工精度，或者进给轴加速度、加速度超出机床驱动性能限制，影响机床的使用寿命。然而在现有速度敏感区间速度规划方法中，确定曲率限制下的最大速度参数的方案效率较低，并且获得的速度数值准确度较低，影响现有方法中算法运行效率。

因此，如何有效确定在曲率限制下的最大速度参数限制，是本申请亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种曲率限制下的最大速度参数限制方法，高效地确定了目标刀轨上的速度敏感区间，提高了扫描效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种曲率限制下的最大速度参数限制方法，可以包括：

密化目标刀轨的参数区间；所述参数区间包括多份区间；所述在密化后的目标刀轨上包括多个密化点；例如，在密化参数区间过程中，将参数定义域[u₀,u_(n+p+1)]均匀密化为若干份。

在对所述多份区间第一搜索后进行第二搜索的情况下，计算所述多份区间中每一份区间的限制速度以及所述每一份区间内密化点的曲率，以确定限制速度；例如，计算每个密化点曲率，进而计算限制速度。其中，第一搜索可以是第一次搜索，具体可以表现为粗搜索或者大致搜索；第二搜索可以是第二次搜索，具体可以表现为精搜索或者精细搜索。

根据所述限制速度确定所述目标刀轨的第一边界值和第一最小值。例如，寻找边界值(即第一边界值)、极小值(即第一最小值)：根据计算结果与进给速度进行比较找到速度敏感区域(或者速度敏感区间)的边界ur_a值、ur_b值以及最小速度对应ur_c值。

本发明实施例通过密化目标刀轨的参数区间，对多份区间进行粗精检索结合，计算多份区间中每一份区间的限制速度以及每一份区间内密化点的曲率，进而确定限制速度。根据前述限制速度确定目标刀轨的第一边界值和第一最小值。通过实施本发明实施例，可以较快地求出当前速度敏感区间的最大速度。为后续的速度规划提供了数据支撑，提高整体的规划效率。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：根据所述每一份区间和对应的限制速度，确定第二边界值和第二最小值。例如，将区间[ur_a-1,ur_a]、[ur_(c-1),ur_(c+1)]、[ur_b,ur_(b+1)]密化为N_p份，再代入S2(即步骤2)中计算得到限制速度，找到准确的边界值以及最小值。

在一种可能的实现方式中，所述多份区间包括第i个速度敏感区间和第(i+1)个速度敏感区间；所述方法还包括：根据辛普森积分法计算所述第i个速度敏感区间和所述第(i+1)个速度敏感区间之间的长度；i>0；所述第i个速度敏感区间和所述第(i+1)个速度敏感区间相邻。例如，利用辛普森simpson积分法计算第i个和第(i+1)个速度敏感区间之间的长度。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：根据三段式加减速法，对所述速度敏感区进行双向扫描；在所述速度敏感区间降速过程中进行逆向扫描；在所述速度敏感区间升速过程进行正向扫描。例如，速度规划采取三段式S型加减速法，对整段曲线速度敏感区域进行双向扫描，先进行降速过程逆向扫描，在进行升速过程正向扫描。其中，正向与反向扫描针对所有速度敏感区间；具体在逆向扫描可以只修改降速过程的起点速度，可以扫描升速过程却不修改；可以理解的是，正向扫描可以只修改升速过程的终点速度而跳过降速过程。对所有的速度敏感区间先后进行反向与正向扫描，其中反向扫描会对降速过程进行校验，而正向扫描会对升速过程进行校验。

在一种可能的实现方式中，所述根据三段式加减速法，对所述速度敏感区间进行双向扫描之后，还包括：当所述长度不匹配对应速度敏感区间的预设长度参数，根据二分法矫正所述对应速度敏感区间内的速度。例如，对于长度不够的段，采用二分法矫正速度。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：当第一过渡长度和第二过渡长度的总和小于第一参数,根据非敏感区间的设置完成相应的升速和降速过程；当第一过渡长度和第二过渡长度的总和大于或者等于所述第一参数，停止增加速度至第一速度。例如，S(vr_i,v_p)为第i个速度敏感区间vr_i速度加速到进给速度v_p所需的过渡长度，S(v_p,vr_(i+1))为进给速度v_p降速到第(i+1)个速度敏感区间速度vr_(i+1)所需的过渡长度，若S(vr_i,v_p)+S(v_p,vr_(i+1))+v_p*T<Sr_i,则非敏感区间可以完成升速和降速两个过程，否则放弃升速到v_p。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：当所述非敏感区间内的限制速度需要增加至所述第一速度，计算所述非速度敏感区间内的起始降速点的数值；当所述非敏感区间内的限制速度不需要增加至所述第一速度，且与所述非敏感区间相邻的区间对应的限制速度小于所述非速度敏感区间的限制速度，计算起始降速点的数值。例如，非敏感区间内若需要升速到v_p，需要计算起始降速点u_dec的值，若不需要升速而且vr_(i+1)<vr_i，则需要计算起始降速点u_dec的值。

