CN105880836A - 多个独立运动系统激光加工设备的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多个独立运动系统激光加工设备的加工方法，包括步骤：多个运动系统以预定规则分别确定目标数据并读取加工；当目标数据加工完毕时，运动系统继续以预定规则确定新的目标数据并读取加工，直至加工完毕所有图形数据。应用本发明提供的多个独立运动系统激光加工设备的加工方法，通过预定规则读取目标数据，避免了多个运动系统加工时的碰撞，使得多个独立的运动系统能够对不同的图形数据进行同时加工，也就是对于加工数据的排版规则没有要求，可以进行任意不规则排版，从而大幅提高了材料的利用率。同时，同一个设计图档可以有多个激光头分别独立完成，从而有效提高了加工效率。

Description

多个独立运动系统激光加工设备的加工方法

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，更具体地说，涉及一种多个独立运动系统激光加工设备的加工方法。

背景技术

激光加工一般指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光切割、激光钻孔和微加工等。以激光加工设备中常见的激光切割机为例，其加工方式一般为电动或者非电动双头加工方式。

其中，电动双激光头机器是将两个激光头都安装在同一根横梁上，并在一个激光头上安装一个独立的电机，可实现两个激光头的单独控制运动。然而，为实现两个激光头的同时加工，其加工数据必须要符合阵列方式的排版。当接收到阵列数据之后，控制器根据阵列的信息自动计算两头的间距，而后将其中一个切割头移动一定的距离之后，开始进行两个激光头的同时加工，这时两个激光头只能加工相同的图形，不能分别加工不同形状的图形。

非电动双头机器，是将两个激光头都安装在同一根横梁上，并通过一个电机来带动两个激光头的同时运动。因而，其加工数据也必须符合阵列方式的排版，且需要人工手动先将两个激光头的位置按照当前的加工图形进行调整，以才能实现两个激光头的加工。

由此可见，现有技术中多个独立运动系统激光加工设备虽能够实现多个切割头的同时加工，但仅能对阵列图形进行同步加工，不能充分发挥多个独立运动系统的作用。

综上所述，如何有效地解决多个独立运动系统激光加工设备仅能同时加工相同的图形数据等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多个独立运动系统激光加工设备的加工方法，该加工方法可以有效地解决多个独立运动系统激光加工设备仅能同时加工相同图形数据的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多个独立运动系统激光加工设备的加工方法，包括步骤：

多个运动系统以预定规则分别确定目标数据并读取加工；

当目标数据加工完毕时，运动系统继续以预定规则确定新的目标数据并读取加工，直至加工完毕所有图形数据；其中，所述预定规则为：

当未有正在加工的图形数据时，选取一个图形数据作为目标数据；

当有至少一个正在加工的图形数据时，依次判断剩余待加工的图形数据中的初始图形数据的外接矩形坐标是否与正在加工的图形数据的外接矩形坐标重合或有交集，若是，则以剩余待加工的图形数据中的新的图形数据作为初始图形数据并继续判断，直至判断完毕所有剩余待加工的图形数据；若否，则将初始图形数据作为目标数据。

优选地，上述加工方法中，所述多个运动系统以预定规则分别读取目标数据并加工之前还包括：

步骤1：将M个待加工的图形数据按照预设路径排序，并分别定义为第一图形数据至第M图形数据，M为正整数；

所述预定规则中当未有正在加工的图形数据时，选取一个图形数据作为目标数据具体为：

当未有正在加工的图形数据时，选取待加工的图形数据中位于最前的图形数据为目标数据。

优选地，上述加工方法中，所述步骤1之后还包括：

步骤2：预估每个待加工的图形数据的加工时间，并加和获得总加工时间，将所述总加工时间平均分配至N个运动系统获得平均加工时间，并将所述平均时间作为基准时间，N为正整数；

