CN108581191A - 一种激光切割路径规划实现激光头停光空移避障的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光切割领域，具体的说是一种激光切割路径规划实现激光头停光空移避障的方法。包括如下步骤：S1，计算空移方法1的运动路径；S2，判断计算出的空移方法1的运动路径是否会与已经加工的图形相交；S3，计算空移方法2的运动路径；S4，判断计算出的空移方法2的运动路径是否会与已经加工的图形相交；S5，计算空移方法3的运动路径；S6，判断计算出的空移方法3的运动路径是否会与已经加工的图形相交；S7，计算空移方法4的运动路径；S8，判断计算出的空移方法4的运动路径是否会与已经加工的图形相交；S9，控制激光头执行上抬式空移。本发明同现有技术相比，在激光头空移之前就可以做出预判，判断激光头空移的轨迹是否会经过板材上已经加工而形成的空洞，从而起到避障的作用。

Description

一种激光切割路径规划实现激光头停光空移避障的方法
技术领域
本发明涉及激光切割领域，具体的说是一种激光切割路径规划实现激光头停光空移避障的方法。
背景技术
在现有的激光切割运动控制技术中，避障的方法主要包括两种，其一是不上抬的空移方法，然而这种方法没有考虑如何避开加工过程产生的空洞，切割头就可能会在空移的时候经过已经加工过的地方；其二是有上抬功能的空移方法，这种方法由于多了上抬动作，会降低效率。并且在现有技术中，空移算法采用的是单轴运动，即一个轴的运动不影响另外的轴的运动。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，设计一种激光切割路径规划实现激光头停光空移避障的方法，在激光头空移前就做出预判，并且在不降低空移效率的前提下提高了激光头空移的安全性。
为实现上述目的，设计, 一种激光切割路径规划实现激光头停光空移避障的方法，其特征是包括如下步骤：S1，计算空移方法1的运动路径；S2，判断计算出的空移方法1的运动路径是否会与已经加工的图形相交，若不会则选择空移方法1作为激光头的空移路径，反之则执行步骤S3；S3，计算空移方法2的运动路径；S4，判断计算出的空移方法2的运动路径是否会与已经加工的图形相交，若不会则选择空移方法2作为激光头的空移路径，反之则执行步骤S5；S5，计算空移方法3的运动路径；S6，判断计算出的空移方法3的运动路径是否会与已经加工的图形相交，若不会则选择空移方法3作为激光头的空移路径，反之则执行步骤S7；S7，计算空移方法4的运动路径；S8，判断计算出的空移方法4的运动路径是否会与已经加工的图形相交，若不会则选择空移方法4作为激光头的空移路径，反之则执行步骤S9；S9，控制激光头执行上抬式空移。
所述空移方法1的计算方法包括如下步骤：S11，预设激光头移动的速度；S12，定位已切割图形的结束点（X1，Y1）和下一个切割图形的起始点（X2，Y2）；S13，按照X轴和Y轴同时移动且互不影响的方式计算激光头移动的轨迹。
所述空移方法2的计算方法包括如下步骤：S31，定位已切割图形的结束点（X1，Y1）和下一个切割图形的起始点（X2，Y2）；S32，预设激光头移动的速度，计算X轴方向和Y轴方向分别所需的运动时间Tx和Ty；S33，判断Tx和Ty之间的大小，若Ty＞Tx，则执行步骤S34，反之则执行步骤S35；S34，改变X轴方向的运动速度，使Tx＝Ty；S35，改变Y轴方向的运动速度，使Ty＝Tx。
所述空移方法3的计算方法包括如下步骤：S51，定位已切割图形的结束点（X1，Y1）和下一个切割图形的起始点（X2，Y2）；S52，预设激光头移动的速度，计算X轴方向和Y轴方向分别所需的运动时间Tx和Ty；S53，判断Tx和Ty之间的大小，若Ty大于Tx，则执行步骤S54，反之若Tx大于Ty，则执行步骤S55；S54，将X轴方向的空移分为两部分，第一部分从X1空移到Xm，第二部分从Xm空移到X2，其中Xm=X2+（X2-X1）（Ty-Tx）/2Tx，Y轴方向的空移运动不变；S55，将Y轴方向的空移分为两部分，第一部分从Y1空移到Ym，第二部分从Ym空移到Y2，其中Ym=Y2+（Y2-Y1）（Tx-Ty）/2Ty，X轴方向的空移运动不变。
所述步骤S54和步骤S55中，当X轴运动或Y轴运动到Xm或Ym后，并不是立刻向X2或Y2运动，而是直至剩余空移时间恰好等于第二部分的空移时间才开始运动。