第二方面，本发明实施例提供了一种曲率限制下的最大速度参数限制方法，可以包括：

密化目标刀轨的参数区间，以将所述目标刀轨的参数区间划分为多份区间；

对所述多份区间进行第一搜索(例如粗检索)，再进行第二搜索(例如精检索)；计算所述每一份区间的限制速度以及所述每一份区间上密化点的曲率，以确定限制速度；根据所述限制速度确定所述目标刀轨的第一边界值和第一最小值。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：根据所述每一份区间和所述限制速度，确定第二边界值和第二最小值。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

根据辛普森积分法计算第i个和第(i+1)个速度敏感区间之间的长度；i>0；所述第i个和所述第(i+1)个速度敏感区间为相邻的速度敏感区间，且均属于所述每一份区间(即前述多份区间中的部分区间)。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

采取三段式S型加减速法，对所述速度敏感区域(或速度敏感区间)进行双向扫描，先进行降速过程逆向扫描，在进行升速过程正向扫描。

在一种可能的实现方式中，所述采取三段式S型加减速法，对所述速度敏感区域(或速度敏感区间，或速度敏感区)进行双向扫描，先进行降速过程逆向扫描，在进行升速过程正向扫描，还包括：

对于长度不符合预设参数的速度敏感区间，根据二分法矫正所述速度敏感区间内的速度。

在一种可能的实现方式中，，所述方法还包括：

当S(vr_i,v_p)+S(v_p,vr_(i+1))+v_p*T<Sr_i,根据非速度敏感区间的设置，完成升速和降速两个过程，否则放弃升速到v_p；S(vr_i,v_p)为第i个速度敏感区间vr_i速度加速到进给速度v_p所需的过渡长度；S(v_p,vr_(i+1))为进给速度v_p降速到第(i+1)个速度敏感区间速度vr_(i+1)所需的过渡长度。

在一种可能的实现方式中，，所述方法还包括：

当非敏感区间内若需要升速到v_p，需要计算起始降速点u_dec的值，若不需要升速而且vr_i+1<vr_i，则需要计算起始降速点u_dec的值。

第三方面，本发明实施例提供了一种曲率限制下的最大速度参数限制装置，应用于机床，可以包括：

起点单元，用于当第n点在速度敏感区i且第(n-1)点不在所述速度敏感区i，确定所述第n点为速度敏感区间(i+1)的起点；所述第n点为刀轨上任一点，所述第(n-1)点在所述刀轨上，与所述第n点相邻且靠近所述刀轨的起点；n为正整数，i为自然数；

终点单元，用于当所述第n点不在速度敏感区间i且所述第(n-1)点在所述速度敏感区间i，确定所述第(n-1)点为所述速度敏感区间i的终点；

结束单元，用于直至确定所述第n点为所述刀轨的终点，结束对所述刀轨的扫描。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括变步长单元和速度区域单元；

所述变步长单元，用于：当所述第n点不是所述刀轨的终点，根据所述第n点的位移值和进给步长，确定第(n+1)点的位移值；所述第(n+1)点在所述刀轨上，与所述第n点相邻且靠近所述刀轨的终点；当所述第(n+1)点的位移值大于或等于所述刀轨的终点位移值，根据所述终点位移值确定所述第(n+1)点；当所述第(n+1)点的位移值小于所述终点位移值，根据所述第(n+1)点的位移值确定所述第(n+1)点；

所述速度区域单元，用于根据所述第(n+1)点的限制速度和对应的进给速度，判断所述第(n+1)点是否在所述速度敏感区间i。其中，该对应的进给速度可以是当前设定或者预先设定的指令进给速度，与该第(n+1)点的位置对应。

