CN102886611A - 整幅镜像切割法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多头激光切割机的自动化切割方法，特别是涉及一种整幅镜像切割方法。本发明的目的是找到一种机械自动化切割方式，这种方式可以简化互为镜像的一组产品的生产流程，为了实现这一目的，本发明公开了一种整幅镜像切割法，所述的镜像切割法是以带有数控装置的多头激光切割机为基础，通过对数控程序的控制，从而不需要重新计算切割动作开关光指令序列、各个激光头间距以及工作链表，直接利用位置变换实现镜像切割的方法。

Description

整幅镜像切割法

技术领域

本发明涉及一种多头激光切割机的自动化切割方法，特别是涉及一种整幅镜像切割方法。

 

背景技术

为了提高生产效率，目前多头激光切割机的应用越来越广，同时与多头激光切割机匹配的是产品图形密集排布的幅面排版方式。在玩具、皮鞋等很多行业中，一般切割片都需要是互为镜像的产品，进而才可以将两个互为镜像的裁片对拼、进一步加工，完成后续工作。于是，就产生了一个问题，如何完成密集分布的图形的镜像产品生产。目前传统的方法是，首先根据原排版图形进行图形镜像转换，然后将转换后的镜像排版图形作为一个新的图样，重新进行定位指令和工作链表的制作，并且根据新生产的工作链表编辑激光头的开关光指令序列，可以明显看到，生产这样的一组镜像产品，实际上是要完成两套相互独立、分别完整的图形排版工序，不仅需要浪费大量的时间和资源，而且由于两套图形排版之间是互相独立的，所以有几率产生数量上的不匹配，使得部分裁片没有对应的镜像产品，造成裁片的浪费。

 

发明内容

本发明的目的是设计一种机械自动化切割方式，这种方式可以简化互为镜像的一组产品的生产流程，具体来说就是利用一套定位指令和工作链表以及对应的激光头开关光指令，来完成两次切割，从而大量节约了重新排版计算的时间和资源，同时保证镜像产品的对应关系，不会产生无对应镜像产品的独立裁片，保证每一个裁片都是有效裁片，节约生产资料，降低生产成本。

为了达到本发明的目的，本发明公开了一种整幅镜像切割法，所述的镜像切割法是以带有数控装置的多头激光切割机为基础，通过对数控程序的控制，从而不需要重新计算切割动作开关光指令序列、各个激光头间距以及工作链表，直接利用位置变换实现镜像切割的方法，其具体的步骤如下：

