【智能制造-1】涂胶解决方案

本文主要是介绍【智能制造-1】涂胶解决方案，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

平面或立体转角处的等距点胶，既是技术上的难点也是实现上的痛点。
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如何更好地保证拐角点胶的均匀性？

1、位置同步输出算法（PSO）：可以在点胶阀设定频率不变的情况下实现恒速等距点胶，完美解决拐角堆胶问题，速度提升30%。PSO功能保证整个点胶轨迹上胶路均匀性或胶点之间的等距效果。分割成小线段平滑段数。
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2、压电阀变频：压电阀变频点胶可以在一定程度上改善堆胶的效果，但对阀体和胶水有一定的要求。
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在复杂精密点胶加工中，前瞻功能为什么是提高效率的关键？

在加工过程中，为追求加工效率会开启连续插补功能，运动轨迹的拐角处若不减速，当拐角较大时，会对机台造成较大冲击，影响加工的精度；若关闭连续插补，使拐角处速度骤降。虽然保护了机台，但加工效率却受到了较大影响。
前瞻控制算法提前对轨迹进行分析和处理，重点针对高曲率和尖锐拐角路径。
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通过对路径上的速度进行规划，找出最优速度控制策略，在保证加工精度的前提下实现速度最大化的平滑过渡。可以使点胶加工中包括拐角的全程保持或接近恒速状态，整个胶路均匀顺滑。

连续插补？

连续运动插补是指通过给定的离散点进行插值计算，得到平滑的轨迹曲线，从而实现机器的连续运动。这种插补原理在机器人领域和数控机床领域得到广泛应用。连续运动轨迹插补的原理包括以下几个关键步骤：离散数据处理、插值方法选择和运动控制命令生成。
首先，离散数据处理是指对于给定的离散数据点进行处理，消除噪声和不连续性，得到平滑的数据。这可以通过信号处理方法来实现，例如滤波器、降噪算法等。离散数据处理的目的是为了得到准确的输入数据，以便后续插值计算。
接下来，选择合适的插值方法是连续运动轨迹插补的关键。插值方法是指通过已知的数据点，计算出中间的曲线点，从而实现平滑连续的运动。常见的插值方法包括线性插值、二次插值、三次样条插值等。不同的插值方法有不同的计算复杂度和平滑度，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的方法。
最后，通过插值计算得到平滑轨迹点，根据机器运行的具体要求，生成相应的运动控制命令。这些命令可以包括位置命令、速度命令和加速度命令等。根据机器的运动方式和控制系统的特性来确定。生成的命令可以用于控制机器人或数控机床的运动，实现连续的平滑轨迹。

前瞻算法？

速度前瞻规划是指预先分析后续路径，获取路径长度和速度约束条件等信息，并根据这些信息进行自适应速度调整，从而尽可能地提高加工速度。速度前瞻规划可以有效地缩短加工时间，减小机床振动，保护刀具以及提高加工质量，是保证速度平稳性和提高加工效率的重要途径，也是机床实现高速高平稳加工的一个不可或缺的过程。
局部路径规划
目前，未进行全局曲线拟合路径规划的研究主要集中于转折点过渡方面。转折点过渡有两种思路，一是直接过渡，二是转接过渡。在进行过渡时不仅要考虑过渡的形式，还要考虑过渡对精度、效率以及平稳性等方面的影响，建立过渡时的精度、速度以及平稳性等方面的约束摸型。
（１）直接过渡
直接过渡不对原来的路径做任何优化，保持原有的连续短线段不变。
直接过渡的优点是计算复杂度低，处理简单，方便集成于数控系统中，在低端数控系统中应用较为广泛。直接过渡的最大缺点是高速时速度波动大，平稳性差。直接过渡法保证了转折点合成速度的大小不发生变化，但是由于合成速度是个矢量，当速度方向发生变化时，会造成各运动轴的速度波动。
对于直接过渡，可以通过限制转折点加速度大小的方式来减小速度波动，但是相应地速度会很低，又造成电机频繁起停的问题。采用直接过渡难以满足数控系统的高速平稳性能要求。
（２）转接过渡
直接过渡在转折点的平稳性较差的根本原因是转折点处的速度方向的变化过大，可以通过插入曲线减小速度方向变化的程度，从而实现速度的平滑过渡，这就是转接过渡。转接过渡在转折点处插入了新的曲线，改善了原有路径的几何连续性。
转接过渡的优点是可以改善转折点处的冲击，实现速度的平滑过渡。对于Bezier曲线、PH曲线、Ｂ样条曲线以及Ferguson曲线等样条曲线过渡方式，如下图所示，可以实现理论上的曲率连续从而保证加速度连续，不存在理论上的速度波动。转接过渡的缺点是相比于直接过渡，牺牲了一定精度，插补计算过程也更为复杂。特别是Bezier曲线等样条曲线在实际加工时的前瞻插补过程中，误差、效率以及平稳性方面很难保证，同时会存在计算量过大，实时性难以保证的情况，在工程实用方面有很多困难。目前样条曲线过渡一般见于Simens、Heidenhain等国外数控系统，出于商业利益的原因，细节并未公布。国内在样条曲线过渡方面也有诸多研究，但是真正成型进行商业应用的更多的还是小线段过渡以及圆弧过渡。
全局路径规划
目前，利用离散后的轨迹点信息，在一定轨迹误差范围内用特定的曲线对离散后的连续线段进行曲线拟合，达到光顺路径的目的，进而利用曲线直接进行曲线插补是当前数控运动控制算法研究的热点。曲线拟合的方式主要为逼近和插值。
运用全局曲线拟合后参数插补的优点是可以获得高阶连续的路径，从而实现速度平滑过渡，提高加工时的高速平稳性能。缺点是在进行全局曲线拟合后的曲线前瞻插补时，需要考虑精度、加减速规律、曲线缓变等诸多复杂的约束情况，增加了处理的复杂性，难以满足实时性要求。这种方法的主要难点不在于曲线拟合，而在于拟合后的速度前瞻及插补过程。
综合来看，全局曲线拟合路径规划方案的基本思路是预设一个逼近误差，运用高阶曲线（曲率连续），在逼近误差允许的范围内进行全局曲线拟合。而弓高误差、速度限制、加速度限制等许多复杂的约束和难点则留给曲线前瞻及插补过程，对硬件的实时性提出了很高要求。目前这种方案国内大多处于理论研究和实验阶段，离实际的工程应用还有很大距离。目前实际工程应用较多的还是未进行全局曲线拟合的路径规划方案。