在一种可能的实现方式中，所述结束单元，用于：确定所述速度敏感区间i内曲率半径最小值；根据所述速度敏感区间i内曲率半径最小值，确定所述速度敏感区间i内进给速度初始值。

在一种可能的实现方式中，所述速度区域单元，还用于：根据所述第n点的曲率，弓高误差，法向加速度和法向加加速度，确定所述第n点的限制速度；根据所述第n点的限制速度和对应的进给速度，判断所述第n点是否在所述速度敏感区间i。其中，此处的进给速度可以与该第n点对应，是该点当前设定或预先设定的指令进给速度。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括确定数值单元，用于在所述直至确定所述第n点为所述刀轨的终点之前，确定所述刀轨的起点参数、起点位移值，以及终点参数、终点位移值。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括修正单元，用于：根据盛金公式确定逆向和正向扫描速度规划过程中涉及的方程解；所述逆向和正向扫描速度规划为对所述刀轨上所有速度敏感区间的进给速度值修正过程中的一部分过程。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括过渡速度单元，用于：

确定所述速度敏感区间i和所述速度敏感区间(i+1)之间的过渡区域弧长；判断所述过渡区域弧长是否满足第一限制速度和第二限制速度的弧长要求；所述第一限制速度为所述速度敏感区间i的限制速度；所述第二限制速度为所述速度敏感区间(i+1)的限制速度；当满足所述弧长要求，确定所述过渡区域弧长对应的加速过程终止点参数和减速过程起始点参数；当不满足所述弧长要求，确定所述加速过程终止点参数或所述减速过程起始点参数。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括插补单元，用于：在实时参数曲线插补过程中，在确定所述第n点所处参数区间后，根据所述第n点所处参数区间两端参数对应的进给速度，确定所述第n点的进给速度；根据所述第n点的进给速度确定所述第(n+1)点的曲线参数；根据所述第(n+1)点的曲线参数，确定所述第(n+1)点是否为所述刀轨的终点。

第四方面，本发明实施例提供了一种曲率限制下的最大速度参数限制测量设备，可以包括处理器、输入设备、输出设备和存储器。该处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接。其中，存储器用于存储计算机程序，该计算机程序包括程序指令；该处理器被配置用于调用该程序指令，执行如本发明实施例第一方面或第二方面所述的步骤指令。

第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其中，该计算机可读存储介质，存储用于电子数据交换的计算机程序；前述计算机程序使得计算机执行如本发明实施例第一方面或第二方面所描述的部分或者全部步骤。

第六方面，本发明实施例提供了一种计算机程序产品，其中，该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行如本发明实施例第一方面或第二方面中所描述的部分或者全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明实施例提供的一种曲率限制下的最大速度参数限制方法的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种曲率限制下的最大速度参数限制的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的一种曲率限制下的最大速度参数限制装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

首先，对本发明实施例中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。

(1)数控机床(Computer numerical control，CNC)，是一种装有程序控制***的自动化机床。该控制***能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

(2)刀轨，或称刀具轨迹，是切削刀具上规定点所走过的轨迹。此规定点通常为刀具加工中在空间的位置点。

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种曲率限制下的最大速度参数限制方法的示意图；如图1所示，该方法实施例中以应用该曲率限制下的最大速度参数限制的机床为执行主体为例，从机床该侧进行说明，具体可以包括步骤S101-步骤S103。

步骤S101：密化目标刀轨的参数区间；所述参数区间包括多份区间；在密化后的目标刀轨上包括多个密化点。

具体地，所述第n点为刀轨上任一点，所述第(n-1)点在所述刀轨上，与所述第n点相邻且靠近所述刀轨的起点；n为正整数，i为自然数。特别地，当i＝0且第n点对应的是刀轨起点，起点的前一点可以认为并不存在。可选地，可以单独判断第n点是否是刀轨起点，或者在不单独判断。

步骤S102：在对所述多份区间第一搜索后进行第二搜索的情况下，计算所述多份区间中每一份区间的限制速度以及所述每一份区间内密化点的曲率，以确定限制速度。

具体地，本步骤与前一步骤是在判断第n点是否在速度敏感区间i内的判断结果中的一种。可以认为本步骤和前步骤是并行的。在方法执行过程中，速度敏感区间i的起点是在判断第(n-1)点时就可以确定。具体地，当确定速度敏感区间1的时候，在刀轨上必定存在速度敏感区间1的起点和相邻非起点的位置，从而可以确定速度敏感区间1的起点位置。在本步骤中，满足第n点不在速度敏感区间i且第(n-1)点在所述速度敏感区间i的情况下，默然存在第n点和第(n-1)点，就排除了第n点是起点的情况。