第一步，将产品的切割单元，根据最优化原则，排版至整个原料幅面；

第二步，.将原料幅面拆分后得到的加工单元，分配至各个切割头；

第三步，以前述结果为依据，生成激光头运动指令，所述运动指令包括两个部分，

第一部分为激光头定位指令和工作链表，

激光头定位指令旨在描述各个激光头的间距关系，数学模型如下：

设激光头个数为n（n为大于等于2的整数型变量），则各个激光头的间距可描述为：

A0,A1,A2,…,A（n-1）；

工作链表旨在描述激光头加工的具体路径信息，其软件模型为一个队列，该队列由多个图形信息构成，每个图形为该队列的一个单元；

第二部分为各个激光头的开关光指令序列，每个激光头均有一个开关光指令序列，旨在描述各个激光头在按工作链表加工时的开关光信息，数学模型如下：

设激光头个数为n（n为大于等于2的整数型变量），则各个激光头对应的开关光指令序列可描述为：

B0,B1,B2,…,B（n-1）

其中，B0成员可描述为：

设工作链表是由m个图形形成的队列，则B0的成员为：b0，b1，b2，……，b（m-1），

其中b0是对应工作链表中图形1的开关光信息，

b1是对应工作链表中图形2的开关光信息，

……

b（m-1）是对应工作链表中图形m的开关光信息，

第四步，启动切割机，完成原排版图形切割；

第五步，在步骤三的基础上对工作链表的图形进行X镜像转换，队列顺序不变；

第六步，调整步骤三第一部分中激光头定位指令，对各个激光头的间距进行镜像转换，调整后各个激光头的间距可描述为：

 A（n-1）, A（n-2），A（n-3），… , A0；

第七步，对应调整开关光指令序列，调整后的结果如下：

B（n-1）, B（n-2），B（n-3），… , B0；

第八步，将第一激光头的坐标置位；

第九步，启动切割机，完成镜像转换后切割。

本发明的设计思路主要是采用将激光切割头虚拟镜像变化的方式，代替原来的产品幅面镜像变换，具体来说就是当完成原排版图形切割后，排版图形不变，将用于图形切割的多个激光头进行虚拟镜像变换，从而使得按照原工作链表从左至右依次切割生产的过程，镜像转换为由右至左的镜像切割方式，进而完成镜像产品的切割。由于这一镜像切割方法完全颠覆了原来的镜像切割思路，所以其创造性是巨大的。采用这种全新的镜像切割方法以后，对于互为镜像产品的切割来说仅仅需要改变激光切割头之间的距离，或者更为具体的说是其他切割头相对于第一切割头之间的距离，并同时对第一切割头的虚拟坐标位置进行置位，不需要重新计算工作链表，省去了大量的时间和资源。同时，由于变换后的排版图形与原来的排版图形是完全镜像对称的，所以不存在由于微小的排版变动引起的数量不对称，从而减小了废片的生成率，提高了成品率。

 

附图说明

图1为产品切割图形排版示意图，

图2为四头激光切割机与图1中排版示意图的对应关系示意图；

图3为镜像调整后与四头激光切割机的关系示意图。

 

具体实施方式

实施例1

将产品的切割单元，根据幅面利用率最高的优化原则，利用排版软件自动排版，形成如图1所示的产品切割图形排版幅面，根据压线规则，将排版好的幅面拆分为四个加工单元，并且分别分配到四个激光切割头，其对应关系如图2所示，第一至第三头分别切割四个切割单元，第四头负责切割两个切割单元，幅面最后剩余0.5个切割单元宽度。编辑激光头的运动指令，分别得到三组指令，激光头定位指令、工作链表、激光头开关光指令序列；其中激光头定位指令用以描述各个激光头的间距关系：在本实施例中第一切割头距离第二切割头为三个单位、第二切割头距离第三切割头为三个单位、第三切割头距离第四切割头为一个单位；工作链表包括两部分信息，一部分为图形信息，另外一部分为这些图形排列形成的队列信息；激光头开关光指令序列与工作链表中的信息相对应，得到从左至右的切割顺序为，

首先第一至第三头同步运作，切割每组的第一个图形，此时第一切割头、第二切割头、第三切割头激光开、第四切割头激光关，完成第一组切割后，

向右移动一个单元的位置，

接着第一至第三头同步切割每组的第二个图形，此时第一切割头、第二切割头、第三切割头激光开、第四切割头激光关，完成第二组切割后，

向右移动一个单元的位置，

然后第一至第三头同步切割每组的第三个图形，第四切割头切割本组的第一个图形，此时第一切割头、第二切割头、第三切割头、第四切割头激光全开，

向右移动一个单元的位置，

然后第一至第三头同步切割每组的第四个图形，第四切割头切割本组的第二个图形，此时第一切割头、第二切割头、第三切割头、第四切割头激光全开，

到此，就完成了原排版图形的切割工作，共得到14个目标产品，幅面最右端的0.5个单位的面积被浪费；

对上述的工作链表中的图形进行X镜像转换，保持队列不变；并且将激光头开关光指令序列与工作链表中的信息相对应，如图3所示，此时第一切割头实际为机械第四切割头，第二切割头实际为机械第三切割头，第三切割头实际为机械第二切割头，第四切割头实际为机械第一切割头，调整各个切割头之间的位置，第一切割头距离第二切割头一个单位、第二切割头距离第三切割头三个单位、第三切割头距离第四切割头三个单位，此时由于第一切割头的虚拟坐标位置已经发生了变化，已经不再是机械第一切割头的坐标位置（0,0），而转变为机械第四切割头的坐标位置，所以需要对第一激光切割头的虚拟坐标进行置位为（13,0），并根据这一虚拟坐标，分别调整各个切割头虚拟坐标，调整后从左至右的切割顺序为：

