0.75 1.75 0

　　2.0 1.3 0

　　2.5 0.6 0

　　10.0 10.0 0

　　图4 四段直线加工轨迹

　　2.3 四次位移曲线的加减速控制算法试验结果与分析

　　图5 四次位移曲线加减速控制方法速度、加速度、加加速度试验结果图

　　图5 四次位移曲线加减速控制方法速度、加速度、加加速度试验结果图

　　由试验结果可知，系统运行平稳，加工过程中不存在冲击，可以大大延长设备的寿命，并且加工轨迹的表面质量较好。

　　3 四次位移曲线加减速控制方法与常用的加减速方法的试验比较

　　下面通过一个例子来对比分析一下三种控制方法的性能。如图6所示是一段连续的机床运行轨迹，其加工信息如表2所示。

　　图6 连续运动轨迹

　　表2加工信息

X Y Z

0 0 0

　　7.07 -7.07 0

　　9.67 -5.57 0

　　30.88 15.64 0

　　35.71 16.93 0

　　3.1 实验结果

　　表3是各种加减速方法的速度数据统计: 直

　　线

　　加

　　减

　　速 时间

　　(s) 速度

　　(mm/s) S

　　形

　　加

　　减

　　速 时间

　　(s) 速度

　　(mm/s) 四次曲线加减速 时间

　　(s) 速度

　　(mm/s) 0-0.088 3.26-25 0-0.144 1-25 0-0.304 1.08-25 0.088-0.392 25 0.144-0.4 25 0.304-0.4 25 0.392-0.488 25-1 0.4-0.528 25-1.08 0.4-0.64 25-1.31 0.488-0.6 1-25 0.528-0.664 1.08-20 0.64-0.816 1.31-14.78 0.6-0.712 25-2.85 0.664-0.808 20-1.08 0.816-0.976 14.78-7.07 0.712-0.8 2.85-25 0.808-0.944 1.08-25 0.976-1.232 7.07-25 0.8-1.904 25 0.944-2 25 1.232-2.144 25 1.904-2 25-2.66 2-2.128 25-1.08 2.144-2.36 25-4.36 2-2.112 2.66-25 2.128-2.304 1.08-25 2.36-2.56 4.36-19.7 2.112-2.184 25 2.304-2.32 25 2.56-2.784 19.7-1.08 2.184-2.32 25-1 2.32-2.496 25-1.08 表4是几种加减速方式的比较结果: 比较项目 运行时间 程序计算时间 程序量 柔性 直线加减速 2.32s 最短 最小 差 S曲线加减速 2.496s 较短 最大 一般 四次曲线加减速 2.784s 较长 较小 最好 4 结论

　　由表4得到的结果：

　　直线加减速在最大加速度上运行时间最长，因而运行时间最短，并且速度是时间的一次函数，计算复杂度最低，程序运行时间也最短，但同时加速度是不连续的，所以柔性差。

　　S曲线在最大加速度上的运行时间也比较长，因而运行时间也较短，并且速度是时间的2次函数，计算复杂度较低，程序运算时间也短，但由于程序分段多，变化情况复杂，因而程序量是另外两种方式的好几倍，加加速度不连续，柔性一般。

　　四次曲线的柔性最好，速度是时间的3次函数，加加速度基本保持连续变化，程序量也较小。运算时间虽然比S曲线稍微长点，但相差不大。

　　因此四次曲线的综合性能最好，是一种值得推广的加减速方式。

　　参考文献

　　[1]毕承恩，丁乃建.现代数控机床(上、下)[M].北京:机械工业出版社，1993

　　[2]王永章.机床的数控技术[M].哈尔滨工业大学出版社，1995

　　[3]黄艳，李家雾，于东，彭健钧.CNC系统S型曲线加减速算法的设计与实现[J].制造技术与机床，2005.3

　　[4]许良元，桂贵生，彭丹丹.加速度连续可变的加减速控制规律研究[J].组合机床与自动化加工技术，2005.3

　　[5]王宜结.步进电动机自动加减速运行的研究[J].自动化与仪表，2004 (19):4

　　[6]郑之开，汪永生，冯正进，徐志明.连续微小路径段的高速自适应前瞻插补算法[J].制造技术与机床，2003(12)

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