步骤3：根据所述基准时间对M个图形数据顺次分配，以使每个所述运动系统对应加工的图形数据的加工时间之和不大于所述基准时间；

所述预定规则为：

当未有正在加工的图形数据时，选取运动系统对应的待加工的图形数据中位于最前的图形数据为目标数据；

当有至少一个正在加工的图形数据时，依次判断运动系统对应的剩余待加工的图形数据中的初始图形数据的外接矩形坐标是否与正在加工的图形数据的外接矩形坐标重合或有交集，若是，则以剩余待加工的图形数据中的位于最前的图形数据作为初始图形数据并继续判断，直至判断完毕所有剩余待加工的图形数据；若否，则将初始图形数据作为目标数据。

优选地，上述加工方法中，所述步骤3之后还包括：

步骤4：判断各所述运动系统对应的加工时间的时间差是否在预设范围内，如果是，则执行后续步骤；否则，以基准时间增加或减少预设时间作为新的基准时间，并返回步骤3。

优选地，上述加工方法中，所述预设时间的范围为所述平均时间的0至N分之一。

优选地，上述加工方法中，所述预设时间为所述平均时间的N分之一。

优选地，上述加工方法中，所述将M个待加工的图形数据按照预设路径排序具体为：

将M个待加工的图形数据按照从左到右的路径排序。

优选地，上述加工方法中，所述将M个待加工的图形数据按照预设路径排序具体为：

将M个待加工的图形数据按照从右到左的路径排序。

应用本发明提供的多个独立运动系统激光加工设备的加工方法时，通过预定规则读取目标数据，避免了多个运动系统加工时的碰撞，使得多个独立的运动系统能够对不同的图形数据进行同时加工，也就是对于加工数据的排版规则没有要求，可以进行任意不规则排版，从而大幅提高了材料的利用率。同时，同一个设计图档可以由多个激光头分别独立完成，从而有效提高了加工效率。

在一种优选的实施方式中，通过对各个图形数据加工时间的预估及多个运动系统加工时间的分配，使得多个运动系统的加工时间在一定时间差范围内，也就是控制多个激光头的加工时间在一定误差范围内，进而能够充分利用多个激光头的有效工作时间，进一步提高加工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的多个独立运动系统激光加工设备的加工方法第一种具体实施方式的流程示意图；

图2为本发明提供的多个独立运动系统激光加工设备的加工方法第四种具体实施方式的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种多个独立运动系统激光加工设备的加工方法，以使多个独立运动系统激光加工设备能够同时加工不同的图形数据，提高材料利用率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明提供的多个独立运动系统激光加工设备的加工方法第一种具体实施方式的流程示意图。

在第一种具体实施方式中，本发明提供的多个独立运动系统激光加工设备的加工方法包括以下步骤：

S1：多个运动系统以预定规则分别确定目标数据并读取加工；

S2：当目标数据加工完毕时，运动系统继续以预定规则确定新的目标数据并读取加工，直至加工完毕所有目标数据。

其中，预定规则为：

当未有正在加工的图形数据时，选取一个图形数据作为目标数据，也就是可以任意选取一个图形数据作为目标数据，也可以选取特定的图形数据作为目标数据；当有至少一个正在加工的图形数据时，依次判断剩余待加工的图形数据中的初始图形数据的外接矩形坐标是否与正在加工的图形数据的外接矩形坐标重合或有交集，若是，则以剩余待加工的图形数据中的新的图形数据作为初始图形数据并继续判断，直至判断完毕所有剩余待加工的图形数据；若否，则将初始图形数据作为目标数据。

