轨迹运动

1.1 多项式轮廓

1.1.1 描述

多项式轮廓模式更适合具有多个长块的程序。

多项式轮廓的计算过程是根据空间主轴的几何路径轮廓计算的。在给定条件（例如轮廓角偏差或百分比路径速度）基础上通过自身的几何算法会产生原始轮廓上的某个位置，从该位置可以更改轮廓或用轮廓曲线（多项式）替换轮廓。这意味着在原始路径曲线上，已知了规划的轮廓曲线的起点或目标点。

对于跟踪轴，与主轴一样，在前运动块和后运动块的拐角距离之间插入曲率和方向连续多项式，同时也会结合考虑轴加速度的最大值。然而，最初规定的角偏差仅指主轴在空间上的偏差，因此，如果需要，可以为跟踪轴的最大偏差指定附加极限值。理论上，跟踪轴超出此偏差会导致轮廓曲线减小（拐角距离减小）。

1.1.2 模式划分

多项式轮廓模式总共包括六种模式选择。

• 轮廓角偏差模式
• 拐角距离模式
• 中间点轮廓模式
• 动态优化轮廓模式
• 给主轴动态优化轮廓模式
• 完整轮廓动态优化平滑

(1) 轮廓角偏差模式

• 描述

通过设置轮廓角偏差，CNC会自动经过相应的几何算法，计算得出相应的拐角距离。 拐角角距离受到限制，具体取决于指定的最小剩余块长度。并且这两个距离都受到对称限制。在这种情况下，编程的路径速度对轮廓曲线没有影响。参考下图

• 函数说明

函数	说明
YK_API YKM_GroupContourDevOn(UINT32 groupIndex, YKM_CrdContourDEVConfig config);	开启轮廓角偏差平滑
YK_API YKM_GroupContourDevOff(UINT32 groupIndex);	关闭轮廓角偏差平滑

• 配置参数说明

注意
	对轮廓角偏差精度和周期影响比较大的两个参数是拐角最大偏差和相关后块的最小路径长度，其他参数影响不大，推荐使用默认值。

参数	类型	说明
action_time 辅助功能(M/H)执行位置	YKM_CNC_ActionType	Default(平滑轮廓中)
check_jerk 变加速监控	YKM_CNC_CheckJerkType	Default(不监控)
vel_const 轮廓过渡路径速度是否恒定	YKM_CNC_BOOLType	Default(否)
path_dev_max 最大轮廓偏差	double	单位为 [毫米]，默认值0.05 影响其运动的精度，根据图纸的大小设置，长宽比较高的图纸，路径偏差就可以设置大一点，比如在高174mm，宽100mm图形中路径偏差就设置在了<=0.1mm。 又例如在高7mm，宽10mm的图形中中路径偏差就设置<=0.01mm。具体设置的大小根据图纸大小和形状来决定。设置的越小，拐角速度越慢，周期时间越长。
relevant_path_min 后续相关路径的最小长度	double	单位为 [毫米]，默认值0 影响轨迹的规划，从而影响整个运动轨迹的精度。规划时，如果图纸小线段的长度小于相关后块的路径的最小长度则在路径规划的时候，会自动忽略这个小线段。所以设置合理的路径最小长度很重要，对于小线段比较长的图纸，路径最小长度适合设置大一点，比如最小的线段已经有0.5mm，可以设置0.1mm。对于小线段比较短的图纸，相关后块的最小路径长度适合设置小一点，比如最小线段只有0.005mm，相关后块的最小路径长度可以设置为0.002mm。通常建议设置值小于图纸最小线段长度。
relevant_track_min 后续相关路径的最小角度	double	单位为 [°]，默认值0
track_dev_max 最大角度偏差	double	单位为 [°]，默认值0 影响轨迹的规划，从而影响整个运动轨迹的精度。对于小线段比较长的图纸，角度偏差适合设置大一点。一般设置在30~40；对于小线段比较短的图纸，角度偏差适合设置小一点。一般设置在1~10。
remain_part 优化后路径长度相对原路径长度比例	double	单位为 [%]，默认值0 值设置范围在0~100，值设置的越大，运动周期时间越长，对轨迹精度影响比较小。
angle_max 轮廓过渡生效最大夹角	double	单位[°]，默认值0，表示不过渡 两个线性块之间过渡的最大轮廓拐点角度，如果过渡处包含圆形块，则不会计算拐弯角度。

