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Minimum Time Feed-rate Optimization along Predefined Toolpath with Acceleration Constraints on Each Axis

机译：每个轴上的预定义工具路径沿着预定义工具路径的最小时间送速优化

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A feed-rate optimization approach is proposed in this paper for generating minimum time feed-rate along predefined toolpath for Cartesian computer numerical control (CNC) machines with acceleration constraints on each axis. By properly defining new states, the original minimum time feed-rate optimization (MTFO) problem is formulated as a general time-independent optimal control problem. A control vector parameterization (CVP) method is applied to convert the optimal control problem into a nonlinear programming (NLP) problem which can be solved conveniently and effectively. The second derivatives of the path parameter with respect to time (pseudo-acceleration) act as optimization variables. The sequential quadratic programming (SQP) method is used to solve the NLP problem and obtain the numerical solution. A simple example and a real manufacturing test are performed to verify the effectiveness of the approach.
机译：本文提出了一种进料速率优化方法，用于沿着笛卡尔计算机数控（CNC）机器的预定义工具路径产生最小时间进料速率，每个轴上的加速度约束。通过正确定义新状态，原始最小时间送速优化（MTFO）问题被制定为一般时间无关的最佳控制问题。应用控制矢量参数化（CVP）方法将最佳控制问题转换为可以方便且有效地解决的非线性编程（NLP）问题。路径参数的第二衍生物相对于时间（伪加速度）充当优化变量。顺序二次编程（SQP）方法用于解决NLP问题并获得数字解决方案。执行一个简单的例子和​​实际制造测试以验证方法的有效性。

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