需要说明的是，正在加工的图形数据，指运动系统读取目标数据并进行加工，则加工中的目标数据即为正在加工的图形数据。也就是将预定规则分为多个运动系统有至少一个处于加工状态或多个运动系统均未处于加工状态两种情况，当多个运动系统中至少一个运动系统处于加工状态时，则其余运动系统分别依次确定各自的目标数据。对于多个运动系统而言，分别依次判断剩余待加工的图形数据中的初始图形数据的外接矩形坐标是否与正在加工的图形数据的外接矩形坐标重合或有交集，也就是判断断剩余待加工的图形数据中的初始图形数据加工时是否会与正在加工的图形数据发生碰撞。若坐标重合或有交集，则表示加工时会与正在加工的图形数据发生碰撞，因此需以剩余待加工的图形数据中的新的图形数据，也就是未被判断过的图形数据作为新的初始图形数据，进而继续执行判断步骤，即判断初始图形数据的外接矩形坐标是否与正在加工的图形数据的外接矩形坐标重合或有交集，如此重复直至判断完毕所有剩余待加工的图形数据，或者当有初始图形数据的外接矩形坐标与正在加工的图形数据的外接矩形坐标没有重合且与正在加工的图形数据的外接矩形没有交集时，则将该初始图形数据作为目标数据。当运动系统直至判断完毕所有剩余待加工的图 形数据外接矩形坐标与正在加工的图形数据的外接矩形坐标均重合或有交集时，则该运动系统暂停，优先将正在加工的图形数据加工完毕，而后继续进行上述判断。图形数据的外接矩形坐标重合或有交集指对应的加工图形的外接矩形重合或外接矩形相交，也就是指对应的加工图形的外接矩形整体重合或部分重叠。

多个运动系统按照上述预定规则确定目标数据并输出加工，直至加工完毕所有目标数据。因此，通过预定规则确定目标数据并读取加工，避免了多个运动系统加工时的碰撞，使得多个独立的运动系统能够对不同的图形数据进行同时加工，也就是对于加工数据的排版规则没有要求，可以进行任意不规则排版，从而大幅提高了材料的利用率。同时，同一个设计图档可以由多个激光头分别独立完成，从而有效提高了加工效率。

进一步地，在第二种具体实施方式中，本发明提供的多个独立运动系统激光加工设备的加工方法包括以下步骤：

S21：将M个待加工的图形数据按照预设路径排序，并分别定义为第一图形数据至第M图形数据，M为正整数；

S22：多个运动系统以预定规则分别确定目标数据并读取加工；

S23：当目标数据加工完毕时，运动系统继续以预定规则确定新的目标数据并读取加工，直至加工完毕所有目标数据。

其中，预定规则中当未有正在加工的图形数据时，选取一个图形数据作为目标数据具体为：

当未有正在加工的图形数据时，选取待加工的图形数据中位于最前的图形数据为目标数据。也就是预先将待加工的图形数据按照预设路径进行排序，并分别定义为第一图形数据、第二图形数据至第M图形数据。第一图形数据则位于预设路径的头部，第M图形数据则位于预设路径的尾部。因此，根据预定规则确定目标数据时，当未有正在加工的图形数据时，则以剩余待加工的图形数据中位于路径最前端，也就是第一图形数据或最靠近第一图形数据的图形数据作为目标数据；而当有至少一个正在加工的图形数据时，则按照预设路径依次判断剩余待加工的图形数据，也就是从剩余待加 工的图形数据中位于最前的图形数据开始依次判断，具体判断标准请参考上述实施例，此处不再赘述。也就是第二种具体实施方式中，通过将待加工的图形数据进行排序，并在目标数据的确定中按照排序依次进行判断，也就是对加工数据进行路径优化，有效降低依次读取的图形数据间碰撞的可能，进而有利于减少后续目标数据确定过程中的判断步骤，有效节约加工时间，进一步提高加工效率。

为了进一步提高加工效率，使多个运动系统的加工时间相差较小，可以进一步在第二种具体实施方式的基础上增加图形数据加工时间的预估及对应于每个运动系统进行图形数据分配的步骤，即第三种具体实施方式。在第三种具体实施方式中，本发明提供的多个独立运动系统激光加工设备的加工方法包括以下步骤：

S31：将M个待加工的图形数据按照预设路径排序，并分别定义为第一图形数据至第M图形数据，M为正整数；

S32：预估每个待加工的图形数据的加工时间，并加和获得总加工时间，将总加工时间平均分配至N个运动系统获得平均加工时间，并将平均时间作为基准时间，N为正整数；

通过预估每个待加工的图形数据的加工时间，将各个图形数据的加工时间求和获得总加工时间，总加工时间平均分配至N个运动系统，即总加工时间除以N获得平均加工时间，以平均加工时间作为对图形数据分配的基准时间。