首先第四至第二头同步运作，切割每组的第一个图形，此时第二切割头、第三切割头、第四切割头激光开、第一切割头激光关，完成第一组切割后，

向左移动一个单元的位置，

接着第四至第二头同步切割每组的第二个图形，此时第二切割头、第三切割头、第四切割头激光开、第一切割头激光关，完成第二组切割后，

向左移动一个单元的位置，

然后第四至第二头同步切割每组的第三个图形，第一切割头切割本组的第一个图形，此时第一切割头、第二切割头、第三切割头、第四切割头激光全开，

向左移动一个单元的位置，

然后第四至第二头同步切割每组的第四个图形，第一切割头切割本组的第二个图形，此时第一切割头、第二切割头、第三切割头、第四切割头激光全开，

到此，就完成了原排版图形的切割工作，共得到14个目标产品，这14个目标产品与原版图形得到的14个产品呈镜像对称关系，幅面最左端的0.5个单位的面积被浪费。

由于本发明的重点在于X镜像变化的切割方法，所以在Y轴方向上的运动切割方式并未详细描述，仅仅以一次X轴的变换切割为例。但是在实际切割生产过程中，可以根据幅面纵深，进行X向切割---Y向切割---原版整幅产品---X镜像转换----X向切割---Y向切割---X镜像整幅产品的生产。还可以根据实际产品需要，结合现有的Y轴镜像转换理论，进行X向切割---Y向切割---原版整幅产品---X镜像转换---Y镜像转换----X向切割---Y向切割---XY镜像整幅产品的生产。此处不再累赘叙述。但是凡是根据本发明所提供X镜像变化方式，结合其他现有镜像变换技术形成的各种变化方式均在本发明的公开范围之内。

Claims (1)

1.整幅镜像切割法，其特征是所述的镜像切割法是以带有数控装置的多头激光切割机为基础，通过对数控程序的控制，从而不需要重新计算切割动作开关光指令序列、各个激光头间距以及工作链表，直接利用位置变换实现镜像切割的方法，其具体的步骤如下：

第一步，将产品的切割单元，根据最优化原则，排版至整个原料幅面；

第二步，将原料幅面拆分后得到的加工单元，分配至各个切割头；

第三步，以前述结果为依据，生成激光头运动指令，所述运动指令包括两个部分，

第一部分为激光头定位指令和工作链表，

激光头定位指令旨在描述各个激光头的间距关系，数学模型如下：

设激光头个数为n（n为大于等于2的整数型变量），则各个激光头的间距可描述为：

A0,A1,A2,…,A（n-1）；

工作链表旨在描述激光头加工的具体路径信息，其软件模型为一个队列，该队列由多个图形信息构成，每个图形为该队列的一个单元；

第二部分为各个激光头的开关光指令序列，每个激光头均有一个开关光指令序列，旨在描述各个激光头在按工作链表加工时的开关光信息，数学模型如下：

设激光头个数为n（n为大于等于2的整数型变量），则各个激光头对应的开关光指令序列可描述为：

B0,B1,B2,…,B（n-1）

其中，B0成员可描述为：

设工作链表是由m个图形形成的队列，则B0的成员为：b0，b1，b2，……，b（m-1），

其中b0是对应工作链表中图形1的开关光信息，

b1是对应工作链表中图形2的开关光信息

……

b（m-1）是对应工作链表中图形m的开关光信息

第四步，启动切割机，完成原排版图形切割；

第五步，在步骤c的基础上对工作链表的图形进行X镜像转换，队列顺序不变；

第六步，调整第一部分中激光头定位指令，对各个激光头的间距进行镜像转换，调整后各个激光头的间距可描述为：

 A（n-1）, A（n-2），A（n-3），… , A0；

第七步，对应调整开关光指令序列，调整后的结果如下：

B（n-1）, B（n-2），B（n-3），… , B0；

第八步，将第一激光头的坐标置位；

第九步，启动切割机，完成镜像转换后切割。

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