CN102950380A - 多头激光切割机的对片切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多头激光切割机的切割方法，特别是涉及一种基于多头激光切割机的对片切割方法。针对目前现有的对片切割技术中存在的原料浪费和激光管维修困难等问题，公开了一种多头激光切割机的对片切割方法，将一组对片拆分成为两个独立的切割单元，不仅节约了原料，而且维持了各个激光管的损耗度均一，延长了激光管的使用寿命，方便了激光管的维修。

Description

多头激光切割机的对片切割方法

技术领域

本发明涉及一种多头激光切割机的切割方法，特别是涉及一种基于多头激光切割机的对片切割方法。

 

背景技术

目前多头激光切割机在玩具、皮鞋等一系列的需要拼接片产品的行业中应用非常广泛，而在这些生产过程当中，对片又是需求非常高的一类产品。但是目前的对片是以一组对片为一个排版、切割单元，也就是说将一组对片作为一个加工对象，将交错排列的整幅拼接片看成了横纵均对齐的一个加工队列。因此就产生了两个问题，首先由于是以一组对片为切割单元，所以每个切割头分配得到的切割任务均为偶数个拼接片，那么如果按照最优化的排版方式，在幅面的边界处仅能排版对片中的一片产品的话，由于其不成一个切割单元，所以现有技术中采取舍弃，不做加工的技术方案，这样就造成了大量的原料浪费。其次，由于加工时的任务分配是按照一组对片为切割单元的，所以按照最优化的方式将切割任务分配至各个激光头后，总是同一个激光头的任务量最小，不断处于休息中，造成了某一激光管与其他激光头的激光管损坏程度严重不一致，进而给检修维护造成了很大的麻烦。

 

发明内容

本发明针对目前现有的对片切割技术中存在的原料浪费和激光管维修困难等问题，公开了一种多头激光切割机的对片切割方法，包括以下步骤：

第一步，以一组对片为一个单位，根据最优化原则，排版至整个原料幅面；

第二步，将每组对片拆分为两个单独的切割个体，并且按照最优化的原则分配至各个激光头；

第三步，将第二步中获得的各个激光头任务图形取并集；

第四步，根据并集内的图形，生成统一的激光头定位指令和工作链表，其数学模型如下：

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；

第五步，由于各个激光头的任务图形均为并集的子集，所以按照交集开光、补集关光的原则，生成各个激光头的开关光指令序列，其数学模型如下：

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

第六步，开启电源，完成图形切割。

这种对片切割方法，是以一组对片为一个排版单元，又将每组对片拆分为两个单独的切割个体，从而以单一的拼接片作为切割单元，打破了原来一组对片为一个切割单元的模式，使得切割头切割任务的分配更加自由，从而在幅面的边界处仅能排版对片中的一片产品的时候，仍然可以切割，从而节约了原料。不仅如此，由于每个激光头的任务图形中，均与并集有交集有补集，所以各个激光管在加工中均有开有关，从而保证了各个激光头在一个幅面的加工中，不需要改变相互之间的间距，就可以实现交替休息的目的，进而延长了光管的使用寿命，同时也方便了激光管的更换和维修。

我们在应用过程中还发现，在第五步中经常会出现某一激光头的任务图形与并集有多种交集的时候，也就是说某一激光头的整体任务图形可以看成并集中多个位置的部分图形，所以基于此种情况，我们进一步公开了第五步中第n个激光头的任务图形与并集有多种交集时，选取A(n-1)最小值时的交集开光、补集关光。也就是说在有多种交集选择的情况下，根据最节省横梁的方式，这不仅是为了节约机器上横梁的运行距离，同时也是为了提供更大的加工范围，保证整个幅面的加工范围无盲点。

综上所述，采用本发明所公开的技术方案以后，不仅节约了原料，而且维持了各个激光管的损耗度均一，延长了激光管的使用寿命，方便了激光管的维修。

 

附图说明

图1为成整数对片幅面切割分配方法示意图；

图2为本发明成整数对片幅面切割分配方法示意图；

图3为图２幅面分配的并集示意图；

图4为带有单片的对片幅面切割分配方法示意图；

图5为本发明带有单片的对片幅面切割分配方法示意图。

 

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，以一组对片为一个单位，根据最优化原则，排版至整个原料幅面，可以看到此时在幅面内存在9组对片；