所述空移方法4的计算方法包括如下步骤：S71，定位已切割图形的结束点（X1，Y1）和下一个切割图形的起始点（X2，Y2）；S72，预设激光头移动的速度，计算X轴方向和Y轴方向分别所需的运动时间Tx和Ty；S73，判断Tx和Ty之间的大小，若Ty大于Tx，则执行步骤S74，反之若Tx大于Ty，则执行步骤S75；S74，将X轴方向的空移分为两部分，第一部分从X1空移到Xm，第二部分从Xm空移到X2，其中Xm=X1-（X2-X1）（Ty-Tx）/2Tx，Y轴方向的空移运动不变；S75，将Y轴方向的空移分为两部分，第一部分从Y1空移到Ym，第二部分从Ym空移到Y2，其中Ym=Y1-（Y2-Y1）（Tx-Ty）/2Ty，X轴方向的空移运动不变。
所述步骤S74和步骤S75中，当X轴运动或Y轴运动到Xm或Ym后，并不是立刻向X2或Y2运动，而是直至剩余空移时间恰好等于第二部分的空移时间才开始运动。
本发明同现有技术相比，在激光头空移之前就可以做出预判，判断激光头空移的轨迹是否会经过板材上已经加工而形成的空洞，从而起到避障的作用；可以在避障的同时不降低空移的效率；有效提高激光切割过程中的安全性。
附图说明
图1为本发明的工作流程图。
图2为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明做进一步的说明。
实施例：
如图2所示，图2中存在四条激光头的空移轨迹，其中从上至下数第二条为常规空移方法：空移方法1，分别计算已切割图形的终点（X1，Y1）和待切割图形的起点（X2，Y2），根据预先设定的X轴方向和Y轴方向的运动参数，X轴和Y轴互不影响的方式进行移动。
图2中从上至下第三条为空移方法2，分别计算已切割图形的终点（X1，Y1）和待切割图形的起点（X2，Y2），并确定激光头X轴方向和Y轴方向的移动速度，计算X轴方向和Y轴方向从X1到X2和Y1到Y2的时间Tx和Ty，判断Tx和Ty之间的大小，若Ty＞Tx，改变X轴方向的运动速度，使Tx＝Ty；反之，若Tx≤Ty，则改变Y轴方向的运动速度，使Ty＝Tx。
图2中从上至下第一条为空移方法3，分别计算已切割图形的终点（X1，Y1）和待切割图形的起点（X2，Y2），并确定激光头X轴方向和Y轴方向的移动速度，计算X轴方向和Y轴方向从X1到X2和Y1到Y2的时间Tx和Ty，判断Tx和Ty之间的大小，若Ty大于Tx，将X轴方向的空移分为两部分，第一部分从X1空移到Xm，第二部分从Xm空移到X2，其中Xm=X2+（X2-X1）（Ty-Tx）/2Tx，Y轴方向的空移运动不变；反之，若Tx大于Ty，则将Y轴方向的空移分为两部分，第一部分从Y1空移到Ym，第二部分从Ym空移到Y2，其中Ym=Y2+（Y2-Y1）（Tx-Ty）/2Ty，X轴方向的空移运动不变。并且，当到达Xm或Ym时，并不是立刻向终点运动，而是等待剩余空移时间恰好等于第二段运动所需时间才开始运动。
图2中从上至下第四条为空移方法4，别计算已切割图形的终点（X1，Y1）和待切割图形的起点（X2，Y2），并确定激光头X轴方向和Y轴方向的移动速度，计算X轴方向和Y轴方向从X1到X2和Y1到Y2的时间Tx和Ty，判断Tx和Ty之间的大小，若Ty大于Tx，将X轴方向的空移分为两部分，第一部分从X1空移到Xm，第二部分从Xm空移到X2，其中Xm=X1-（X2-X1）（Ty-Tx）/2Tx，Y轴方向的空移运动不变；反之，若Tx大于Ty，则将Y轴方向的空移分为两部分，第一部分从Y1空移到Ym，第二部分从Ym空移到Y2，其中Ym=Y1-（Y2-Y1）（Tx-Ty）/2Ty，X轴方向的空移运动不变。并且，当到达Xm或Ym时，并不是立刻向终点运动，而是等待剩余空移时间恰好等于第二段运动所需时间才开始运动。
本发明使用时，首先计算空移方法1的运动路径并判断计算出的空移方法1的运动路径是否会与已经加工的图形相交，若不会则选择空移方法1作为激光头的空移路径；若会相交，则计算空移方法2的运动路径并判断计算出的空移方法2的运动路径是否会与已经加工的图形相交，若不会则选择空移方法2作为激光头的空移路径；若会相交，则计算空移方法3的运动路径并判断计算出的空移方法3的运动路径是否会与已经加工的图形相交，若不会则选择空移方法3作为激光头的空移路径；若会相交，则计算空移方法4的运动路径并判断计算出的空移方法4的运动路径是否会与已经加工的图形相交，若不会则选择空移方法4作为激光头的空移路径；若会相交则控制激光头做上抬式空移。