步骤S103：根据所述限制速度确定所述目标刀轨的第一边界值和第一最小值。

具体地，重复前述步骤，对刀轨上每一个点进行速度敏感区间判断，并确定了每一个速度敏感区间的起点和终点；当确定到第n点是该刀轨的终点时，结束对该刀轨的速度敏感区间的扫描。

本发明实施例中，根据某一点的曲率半径和限制速度算法，确定某一点的限制速度；限制速度算法用于通过点所在刀轨处的曲率半径和该点的限制速度之间的关系，进一步依据点的曲率半径确定该点的限制速度。然后根据该点的限制速度判断该点是否在速度敏感区间，基于不同的位置关系情况进一步判断该点以及该点的前一点两者的位置特征(如当前点在速度敏感区间且前一点也在速度敏感区间等)，确定该点是下一个敏感区域的起点，还是本敏感区域的终点。对刀轨上所有点都进行确认，一直持续到刀轨的终点。相对现有技术中，本发明实施例在一次扫描过程中就可以得到当前刀轨上所有的速度敏感区间，并确定刀轨上所有速度敏感区间的端点，明显提高刀轨的最大速度参数限制效率。

上面描述了本发明实施例中主要的技术方案，下面对该技术方案中涉及的优选的实施方案进行描述

在一种可能的实现方式中，当所述第n点不是所述刀轨的终点，根据所述第n点的位移值和进给步长，确定第(n+1)点的位移值；所述第(n+1)点在所述刀轨上，与所述第n点相邻且靠近所述刀轨的终点；当所述第(n+1)点的位移值大于或等于所述刀轨的终点位移值，根据所述终点位移值确定所述第(n+1)点；当所述第(n+1)点的位移值小于所述终点位移值，根据所述第(n+1)点的位移值确定所述第(n+1)点；根据所述第(n+1)点的限制速度和对应的进给速度，判断所述第(n+1)点是否在所述速度敏感区间i。其中，进给速度可以是与当前点对应设置的速度。

其中，根据当前点的名义限制速度(对应限制速度)，计算当前进给步长Δl，即为名义下一当前点的位移值为l’＝l(u)+Δl；因此本发明实施例中插补步长会随着当前刀位点限制速度而改变；若有l’≥l_e，则表示下一步会超出当前刀轨终点，则取l’＝l_e，即将刀轨终点为新的当前点，再判断该点与速度敏感区间的位置关系；若有l’<l_e，则表示下一步不会超出当前刀轨终点，则取位移l’处的点为新的当前点，再判断该点与速度敏感区间的位置关系；如此循环直到遍历整条刀轨；当判断当前点是为刀轨终点，则结束整个扫描流程。

在一种可能的实现方式中，确定第n点为所述刀轨的终点后，再确定所述速度敏感区间i内曲率半径最小值；根据所述速度敏感区间i内曲率半径最小值，确定所述速度敏感区间i内进给速度初始值。可选地，在确定每一个速度敏感区间之后确定每个速度敏感区间内进给速度初始值。例如，设参数u位置处的刀轨曲率半径为ρ(u)，计算第i个速度敏感区间内曲率半径最小值ρ_min,i，计算得到

ρ_min,i＝min{ρ(u)|u∈R_i}

进而初步确定第i个速度敏感段内的进给速度初始值：

v_min,i＝min{v_g(ρ_min,i),v_a(ρ_min,i),v_j(ρ_min,i)}

其中，当加工进给速度为v时，曲线上该点处的弓高误差δ为：

其中，为了满足δ≤δ_n，则弓高误差限制下的最大许用加工进给速度v_g(ρ)为：

其中加工进给速度v与法向加速度a的关系为：

其中为了满足a≤a_n，则法向加速度限制下的最大许用进给速度v_a(ρ)为：

其中加工进给速度v与法向加加速度j的关系为：

其中为了满足a≤a_n，则法向加速度限制下的最大许用进给速度v_j(ρ)为：

在一种可能的实现方式中，根据所述第n点的曲率，弓高误差，法向加速度和法向加加速度，确定所述第n点的限制速度；根据所述第n点的限制速度和对应的进给速度，判断所述第n点是否在所述速度敏感区间i。例如，在综合前述三点，在刀轨当前参数为u的刀位点处，在弓高误差、法向加速度、法向加加速度约束下的名义限制进给速度为：