(2) 拐角距离模式

• 描述

如果已知可以离开原始轮廓的点，则用户可以明确地指定要缩短相邻运动块的前块和后块的角距离。参考下图
如果角点距离 a 和 b 指定为相同，则如果一个角点距离限制为最小剩余块长度，则另一角点距离将受到对称限制。
如果将角点距离a和b指定为不同的，则在限制的情况下仅减少过长的距离。对于不对称的路径长度，这可能会导致"退化"轮廓，但这有时可能能达到理想的效果。

• 函数说明

函数	说明
YK_API YKM_GroupContourDistOn(UINT32 groupIndex, YKM_CrdContourDISTConfig config);	开启轮廓角距离平滑
YK_API YKM_GroupContourDistOff(UINT32 groupIndex);	关闭轮廓角偏差平滑

• 参数说明

注意
	对拐角距离精度和周期影响比较大的两个参数是前后块拐角距离和相关后块的最小路径长度，其他参数影响不大，推荐使用默认值。

参数	类型	说明
action_time  辅助功能(M/H)执行位置	YKM_CNC_ActionType	Default(平滑轮廓中)
check_jerk  变加速监控	YKM_CNC_CheckJerkType	Default(不监控)
vel_const 轮廓过渡路径速度是否恒定	YKM_CNC_BOOLType	Default(否)
pre_dist 过渡前段拐角距离	double	单位为 [毫米]，默认值0.05 即轮廓过渡时前块所设定的拐角距离，即上图a段。 具体设置的大小根据图纸大小和形状来决定。 设置的越小，拐角速度越慢，周期时间越长。
post_dist 过渡后段拐角距离	double	单位为 [毫米]，默认值0.05 即轮廓过渡时前块所设定的拐角距离，即上图a段。 具体设置的大小根据图纸大小和形状来决定。 设置的越小，拐角速度越，周期时间越长。
relevant_path_min 后续相关路径的最小长度	double	单位为 [毫米]，默认值0 影响轨迹的规划，从而影响整个运动轨迹的精度。规划时，如果图纸小线段的长度小于相关后块的路径的最小长度则在路径规划的时候，会自动忽略这个小线段。所以设置合理的路径最小长度很重要，对于小线段比较长的图纸，路径最小长度适合设置大一点，比如最小的线段已经有0.5mm，可以设置0.1mm。对于小线段比较短的图纸，相关后块的最小路径长度适合设置小一点，比如最小线段只有0.005mm，相关后块的最小路径长度可以设置为0.002mm。通常建议设置值小于图纸最小线段长度。
relevant_track_min 后续相关路径的最小角度	double	单位为 [°]，默认值0
track_dev_max 最大角度偏差	double	单位为 [°]，默认值0 影响轨迹的规划，从而影响整个运动轨迹的精度。对于小线段比较长的图纸，角度偏差适合设置大一点。一般设置在30~40；对于小线段比较短的图纸，角度偏差适合设置小一点。一般设置在1~10。
remain_part 优化后路径长度相对原路径长度比例	double	单位为 [%]，默认值0 值设置范围在0~100，值设置的越大，运动周期时间越长，对轨迹精度影响比较小。
angle_max 轮廓过渡生效最大夹角	double	单位[°]，默认值0 两个线性块之间过渡的最大轮廓拐点角度，如果过渡处包含圆形块，则不会计算拐弯角度。

(3) 插入点轮廓模式

• 描述

该模式用户不仅指定角距离，还指定两条多项式曲线彼此相邻的中间点P。这个P点是需要通过用户自己计算所得出。具体参数对应关系可以参考下图

• 函数说明

函数	说明
YK_API YKM_GroupContourPosOn(UINT32 groupIndex, YKM_CrdContourPOSConfig config);	开启插入点轮廓线平滑
YK_API YKM_GroupContourPosOff(UINT32 groupIndex);	关闭插入点轮廓线平滑

• 参数说明

参数	类型	说明
action_time 辅助功能(M/H)执行位置	YKM_CNC_ActionType	Default(平滑轮廓中)
check_jerk 变加速监控	YKM_CNC_CheckJerkType	Default(不监控)
vel_const 轮廓过渡路径速度是否恒定	YKM_CNC_BOOLType	Default(否)
pre_dist 过渡前段拐角距离	double	单位为 [毫米]，默认值0.05 即轮廓过渡时前块所设定的拐角距离，即上图a段。 具体设置的大小根据图纸大小和形状来决定。 设置的越小，拐角速度越慢，周期时间越长。
post_dist 过渡后段拐角距离	double	单位为 [毫米]，默认值0 即轮廓过渡时前块所设定的拐角距离，即上图a段。 具体设置的大小根据图纸大小和形状来决定。 设置的越小，拐角速度越，周期时间越长。
pos_position[3] POS模式插入点坐标,三维[posX,posY,posZ]	double	单位为 [毫米]，默认值0，必须指定三维位置