S33：根据基准时间对M个图形数据顺次分配，以使每个运动系统对应加工的图形数据的加工时间之和不大于基准时间；

也就是对于第一图形数据至第M图形数据，按照从第一到第M的顺序，将第一图形数据分配至系统一，若第二图形数据的预估加工时间与第一图形数据的预估加工时间之和小于或等于基准时间，则将第二图形数据分配至系统一，如此依次判断直至当第i个图形数据至第一图形数据的预估加工时间之和大于基准时间时，则从该图形数据开始，也就是第i个图形数据开 始分配至系统二。按照同样的方式对M个图形数据进行顺次分配，以使每个运动系统对应加工的图形数据的加工时间之和不大于基准时间。

通过对各个图形数据加工时间的预估及多个运动系统加工时间的分配，使得多个运动系统的加工时间在一定时间差范围内，也就是控制多个激光头的加工时间在一定误差范围内，进而能够充分利用多个激光头的有效工作时间，进一步提高加工效率。对于未被分配至各运动系统中的图形数据，则可以在各运动系统对应的图形数据加工完后，按照具体实施方式一中的方法进一步进行加工。同时，一般的各个图形数据的加工时间均小于基准时间，对于单个图形数据加工时间大于基准时间的情况，可预先对图形数据进行拆分处理，拆分成多个预估加工时间小于基准时间的图形数据。

S34：多个运动系统以预定规则分别确定目标数据并读取加工；

S35：当目标数据加工完毕时，运动系统继续以预定规则确定新的目标数据并读取加工，直至加工完毕所有目标数据。

其中，预定规则为：

当未有正在加工的图形数据时，选取运动系统对应的待加工的图形数据中位于最前的图形数据为目标数据；当有至少一个正在加工的图形数据时，依次判断运动系统对应的剩余待加工的图形数据中的初始图形数据的外接矩形坐标是否与正在加工的图形数据的外接矩形坐标重合或有交集，若是，则以剩余待加工的图形数据中的新的图形数据作为初始图形数据并继续判断，直至判断完毕所有剩余待加工的图形数据；若否，则将初始图形数据作为目标数据。

由于将图形数据进行了分配，因此各个运动系统确定目标数据时仅从其对应的图形数据中选取，也就是分配至该运动系统中的图形数据中选取，进一步节约了加工时间，提高加工效率。

为最大限度的提高加工效率，可使各运动系统的加工时间控制在一定误差范围内。请参阅图2，图2为本发明提供的多个独立运动系统激光加工设备的加工方法第四种具体实施方式的流程示意图。在第四种具体实施方 式中，本发明提供的多个独立运动系统激光加工设备的加工方法包括以下步骤：

S41：将M个待加工的图形数据按照预设路径排序，并分别定义为第一图形数据至第M图形数据，M为正整数；

S42：预估每个待加工的图形数据的加工时间，并加和获得总加工时间，将总加工时间平均分配至N个运动系统获得平均加工时间，并将平均时间作为基准时间，N为正整数；

S43：根据基准时间对M个图形数据顺次分配，以使每个运动系统对应加工的图形数据的加工时间之和不大于基准时间；

S44：判断各运动系统对应的加工时间的时间差是否在预设范围内，如果是，则执行步骤S46；否则，执行步骤S45；

S45：以基准时间增加或减少预设时间作为新的基准时间，并返回步骤43。

对图形数据进行分配后，对各个运动系统对应的图形数据的加工时间求和，获得运动系统总的加工时间，判断个运动系统总的加工时间差是否在预设范围内，也就是各运动系统的加工时间是否在误差范围内，如果是，则执行后续步骤；否则需对基准时间进行调整，重新进行图形数据的分配。具体的，以原有基准时间增加或减少预设时间后的时间作为新的基准时间，并返回步骤43，根据该新的基准时间对M个图形数据顺次分配，如此重复直至多个运动系统的加工时间差在预设范围内，即个运动系统的加工时间误差在一定范围内，而后进行后续加工步骤。

具体的，预设时间的范围可以为0至平均时间的N分之一。如设置预设时间为平均时间的N分之一，也就是在基准时间的基础上增加或减少平均时间的N分之一作为新的基准时间，并以新的基准时间为依据重新进行图形数据的分配。当然，根据具体情况也可以对预设时间进行相应的调整。