v_lim(u)＝min{v_g(ρ),v_a(ρ),v_j(ρ)}

该公式是一种本发明实施例可以选择的限制速度算法。

在一种可能的实现方式中，直至确定所述第n点为所述刀轨的终点之前，确定所述刀轨的起点参数、起点位移值，以及终点参数、终点位移值。例如，在本发明实施例中可以假设刀轨上的当前参数为u的刀位点处刀轨的曲率为ρ，机床的进给插补周期为T，弓高误差上限为δ_n，法向加速度上限为a_n，法向加加速度上限为j_n。

在一种可能的实现方式中，根据盛金公式确定逆向和正向扫描速度规划过程中涉及的方程解；所述逆向和正向扫描速度规划为对所述刀轨上所有速度敏感区间的进给速度值修正过程中的一部分过程。

在一种可能的实现方式中，确定所述速度敏感区间i和所述速度敏感区间(i+1)之间的过渡区域弧长；判断所述过渡区域弧长是否满足第一限制速度和第二限制速度的弧长要求；所述第一限制速度为所述速度敏感区间i的限制速度；所述第二限制速度为所述速度敏感区间(i+1)的限制速度；当满足所述弧长要求，确定所述过渡区域弧长对应的加速过程终止点参数和减速过程起始点参数；当不满足所述弧长要求，确定所述加速过程终止点参数或所述减速过程起始点参数。

在一种可能的实现方式中，在实时参数曲线插补过程中，在确定所述第n点所处参数区间后，根据所述第n点所处参数区间两端参数对应的进给速度，确定所述第n点的进给速度；根据所述第n点的进给速度确定所述第(n+1)点的曲线参数；根据所述第(n+1)点的曲线参数，确定所述第(n+1)点是否为所述刀轨的终点。

本发明实施例中提出了较为详细的速度敏感区间的自适应变步长扫描与速度规划方法，实现了除部分过渡区域外保持进给速度恒定的参数曲线插补；建立了满足弓高误差、机床法向/切向加速度与法向/切向加加速度约束，且满足S型变速策略的综合速度规划方法，可以满足数控加工进给速度的二阶连续性，对提高数控加工的加工效率、加工质量以及机床寿命的提高具有重要意义。相比于现有的一些速度敏感区间恒速速度规划方法，能够较好地修正了其中涉及的弓高误差速度约束公式，建立了更加准确的进给速度约束模型。而且，在传统的粗-精扫描方法基础上，采用一种自适应变扫描步长的方法，可以在一次扫描过程中精确地确定整条刀轨中的所有速度敏感区间，在实时性上较传统算法有较大优势。而且，在速度敏感区间限制速度修正的步骤中，避免因传统的数值求解方法(通常为二分法)需要迭代过程而导致收敛速度较慢；而且，本发明实施例中直接利用盛金公式给出了方程的解析解，避免了迭代过程，可进一步提高实时性。

下面对本发明实施例涉及的部分关于位置曲率限制下的最大速度内容，进行适当的说明和描述。请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种曲率限制下的最大速度参数限制的流程示意图；如图2所示，包含以下步骤：

S1：密化参数区间。

具体地，将参数定义域[u₀,u_(n+p+1)]均匀密化为N_r份。其中，现有方法采用变步长法进行密化搜索，而本发明实施例采用的是先变步长粗搜索再密化精搜索。

S2：计算限制速度。

具体地，计算每个密化点曲率，进而计算限制速度。其中，该方案中涉及的参数包括弓高误差、法向加速度，而现有方法没有考虑法向加加速度、轮廓误差等。

S3：寻找边界值、极小值。

具体地，根据计算结果与进给速度进行比较找到速度敏感区域边界ur_a、ur_b值以及最小速度对应ur_c值。

S4：二次密化精确定位。

具体地，将区间[ur_(a-1),ur_a]、[ur_(c-1),ur_(c+1)]、[ur_b,ur_(b+1)]密化N_p份，再代入S2中计算得到限制速度，找到准确的边界值以及最小值(现有方法没有再密化确定准确边界值和极小值)；其中，准确的边界值以及最小值就是第二边界值和第二最小值。