这样做不仅可以在激光头空移之前就可以做出预判，判断激光头空移的轨迹是否会经过板材上已经加工而形成的空洞，从而起到避障的作用；还可以在避障的同时不降低空移的效率，并且有效提高激光切割过程中的安全性。

Claims (7)

1.一种激光切割路径规划实现激光头停光空移避障的方法，其特征是包括如下步骤：S1，计算空移方法1的运动路径；S2，判断计算出的空移方法1的运动路径是否会与已经加工的图形相交，若不会则选择空移方法1作为激光头的空移路径，反之则执行步骤S3；S3，计算空移方法2的运动路径；S4，判断计算出的空移方法2的运动路径是否会与已经加工的图形相交，若不会则选择空移方法2作为激光头的空移路径，反之则执行步骤S5；S5，计算空移方法3的运动路径；S6，判断计算出的空移方法3的运动路径是否会与已经加工的图形相交，若不会则选择空移方法3作为激光头的空移路径，反之则执行步骤S7；S7，计算空移方法4的运动路径；S8，判断计算出的空移方法4的运动路径是否会与已经加工的图形相交，若不会则选择空移方法4作为激光头的空移路径，反之则执行步骤S9；S9，控制激光头执行上抬式空移。
2.如权利要求1所述的一种激光切割路径规划实现激光头停光空移避障的方法，其特征是所述空移方法1的计算方法包括如下步骤：S11，预设激光头移动的速度；S12，定位已切割图形的结束点（X1，Y1）和下一个切割图形的起始点（X2，Y2）；S13，按照X轴和Y轴同时移动且互不影响的方式计算激光头移动的轨迹。
3.如权利要求1所述的一种激光切割路径规划实现激光头停光空移避障的方法，其特征是所述空移方法2的计算方法包括如下步骤：S31，定位已切割图形的结束点（X1，Y1）和下一个切割图形的起始点（X2，Y2）；S32，预设激光头移动的速度，计算X轴方向和Y轴方向分别所需的运动时间Tx和Ty；S33，判断Tx和Ty之间的大小，若Ty＞Tx，则执行步骤S34，反之则执行步骤S35；S34，改变X轴方向的运动速度，使Tx＝Ty；S35，改变Y轴方向的运动速度，使Ty＝Tx。
4.如权利要求1所述的一种激光切割路径规划实现激光头停光空移避障的方法，其特征是所述空移方法3的计算方法包括如下步骤：S51，定位已切割图形的结束点（X1，Y1）和下一个切割图形的起始点（X2，Y2）；S52，预设激光头移动的速度，计算X轴方向和Y轴方向分别所需的运动时间Tx和Ty；S53，判断Tx和Ty之间的大小，若Ty大于Tx，则执行步骤S54，反之若Tx大于Ty，则执行步骤S55；S54，将X轴方向的空移分为两部分，第一部分从X1空移到Xm，第二部分从Xm空移到X2，其中Xm=X2+（X2-X1）（Ty-Tx）/2Tx，Y轴方向的空移运动不变；S55，将Y轴方向的空移分为两部分，第一部分从Y1空移到Ym，第二部分从Ym空移到Y2，其中Ym=Y2+（Y2-Y1）（Tx-Ty）/2Ty，X轴方向的空移运动不变。
5.如权利要求4所述的一种激光切割路径规划实现激光头停光空移避障的方法，其特征是：所述步骤S54和步骤S55中，当X轴运动或Y轴运动到Xm或Ym后，并不是立刻向X2或Y2运动，而是直至剩余空移时间恰好等于第二部分的空移时间才开始运动。
6.如权利要求1所述的一种激光切割路径规划实现激光头停光空移避障的方法，其特征是所述空移方法4的计算方法包括如下步骤：S71，定位已切割图形的结束点（X1，Y1）和下一个切割图形的起始点（X2，Y2）；S72，预设激光头移动的速度，计算X轴方向和Y轴方向分别所需的运动时间Tx和Ty；S73，判断Tx和Ty之间的大小，若Ty大于Tx，则执行步骤S74，反之若Tx大于Ty，则执行步骤S75；S74，将X轴方向的空移分为两部分，第一部分从X1空移到Xm，第二部分从Xm空移到X2，其中Xm=X1-（X2-X1）（Ty-Tx）/2Tx，Y轴方向的空移运动不变；S75，将Y轴方向的空移分为两部分，第一部分从Y1空移到Ym，第二部分从Ym空移到Y2，其中Ym=Y1-（Y2-Y1）（Tx-Ty）/2Ty，X轴方向的空移运动不变。
7.如权利要求6所述的一种激光切割路径规划实现激光头停光空移避障的方法，其特征是：所述步骤S74和步骤S75中，当X轴运动或Y轴运动到Xm或Ym后，并不是立刻向X2或Y2运动，而是直至剩余空移时间恰好等于第二部分的空移时间才开始运动。
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