机械修复完成以后,昆岳一号开始建立五轴运动模型。
x、Y、Z三个直线轴属于龙门本体。
b、c两个旋转轴位于重岳二号。
五个轴不能只是分别运动。
控制器必须保证刀尖按照同一条空间轨迹前进。
首先统一控制周期。
昆岳一号直线轴原控制周期是一毫秒。
重岳二号b、c轴本地控制周期是零点五毫秒。
两个系统独立测试都没有问题。
同时联动时,却会产生半个周期的时间差。
在高速运动状态下,这点时间差足以让刀尖出现明显偏移。
林浩将主控制器设为统一时钟源。
b、c轴保留更快的内部控制。
却只在主时钟到来时接收新的轨迹指令。
中间零点五毫秒由本地插值完成。
所有驱动器的时钟误差被压缩到五十微秒以内。
第二步,建立刀具中心点控制。
操作人员输入的是刀尖轨迹。
控制器必须根据b轴和c轴角度,实时计算x、Y、Z三个直线轴应该如何补偿。
b轴向前摆。
Z轴可能需要缩回。
c轴旋转。
x轴和Y轴也要同步微调。
五个轴之间任何一个慢半步,刀尖就会偏离目标。
第一次空载联动采用低速球面轨迹。
主轴测试棒代替刀具。
工作台上安装高精度标准球。
刀尖围绕标准球移动。
b轴正十度。
c轴旋转三十度。
x、Y、Z同步补偿。
最大轨迹误差零点零六毫米。
第二次加入空间几何补偿。
下降到零点零三四毫米。
第三次修正横梁动态挠度。
最终误差零点零二二毫米。
基础五轴联动达到预期。
北川项目人员准备提高速度。
周野却要求先跑一条最复杂的验证轨迹。
轨迹包括b轴从负三十度摆到正三十度。
c轴同时进行大角度旋转。
刀尖始终保持朝向标准球中心。
程序开始。
前半段正常。
b轴负十五度。
负十度。
负五度。
接近零度时,c轴指令突然变化。
一百七十九度。
九十度。
零度。
负九十度。
负一百七十九度。
控制器试图在极短时间内让c轴反向旋转三百五十八度。
“停止联动!”
安全程序先一步触发。
c轴只移动了零点八度便被机械制动锁住。
九吨重岳二号轻微晃动。
没有发生碰撞。
控制屏幕却被红色报警覆盖。
【五轴运动学解算异常】
【c轴指令跳变:358.4度】
【b轴当前角度:0.06度】
【检测到五轴运动学奇异区】
【当前轨迹继续执行碰撞风险:极高】
林浩重新检查程序。
刀尖轨迹连续。
工件曲面也没有突然变化。
真正的问题发生在b轴接近零度时。
当主轴完全垂直,c轴转到任何角度,刀具方向都几乎相同。
控制器会发现,同一个刀具姿态存在无数组b、c轴组合。
这一瞬间,数学解不再唯一。
上一毫秒,c轴可能是一百七十九度。
下一毫秒,控制器选择的等价结果可能变成负一百七十九度。
从刀具方向看,两者只差两度。
从机械轴指令看,却像突然要求c轴反转三百五十八度。
“这不是程序写错。”
林浩盯着运动模型。
“是五轴机构本身的奇异点。”
北川控制专家脸色凝重。
“国外系统在这个区域都有专用平滑算法。”
“我们现在没有。”
网友说换个系统就行。
昆岳一号的国产大脑已经装上了。
可它还必须学会一件真正困难的事。
在无数个数学上都正确的姿态中,选出机械设备能够安全走完的那一个。