(4) 动态优化轮廓模式

• 描述

通过两个运动块之间的方向变化和曲率连续连接去定义具有轮廓角偏差和中间点轮廓的轮廓轨迹距离，即运动块方向在变化，曲率在变化，则轮廓角偏差和中间点也在相应的动态改变

• 函数说明

函数	说明
YK_API YKM_GroupContourDistSoftOn(UINT32 groupIndex, YKM_CrdContourDISTSOFTConfig config);	开启动态轮廓优化平滑
YK_API YKM_GroupContourDistSoftOff(UINT32 groupIndex);	关闭动态轮廓优化平滑

• 参数说明

参数	类型	说明
path_dist 最大允许路径偏移角距离(对称)	double	单位为 [毫米]，默认值0.05 前块和后块（对称）的拐角距离 设置的越小，拐角速度越慢，周期时间越长。
track_dist 路径偏离最大角度	double	单位为[°]，默认值0 默认值：如果未明确指定该值（自程序启动后），则自动从前块后块拐角距离中获取该值。
acc_max 最大加速度 轴最大加速度百分比	double	单位为 [%]，取值范围[0%-100%]，默认值0 轮廓曲线可以使用的最大轴加速度（CNC中设定的轴加速度）的百分比（[0%-100%]）。
acc_min 最小加速度 轴最大加速度百分比	double	单位为 [%]，默认50%，取值范围[0%-100%]，默认值0 轮廓曲线当前应该使用的最大轴加速度（机器数据）的百分比（[0%-100%]）。如果未保持指定的前后块拐角距离，则加速度将增加到最大轴加速度（acc_max）。
ramp_time 变加速斜坡时间	double	单位为 [%]，取值范围[0%-10000%]，默认值0
dist_weight 线性块分割百分比	double	单位为 [%]，取值范围[0%-100%]，默认值0 在0%预定义中，所有块均减半；当为100% 时，分割比对应于相邻块的长度。设定的值可用于按百分比组合两种方法

(5) 给主轴动态优化轮廓模式

• 描述

即对主轴使用动态优化轮廓，这么模式更有利于速度的分布，主要是对主轴进行动态优化轮廓加工

• 函数说明

函数	说明
YK_API YKM_GroupContourDistMasterOn(UINT32 groupIndex, YKM_CrdContourDISTMASTERConfig config);	开启给主轴动态轮廓优化平滑
YK_API YKM_GroupContourDistMasterOff(UINT32 groupIndex);	关闭给主轴动态轮廓优化平滑

参数说明

参数设置与动态轮廓优化是相同的，参数说明可以参考动态轮廓优化

(6) 完整轮廓动态优化平滑

• 描述

该模式适用于圆角轮廓中进给率不需要恒定的处理任务，与动态优化轮廓 (DIST_SOFT) 不同，此模式涉及整个轮廓。

• 函数说明

函数	说明
YK_API YKM_GroupContourPtpOn(UINT32 groupIndex, YKM_CrdContourPTPConfig config);	开启完整轮廓动态优化平滑
YK_API YKM_GroupContourPtpOff(UINT32 groupIndex);	关闭完整轮廓动态优化平滑

• 参数说明

参数	类型	说明
merge 是否合并块	YKM_CNC_BOOLType	Default(否)
action_time 辅助功能(M/H)执行位置	YKM_CNC_ActionType	Default(平滑轮廓中)
path_dev_max 最大轮廓偏差	double	单位为[毫米]，默认值0.05 与编程轮廓的最大拐角偏差。
path_dist 最大允许路径偏移角距离(对称)	double	单位为[毫米]，默认值0 前块和后块（对称）的拐角距离（对称)。

1.2 HSC（Hyper space computing）

注意
	HSC模式需要相应的HSC扩展包授权

1.2.1 描述

HSC（Hyper space computing）更适合具有多个短块的程序。是先进的平滑⼯具，是尽量⼩的速度，加速度波动以及尽量快的轨迹速度以提⾼类似点胶，激光切割等应⽤的⼯作效率和产品质量。

1.2.2 模式划分

根据加工任务，HSC总共包括四种模式选择。

• HSC-B
• HSC-S
• HSC-option1
• HSC-option2

(1) HSC-B

• 描述

HSC-B（Hyper space computing-Bspline）该模式下借助了B样条。该模式适合围绕轮廓进行单次移动（修剪），在这种情况下，轮廓由许多短块组成，这些短块将以高进给率移动。