S5：长度计算。

具体地，利用simpson辛普森积分法计算第i个和第(i+1)个速度敏感区间之间的长度Sr_i；区别于现有方法使用u与长度l的映射来计算长度。

S6：速度检验与矫正。

具体地，速度规划采取三段式S型加减速法，对整段曲线速度敏感区域进行双向扫描，先进行降速过程逆向扫描，在进行升速过程正向扫描，对于长度不够的段，采用二分法矫正速度。区别于现有方法不将速度敏感区间与非敏感区间区分，会导致非速度敏感区间可能非匀速。

S7：规划过渡段。

具体地，若S(vr_i,v_p)+S(v_p,vr_(i+1))+v_p*T<Sr_i,则非敏感区间可以完成升速和降速两个过程，否则放弃升速到v_p；区别于现有方法没有考虑放弃升速，只会根据长度调节升速幅度。S(vr_i,v_p)为第i个速度敏感区间vr_i速度加速到进给速度v_p所需的过渡长度；S(v_p,vr_(i+1))为进给速度v_p降速到第(i+1)个速度敏感区间速度vr_(i+1)所需的过渡长度。

S8：确定开始降速点。

具体地，非敏感区间内若需要升速到v_p，需要计算起始降速点u_dec的值，若不需要升速而且vr_(i+1)<vr_i，则需要计算起始降速点u_dec的值。区别于现有方法不需计算降速点u_dec值，非速度敏感区间段直接由7段式S型加减速自适应规划；本发明实施例可以不需要密化内容。在本发明实施例中，该内容不再赘述。请参考上述地方的类似描述。该密化搜索可以进一步提高检验速度和效率。

上面详细说明了本发明实施例涉及的方法实施例，下面对向涉及的一种装置实施例进行描述。

请参见图3，图3是本发明实施例提供的一种曲率限制下的最大速度参数限制装置的结构示意图；如图3所示，该装置30可应用于机床，可以包括密化单元301、搜索单元302、确定单元303、限制单元304、算法单元305、三段式单元306、比较单元307和增加单元308。可选的单元还可以包括限制单元304、算法单元305、三段式单元306、比较单元307和增加单元308。

密化单元301，用于密化目标刀轨的参数区间；所述参数区间包括多份区间；在密化后的目标刀轨上包括多个密化点；

搜索单元302，用于在对所述多份区间第一搜索后进行第二搜索的情况下，计算所述多份区间中每一份区间的限制速度以及所述每一份区间内密化点的曲率，以确定限制速度；

确定单元303，用于根据所述限制速度确定所述目标刀轨的第一边界值和第一最小值。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括限制单元304：根据所述每一份区间和对应的限制速度，确定第二边界值和第二最小值。

在一种可能的实现方式中，所述多份区间包括第i个速度敏感区间和第(i+1)个速度敏感区间；所述装置还包括算法单元305，用于：根据辛普森积分法计算所述第i个速度敏感区间和所述第(i+1)个速度敏感区间之间的长度；i>0；所述第i个速度敏感区间和所述第(i+1)个速度敏感区间相邻。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括三段式单元306，用于：根据三段式加减速法，对所述速度敏感区间进行双向扫描；在所述速度敏感区间降速过程中进行逆向扫描；在所述速度敏感区间升速过程进行正向扫描。

在一种可能的实现方式中，所述三段式单元306，具体用于：当所述长度不匹配对应速度敏感区间的预设长度参数，根据二分法矫正所述对应速度敏感区间内的速度。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括比较单元307，用于：当第一过渡长度和第二过渡长度的总和小于第一参数,根据非敏感区间的设置完成相应的升速和降速过程；当第一过渡长度和第二过渡长度的总和大于或者等于所述第一参数，停止增加速度至第一速度。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括增加单元308，用于：当所述非敏感区间内的限制速度需要增加至所述第一速度，计算所述非敏感区间内的起始降速点的数值；当所述非敏感区间内的限制速度不需要增加至所述第一速度，且与所述非敏感区间相邻的区间对应的限制速度小于所述非敏感区间的限制速度，计算起始降速点的数值。

