插补算法性能评价指标

1. 轮廓控制性能指标

1.1 插补精度指标

包括:逼近误差(指用直线逼近曲线时产生的误差) δ a \delta_a δa、计算误差 δ c \delta_c δc和圆整误差 δ r \delta_r δr 。一般要求上述三误差的综合误差(轨迹误差 δ p \delta_p δp)不大于系统的最小运动指令值或脉冲当量值

1.2 插补效率指标

  1. 插补运算时间
  2. 插补运算所占用的内存

1.3 稳定性指标

  1. 精度稳定性:精度稳定的充分必要条件是,在插补运算过程中,其舍入误差和计算误差不随迭代次数的增加而累积。计算误差主要是指由于采用近似计算而产生的误差,而舍入误差则是指计算结果圆整时所产生的误差。因此要保证算法稳定性即是要求插补算法对计算误差和舍入误差没有累积效应
  2. 时间稳定性:算法中往往存在多种情况分支,遇到较为轨迹或速度控制条件,计算量可能比平时要大。但在实时插补中应当尽量保证每次插补运算的时间稳定,避免产生时间上的波动

2.加工过程性能指标

2.1加工效率

  1. 平均合成速度:合成进给速度是指插补运算输出的各轴进给量,经运动合成之后的速度v 。在加工过程中,给定的速度,往往是根据工艺等因素确定的。连续小直线段的运动中遇到拐角过大或者精度设置较高时,由于加减速的原因,实际的进给速度可能达不到给定的速度。因此平均合成进给速度成为衡量加工效率更为准确的指标。
  2. 加加速度:加加速度反应了速度曲线的柔性,该值越大,速度曲线越接近梯形。但是如果插补指令中的加加速度过低,会增长加速时间,降低加工效率。

2.2 稳定性

  1. 合成加速度:如果不连续,即若实际合成速度v 波动过大,就会影响末端稳定性,严重者还会使机器程产生过大的振动和噪声。在插补算法中,应该综合插补对象的几何特征与机器的动力学行为,在保证插补精度的基础上,尽量使合成速度保持恒定,以提高加运动稳定性。
  2. 各轴加速度:伺服的滞后和加减速所引起的误差是影响高速运动精度的最主要因素。如果插补运算输出的各轴加速度超过了各个轴所能承受的最大加速度,会造成伺服的滞后。在连续小直线段运动中,拐角处合成速度保持稳定但各轴的进给速度发生改变,如果指令加速度是实际物理系统不能达到的,拐角精度将很难保证。
  3. 加加速度:其影响的是执行器的柔性冲击,其对停止时抖动有较明显影响。

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