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[IEEE 2018年第25届机电一体化与机器视觉实践国际会议(M2VIP) - 德国斯图加特(2018.11.20-2018.11.22)] 2018年第25届机电一体化与机器视觉实践国际会议(M2VIP) - 直接生成数控刀具路径的生成模型

DOI：10.1109/M2VIP.2018.8600856 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 如今，数控系统（CNC）已成为机床与工业机器人生产控制的标准配置，尤其适用于频繁变更的生产任务，能实现高度灵活高效的生产。数控系统采用离散输入输出模式，但在数控通道内需要解析描述曲线以计算位置给定值并限制加加速度。这种离散与连续描述形式之间的转换，以及数控通道内连续曲线插补并行化处理的显著限制，会导致性能开销，进而制约数控通道在新位置给定值计算方面的效能，可能造成生产速度下降及生产周期延长。针对该问题，本文提出一种新方法：基于深度生成模型的应用，无需计算连续曲线及后续离散化处理，即可直接生成插补刀具路径。通过训练使生成模型能直接以离散点序列形式创建特定类型曲线（如直线、抛物线或样条曲线）。该方法在并行化方面具有良好可行性，可降低数控通道内的计算负荷。首批针对直线与抛物线的实验结果表明，该新方法在生成CNC刀具路径方面具有可行性。
作者： Benjamin Kaiser，Akos Csiszar，Alexander Verl
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研究概述 实验方案

研究目的

为解决数控系统中刀具路径插补时离散与连续描述切换导致的性能开销问题，提出采用深度生成模型直接生成插补刀具路径的新方法。

研究成果

这种基于生成式模型的新型人工智能直接刀具路径生成方法是可行的，其误差与数值方法相当。该方法在并行计算和降低计算量方面具有优势，但未来工作需提高分辨率、控制生成对抗网络行为，并扩展至更复杂的曲线。

研究不足

该研究尚处于早期阶段，生成的曲线分辨率较低（28×28像素），且需要对生成对抗网络的行为进行更好控制。该方法仅在线性和抛物线等简单曲线上进行了测试，尚未应用于样条线等更复杂的曲线。确定性可执行性及扩展至急动度最优曲线的问题仍需进一步研究。

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