需要说明的是，本发明装置实施例中曲率限制下的最大速度参数限制装置30的各功能单元的功能，可参见上述图1对应的方法实施例中相关描述，此处不再赘述。

请参见图4，图4是本发明实施例提供的一种设备的结构示意图。前述装置可以以图4中的结构来实现，该设备4可以包括至少一个存储部件401、至少一个通信部件402、至少一个处理部件403。此外，该设备还可以包括天线、电源等通用部件，在此不再详述。

存储部件401，可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(可以包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。

通信部件402，可以是用于与其他设备或通信网络通信，如升级服务器、密钥服务器、车载内部的设备等。

处理部件403，可以是通用中央处理器(CPU)，微处理器，特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制以上方案程序执行的集成电路。

图4所示的设备为曲率限制下的最大速度参数限制装置40时，处理部件403用于密化目标刀轨的参数区间；所述参数区间包括多份区间；在密化后的目标刀轨上包括多个密化点；在对所述多份区间第一搜索后进行第二搜索的情况下，计算所述多份区间中每一份区间的限制速度以及所述每一份区间内密化点的曲率，以确定限制速度；根据所述限制速度确定所述目标刀轨的第一边界值和第一最小值。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，该计算机可读存储介质可存储有程序，该程序执行时可以包括上述方法实施例中记载的任意一种的部分或全部步骤。

本发明实施例还提供一种计算机程序或者计算机程序产品，该计算机程序可以包括指令，当该计算机程序被计算机执行时，使得计算机可以执行包括上述方法实施例中记载的任意一种的部分或全部步骤。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可能可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。上述装置实施例的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，可以包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务器或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。其中，而前述的存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)或者随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)等各种可以存储程序代码的介质。以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种曲率限制下的最大速度参数限制方法，其特征在于，包括：

密化目标刀轨的参数区间；所述参数区间包括多份区间；在密化后所述目标刀轨上包括多个密化点；

在对所述多份区间第一搜索后进行第二搜索的情况下，计算所述多份区间中每一份区间的限制速度以及所述每一份区间内密化点的曲率，以确定限制速度；

根据所述限制速度确定所述目标刀轨的第一边界值和第一最小值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述每一份区间和对应的限制速度，确定第二边界值和第二最小值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多份区间包括第i个速度敏感区间和第(i+1)个速度敏感区间；所述方法还包括：

根据辛普森积分法计算所述第i个速度敏感区间和所述第(i+1)个速度敏感区间之间的长度，i>0；所述第i个速度敏感区间和所述第(i+1)个速度敏感区间相邻。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据三段式加减速法，对所述速度敏感区间进行双向扫描；所述双向扫描包括正向扫描过程和逆向扫描过程；在所述逆向扫描过程中修改降速过程的起点速度；在所述正向扫描过程中修改升速过程中的终点速度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据三段式加减速法，对所述速度敏感区间进行双向扫描之后，还包括：

当所述长度不匹配对应速度敏感区间的预设长度参数，根据二分法矫正所述对应速度敏感区间内的速度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当第一过渡长度和第二过渡长度的总和小于第一参数,根据非速度敏感区间的设置完成相应的升速和降速过程；所述非速度敏感区间为所述多份区间中的一部分区间；

当所述第一过渡长度和第二过渡长度的总和大于或等于所述第一参数，停止增加速度至第一速度；所述第一速度为预设的速度数值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述非速度敏感区间内的限制速度需要增加至所述第一速度，计算所述非速度敏感区间内的起始降速点的数值；

当所述非速度敏感区间内的限制速度不需要增加至所述第一速度，且与所述非速度敏感区间相邻的区间对应的限制速度小于所述非速度敏感区间的限制速度，计算所述起始降速点的数值。

8.一种曲率限制下的最大速度参数限制装置，其特征在于，包括：

密化单元，用于在密化后的目标刀轨的参数区间；所述参数区间包括多份区间；所述密化目标刀轨上包括多个密化点；

搜索单元，用于在对所述多份区间第一搜索后进行第二搜索的情况下，计算所述多份区间中每一份区间的限制速度以及所述每一份区间内密化点的曲率，以确定限制速度；

确定单元，用于根据所述限制速度确定所述目标刀轨的第一边界值和第一最小值。

9.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括存储计算机程序的非瞬时计算机可读存储介质，所述程序指令可用于执行如权利要求1-7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，所述计算机存储介质存储有程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的方法。

Images