• 函数说明

函数	说明
YK_API YKM_GroupBHscOn(UINT32 groupIndex, YKM_CrdBHscConfig config);	开启HSC-B平滑
YK_API YKM_GroupBHscOff(UINT32 groupIndex);	关闭HSC-B平滑

• 参数说明

注意
	参数也可以在几个步骤中指定。 例如，这意味着可以首先定义最大轮廓偏差（"PATH_DEV"）。然后在第二个命令中，定义最大路径长度（"MAX_PATH_LENGTH"）

参数	类型	说明
path_dev_max B样条曲线与编程路径轮廓的最大偏差	double	double类型 ，单位为 [毫米]，默认值0.05 如果超过此偏差，将自动取消选择样条曲线。如果最大偏差定义为0，则不监控路径偏差。 设置的越小，拐角速度越慢，周期时间越长。
track_dev_max 最大角度偏差	double	double类型，单位为[°]，默认值0 如果最大偏差定义为 0，则不PATH_DEV 监控跟踪轴。
merge 合并块	YKM_CNC_BOOLType	无块合并（Default） 最大偏差取决于从path_dev_max 和 track_dev_max 获取的值。
auto_off_path 自动关闭路径	YKM_CNC_BOOLType	不开启（Default） 角度偏差超过path_dev_max,是否自动取消B样条平滑
auto_off_track 自动关闭轨道	YKM_CNC_BOOLType	不开启（Default） 角度偏差超过track_dev_max,是否自动取消B样条平滑
auto_off_rapid 自动关闭G00	YKM_CNC_BOOLType	不开启（Default) 遇到快速移动(G00)指令,是否自动取消B样条平滑
auto_off_exactStop 自动关闭G60	YKM_CNC_BOOLType	不开启 G60（Default) 自动取消选择用于编程精确停止 G60 或 G360 的 B 样条插补。
path_len_max B样条平滑生效的最大路径长度	double	单位为 [毫米]，默认值0 如果块长于指定长度，则隐式取消选择 B 样条曲线。
auto_off_exactStop 自动关闭G60	YKM_CNC_BOOLType	不开启 G60（Default) 自动取消选择用于编程精确停止 G60 或 G360 的 B 样条插补。
path_len_max B样条平滑生效的最大路径长度	double	单位为 [毫米]，默认值0 如果块长于指定长度，则隐式取消选择 B 样条曲线。
angle_max 最大角度	double	单位为 [°] ，默认值0 用于插入 B 样条曲线的两个线性块之间过渡的最大轮廓拐点角度（以 [°] 为单位）。如果两个线性块之间的角度较大，则会在内部取消选择该模式。

(2) HSC-S

• 描述

HSC-S（Hyper space computing-Surface）特别适合加工自由曲面。对于 CAD 系统生成的 NC 程序，工件通常在多个路径（逐行或螺旋）中加工。使用特殊算法（表面优化器）在尽可能短的加工时间内实现高表面质量。

• 函数说明

函数	说明
YK_API YKM_GroupSHscOn(UINT32 groupIndex, YKM_CrdSHscConfig config);	开启HSC-S平滑
YK_API YKM_GroupSHscOff(UINT32 groupIndex);	关闭HSC-S平滑

• 参数说明

注意
	CNC中设置的最大加速度对HSC-S的拐角速度和精度有着很大的影响，一般加速度越小拐角速度会适当降低，且精度有很大的提高，其次总体的周期时长并不会变长很多。但是用户在上层设置的速度和加速度对运动的拐角速度没有影响，精度也影响比较小。

参数	类型	说明
path_dev_max 最大路径偏差	double	单位为 [毫米]，默认值0.05mm 设置的越小，拐角速度越慢，周期时间越长。 对HSC-S影响比较大。
track_dev_max 最大角度偏差	double	double类型，单位为[°]，默认值0 如果最大偏差定义为 0，则不PATH_DEV 监控跟踪轴。
merge 合并块	YKM_CNC_BOOLType	无块合并（Default） 最大偏差取决于从path_dev_max 和 track_dev_max 获取的值。
cir_mode 圆周运动轮廓	YKM_HSC_CirMode	圆弧轮廓平滑(Default)
check_jerk 变加速监控	YKM_CNC_ActionType	不监控(Default)
auto_off_rapid 自动关闭G00	YKM_CNC_BOOLType	不开启（Default) 遇到快速移动(G00)指令，是否自动取消平滑。
cir_min_radius 最小半径	double	小于指定半径或小于path_dev_max，则使用样条曲线近似处理， 默认值0。
cir_min_angle 最小圆角	double	小于指定角度，则使用样条曲线近似处理，默认值0。
cir_long_length 长圆的最小长度	double	cir_mode=2时，长圆的最小长度，默认值0。
path_dev_rapid 快速移动最大路径误差	double	默认值0。
track_dev_rapid 快速移动最大角度误差	double	快速移动最大角度误差，默认值0。
angle_max 平滑生效最大角度	double	单位为 [°] ，默认值0 用于两个线性块之间过渡的最大轮廓拐点角度（以 [°] 为单位）。如果两个线性块之间的角度超过这个角度，则会在内部取消选择该平滑模式。