第二步，将排版好的图形分配至各个激光头，此时如果按照传统的分配方式，如图1所示，由于传统的切割分配方法是以一组对片为一个切割单元的，则最优的切割分配方式为3+3+3的分配方式，即第一至第三激光头分别加工三组对片，第四激光头不加工。但是如果按照本发明的分配方式，也就是将每组对片拆分为两个单独的切割个体，即总共为9*2个单片，并且按照最优化的原则分配至各个激光头，则如图2所示，形成5+5+5+3的分配方式，也就是说第一至第三激光头分别加工5个拼接片，第四激光头加工3个拼接片。

此时，如果是传统的模式，如图1所示，那么就直接开启电源，切割头运作，以一组对片为一个单元，相当于横纵均对其的阵列形式完成整个幅面的切割。

如果是本发明的模式，如图2所示，为了准确的进行切割，还需要进行如下步骤：

第三步，将第二步中获得的各个激光头任务图形取并集；此时，取到的并集如图３所示。

第四步，根据并集内的图形，生成统一的激光头定位指令和工作链表，

切割机四个头的定位位置如图2中箭头所示，箭头从左至右依次表示激光头1、激光头2、激光头3和激光头4；

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；此时工作链表为图３中的1～６依次加工的顺序。

第五步，由于各个激光头的任务图形均为并集的子集，所以按照交集开光、补集关光的原则，生成各个激光头的开关光指令序列，

B0＝第一激光头指令，B1=第二激光头指令，B2=第三激光头指令，B3=第四激光头指令，

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，

b2是对应工作链表中图形3的开关光信息，

b3是对应工作链表中图形4的开关光信息，

b4是对应工作链表中图形5的开关光信息，

b5是对应工作链表中图形6的开关光信息；

开光为1，关光为0；那么激光头指令可以表述为：

B0成员为：b0=1，b1=1，b2=1，b3=1，b4=1，b5=0；

B1成员为：b0=0，b1=1，b2=1，b3=1，b4=1，b5=1；

B2成员为：b0=1，b1=1，b2=1，b3=1，b4=1，b5=0；

当考虑B3 的开关光信息时，由于B3的任务图形既可以看做是2,3,4三个图形，也可以看做是4,5，6三个图形，也就是说B3的成员有两种选择性：b0=0，b1=1，b2=1，b3=1，b4=0，b5=0；b0=0，b1=0，b2=0，b3=1，b4=1，b5=1，这个时候就需要考虑最小档距的问题，当 B3成员为：b0=0，b1=0，b2=0，b3=1，b4=1，b5=1时档距最小，选取为最佳方式。

第六步，开启电源，完成图形切割。

通过以上方式，明显看到在本发明的分配模式下，位于幅面边界处的拼接片单片产品也得到了加工，从而节约了原料成本。同时，由于B0—B3这四个激光头中，均至少带有一个关光指令，也就是说在一次加工中都有休息的机会，从而达到了延长激光管使用寿命，保持各个激光管损坏程度基本均一，方便维修和检修的目的。

实施例2

如图4和图5所示，以一组对片为一个单位，根据最优化原则，排版至整个原料幅面，可以看到此时在幅面内存在9组对片，同时还存在有一个单片，如果按照传统的幅面分配方法如图4所示，位于边界处的拼接片单片不满一个单元，无法加工，舍弃，整个幅面只加工到最后一组对片，造成了原料的浪费。

但是如果按照本发明的幅面分配方法，如图5所示，将每组对片拆分为两个单独的切割个体，即总共为9*2+1个单片，并且按照最优化的原则分配至各个激光头，由于每个拼接片本身就是一个切割单元，所以位于边界处的拼接片仍然满足切割单元的要求，可以完成切割，从而节约了原料，由于其后具体的切割方法和实施例1中的方法相同，所以在此不再累赘叙述。

可以看到在这种情况下与传统方式相比，极大的节约了原料。

Claims (2)

1.多头激光切割机的对片切割方法，其特征是所述对片切割方法包括以下步骤：

第一步，以一组对片为一个单位，根据最优化原则，排版至整个原料幅面；

第二步，将每组对片拆分为两个单独的切割个体，并且按照最优化的原则分配至各个激光头；

第三步，将第二步中获得的各个激光头任务图形取并集；

第四步，根据并集内的图形，生成统一的激光头定位指令和工作链表，其数学模型如下：

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；

第五步，由于各个激光头的任务图形均为并集的子集，所以按照交集开光、补集关光的原则，生成各个激光头的开关光指令序列，其数学模型如下：

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

第六步，开启电源，完成图形切割。

2.如权利要求1所述的多头激光切割机的对片切割方法，其特征是第五步中第n个激光头的任务图形与并集有多种交集时，选取A(n-1)最小值时的交集开光、补集关光。

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