S46：多个运动系统以预定规则分别确定目标数据并读取加工；

S47：当目标数据加工完毕时，运动系统继续以预定规则确定新的目标数据并读取加工，直至加工完毕所有目标数据。

其中，预定规则为：

当未有正在加工的图形数据时，选取运动系统对应的待加工的图形数据中位于最前的图形数据为目标数据；

当有至少一个正在加工的图形数据时，依次判断运动系统对应的剩余待加工的图形数据中的初始图形数据的外接矩形坐标是否与正在加工的图形数据的外接矩形坐标重合或有交集，若是，则以剩余待加工的图形数据中的新的图形数据作为初始图形数据并继续判断，直至判断完毕所有剩余待加工的图形数据；若否，则将初始图形数据作为目标数据。

在上述具体实施方式二至具体实施方式四中，预设路径可以为从左至右或者从右至左。也就是将M个待加工的图形数据按照预设路径排序具体为：

将M个待加工的图形数据按照从左到右的路径排序，或者；

将M个待加工的图形数据按照从右到左的路径排序。

当然，根据需要也可以对预设路径进行调整，以对图形数据的加工路径进行优化。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种多个独立运动系统激光加工设备的加工方法，其特征在于，包括步骤：

多个运动系统以预定规则分别确定目标数据并读取加工；

当目标数据加工完毕时，运动系统继续以预定规则确定新的目标数据并读取加工，直至加工完毕所有图形数据；其中，所述预定规则为：

当未有正在加工的图形数据时，选取一个图形数据作为目标数据；

当有至少一个正在加工的图形数据时，依次判断剩余待加工的图形数据中的初始图形数据的外接矩形坐标是否与正在加工的图形数据的外接矩形坐标重合或有交集，若是，则以剩余待加工的图形数据中的新的图形数据作为初始图形数据并继续判断，直至判断完毕所有剩余待加工的图形数据；若否，则将初始图形数据作为目标数据。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述多个运动系统以预定规则分别确定目标数据并读取加工之前还包括：

步骤1：将M个待加工的图形数据按照预设路径排序，并分别定义为第一图形数据至第M图形数据，M为正整数；

所述预定规则中当未有正在加工的图形数据时，选取一个图形数据作为目标数据具体为：

当未有正在加工的图形数据时，选取待加工的图形数据中位于最前的图形数据为目标数据。

3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述步骤1之后还包括：

步骤2：预估每个待加工的图形数据的加工时间，并加和获得总加工时间，将所述总加工时间平均分配至N个运动系统获得平均加工时间，并将所述平均时间作为基准时间，N为正整数；

步骤3：根据所述基准时间对M个图形数据顺次分配，以使每个所述运动系统对应加工的图形数据的加工时间之和不大于所述基准时间；

所述预定规则为：

当未有正在加工的图形数据时，选取运动系统对应的待加工的图形数据中位于最前的图形数据为目标数据；

当有至少一个正在加工的图形数据时，依次判断运动系统对应的剩余待加工的图形数据中的初始图形数据的外接矩形坐标是否与正在加工的图形数据的外接矩形坐标重合或有交集，若是，则以剩余待加工的图形数据中的位于最前的图形数据作为初始图形数据并继续判断，直至判断完毕所有剩余待加工的图形数据；若否，则将初始图形数据作为目标数据。

4.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，所述步骤3之后还包括：

步骤4：判断各所述运动系统对应的加工时间的时间差是否在预设范围内，如果是，则执行后续步骤；否则，以基准时间增加或减少预设时间作为新的基准时间，并返回步骤3。

5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述预设时间的范围为0至所述平均时间的N分之一。

6.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述预设时间为所述平均时间的N分之一。

7.根据权利要求2-6任一项所述的加工方法，其特征在于，所述将M个待加工的图形数据按照预设路径排序具体为：

将M个待加工的图形数据按照从左到右的路径排序。

8.根据权利要求2-6任一项所述的加工方法，其特征在于，所述将M个待加工的图形数据按照预设路径排序具体为：

将M个待加工的图形数据按照从右到左的路径排序。