(3) HSC_PCS1

• 描述

插入过渡多项式，块在运动块过渡处被缩短并插入转换多项式。

• 函数说明

函数	说明
YK_API YKM_GroupPcs1HscOn(UINT32 groupIndex, YKM_CrdPCS1HscConfig config);	开启HSC_PCS1平滑
YK_API YKM_GroupPcs1HscOff(UINT32 groupIndex);	关闭HSC_PCS1平滑

注意
	如果满足以下条件其中一条，则不会在当前块过渡时插入多项式。

• 第一个块的块长度 < 1.1μm 
• 目标块的块长度 < 2.2μm
• 膝盖角度 > 178°

• 参数说明

生成多项式过渡需要最大轮廓误差 CONTERROR ("ε")。插入的多项式减少了实际轮廓误差（即εreal < εprog）。

参数	类型	说明
contour_error_Max 最大轮廓误差	double	单位为 [毫米]，默认值0.05。 具体设置的大小根据图纸大小和形状来决定。设置的越小，拐角速度越慢，周期时间越长。

(4) HSC_PCS2

注意
	HSC-option1可以和HSC-option2配合一起使用，当OPMODE参数值为1时表示HSC-option1编程，当OPMODE参数值为2时表示HSC-option2编程，但是设定的CONTERROR只有在OPMODE为1，即HSC-option1模式时生效

• 描述

生成 HSC 编程的样条曲线，在过渡处插入HSC编程的样条曲线
样条曲线由指定的边缘点生成。在棱柱形零件开始时，会自动取消选择样条曲线生成并执行切向过渡。
棱镜范围内的块转换是根据附加参数检测到的，如使用 OP1 和 OP2一起编程，会自动更改为OP1，即插入转换多项式。对于插入的样条曲线，不会监控顶点之间的轮廓偏差。

• 函数说明

函数	说明
YK_API YKM_GroupPcs2HscOn(UINT32 groupIndex, YKM_CrdPCS2HscConfig config);	开启HSC_PCS2平滑
YK_API YKM_GroupPcs2HscOff(UINT32 groupIndex);	关闭HSC_PCS2平滑

• 参数说明

参数	类型	说明
contour_error_Max 最大轮廓误差	double	单位为 [毫米]，默认值0.05 具体设置的大小根据图纸大小和形状来决定。设置的越小，拐角速度越慢，周期时间越长。

1.3 ABS样条路径

注意
	样条功能需要“Spline”扩展包授权。它不包含在普通授权包中。

1.3.1 概念说明

样条在这里主要分为Akima和B-spline，样条更适合小线段比较多的轨迹以及曲线段比较多的轨迹

1.3.2 模式划分

多项式轮廓模式总共包括四种模式选择。

• Akima-spline
• B-spline

(1) Akima

• 描述

目标点是拟合 Akima 样条曲线的顶点。

• 函数说明

函数	说明
YK_API YKM_GroupASplineOn(UINT32 groupIndex, YKM_CrdASplineConfig config);	开启Akima-spline模式
YK_API YKM_GroupASplineOff(UINT32 groupIndex);	关闭Akima-spline模式

• 参数说明

参数	类型	说明
start_trans_type 起始过渡切向	YKM_CNC_ASplineTransTYPE	样条曲线和相邻（线性或圆形）运动块之间的切向过渡类型。 Default(自动计算过渡处样条曲线的正切)
end_trans_type 终止过渡切向	YKM_CNC_ASplineTransTYPE	样条曲线和相邻（线性或圆形）运动块之间的切向过渡类型。 Default(自动计算过渡处样条曲线的正切)
start_Vector 用户指定起始切向	double	过渡处样条曲线的切线由用户明确指定。
end_Vector 用户指定起始切向	double	过渡处样条曲线的切线由用户明确指定。

(2) B-Spline

• 描述

编程的线性程序段的目标点是用于生成 B 样条曲线的控制点。且必须保证B样条曲线只在起点和终点穿过控制点。

• 函数说明

函数	说明
YK_API YKM_GroupBSplineOn(UINT32 groupIndex);	开启B-spline模式
YK_API YKM_GroupBSplineOff(UINT32 groupIndex);	关闭B-spline模式