CN109332886B - 一种无限幅面的激光加工方法及装置 - Google Patents
一种无限幅面的激光加工方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种无限幅面的激光加工方法及装置。加工过程为:将待加工工件固定于伺服平台上,控制伺服平台移动采集并识别工件上的定位点,根据定位点确定工件上每条待加工线段的起点和终点在运动坐标系中的初始坐标;根据初始坐标确定所有待加工线段的长度和方向以及起始加工点,确定所有线段的加工顺序以及伺服平台和扫描振镜的运动轨迹;根据确定的加工顺序及运动轨迹控制伺服平台和扫描振镜协同运动实现对待加工工件的加工。本发明结构简单、使用方便,其适用于大幅面加工件的连续激光加工、极大程度的提高激光加工的效率;采用伺服平台和扫描振镜同步协同运动,具有精密性、无限幅面性、高速性的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光加工方法和设备,属于激光加工技术领域,尤其涉及一种无限幅面的激光加工方法及设备。
背景技术
激光加工系统根据激光运动与否可分为定光式和动光式两种,定光式激光切割系统的加工原理是:在工作过程中光路固定,依靠伺服平台与激光头之间的相对运动实现对工件的加工,以传统的灯泵浦Nd:YAG定光式激光切割系统为典型代表,这一类加工方法的优点是误差较小,原理简单、成本较低、精度较高,适用于小批量、零散加工、以及对速度和效率要求不高的场合;这一类加工方法的缺点是:加工速度慢,效率低,小孔以及微孔无法加工。定光式激光切割系统的缺点是由于伺服平台的运动速度慢导致的,其速度最快也就200mm/s,由于这是系统本身的缺陷,所以无法克服。
动光式激光切割系统的加工原理是依靠受计算机控制的两个振镜实现激光的2维高速扫描,从而完成高速切割加工。振镜扫描速度比工作台的移动速度快得多,一般可以达到1000mm/s以上。动光式激光切割系统优点在于精度高、加工速度快,小孔以及微孔无法加工;动光式激光切割系统的缺点在于振镜单次加工幅面小。
由于动光式激光切割的加工效率比定光式激光切割加工效率高得多,故一般的待加工对象均采用动光式激光切割加工。当采用动光式激光切割加工时,必须将待加工对象分割成网格块,以每一个网格块为单元通过振镜扫描完成切割加工,然后移动到下一个块。依次逐块进行加工从而完成整个零件的切割加工,如中国发明专利CN101480759B中所公开的一种激光切割挠性印刷电路板的网格间高精度拼接方法,该方法虽然效率提高了,但其不适合对于幅面大的待加工对象进行连续加工。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足,提供一种无限幅面的激光加工方法及装置,其结构简单,特别适合于大尺寸挠性印刷电路板的快速精密无缝切割。
本发明采用的技术方案是:一种无限幅面的激光加工方法,包括以下步骤:
步骤1,定义伺服平台坐标系为运动坐标系,扫描振镜坐标系为静止坐标系,将待加工工件固定于伺服平台上,控制伺服平台移动采集并识别整个工件上每条待加工线段的起点和终点在运动坐标系中的初始坐标;
步骤2,根据步骤1中得到的初始坐标确定所有待加工线段的长度和方向以及起始加工点;
步骤3,根据步骤1和步骤2确定的数据分别确定所有线段的加工顺序以及伺服平台和扫描振镜的运动轨迹;
步骤4,根据上述确定的加工顺序及运动轨迹控制伺服平台和扫描振镜协同运动实现对待加工工件的加工。
进一步地,确定所有待加工线段的加工顺序包括以下步骤:
1)、根据上一条加工完成的线段终点的初始坐标,分别计算从上一条线段的终点跳到剩余所有未加工线段的起点所用的时间;
2)、比较计算的所有时间的大小,取时间最小的起点所在的线段为下一条待加工线段;
3)、以下一条待加工线段的终点为基础重复步骤1)和步骤2),直至确定完所有待加工线段的加工顺序。
进一步地,采用如下公式计算从上一条线段的终点跳到剩余第i条未加工线段的起点所用的时间ti,ti=max(t1,t2),
其中,
当Lx≥0时,若Lx≤a-x0,则
若Lx>a-x0,则
当Lx<0时,若|Lx|≤x0,则
若|Lx|>x0,则
当Ly≥0时,若Ly≤b-y0,则
若Ly>b-y0,则
当Ly<0时,若|Ly|≤y0,则
若|Ly|>y0,则
坐标P0(U0,V0)为上一条加工完成的线段终点在运动坐标系中的初始坐标,坐标Pi(Ui,Vi)为剩余第i条未加工线段的起点的初始坐标,坐标Z0(x0,y0)为上一条加工完成的线段终点在静止坐标系中的实际坐标,t1、t2分别为从上一条线段的终点跳到剩余第i条未加工线段的起点的横、纵方向的时间,a、b分别为扫描振镜加工范围的长、宽,Vzx、Vzy分别为扫描振镜在x、y方向的移动速度,Vpx、Vpy分别为伺服平台在x、y方向的移动速度,i取值为1、2……n,n为剩余所有未加工线段的条数。
进一步地,确定伺服平台的运动轨迹为:伺服平台以设定的速度沿确定的所有待加工线段的加工顺序依次移动形成的轨迹,其中在每条待加工线段上的轨迹是起点和终点之间的直线段形成的轨迹,
进一步地,每条待加工线段的起点的实际坐标P’1(U’1,V’1)通过以下公式确定
若Lx≥0且Lx≤a-x0,则ΔUx=Vpxt1,
若Lx≥0且Lx>a-x0,则
若Lx<0且|Lx|≤x0,则ΔUx=-Vpxt1,
若Lx<0且|Lx|>x0,则
若Ly≥0且Ly≤b-y0,则ΔUy=Vpyt2,
若Ly≥0且Ly>b-y0,则
若Ly<0且|Ly|≤y0,则ΔUy=-Vpyt2,
若Ly<0且|Ly|>y0,则
其中,坐标P0(U0,V0)为上一条加工完成的线段终点在运动坐标系中的初始坐标,坐标P1(V1,V1)为该条待加工线段的起点在运动坐标系中的初始坐标,坐标P’0(U’0,V’0)为上一条加工完成的线段终点在运动坐标系中的实际坐标,坐标Z0(x0,y0)为上一条加工完成的线段终点在静止坐标系中的实际坐标,Vzx、Vzy分别为扫描振镜在x、y方向的移动速度,Vpx、Vpy分别为伺服平台在x、y方向的移动速度,a、b分别为扫描振镜加工范围的长、宽。
进一步地,每条待加工线段的终点的实际坐标通过该待加工线段的起点的实际坐标、该待加工线段的长度和方向、扫描振镜的移动长度确定。
进一步地,确定扫描振镜的运动轨迹为:扫描振镜以设定的速度沿确定的所有待加工线段的加工顺序依次移动形成的轨迹,在每条待加工线段上的轨迹是起点和终点之间的直线段形成的轨迹;
进一步地,每条待加工线段的起点的实际坐标Z1(x1,y1)通过以下公式确定
若Lx≥0且Lx≤a-x0,则x1=x0+Vzxt1,
若Lx≥0且Lx>a-x0,则x1=a;
若Lx<0且|Lx|≤x0,则x1=x0-Vzxt1,
若Lx<0且|Lx|>x0,则x1=0;
若Ly≥0且Ly≤b-y0,则y1=y0+Vzyt2,
若Ly≥0且Ly>b-y0,则y1=b;
若Ly<0且|Ly|≤y0,则y1=y0-Vzyt2,
若Ly<0且|Ly|>y0,则y1=0;
其中,坐标P0(U0,V0)为上一条加工完成的线段终点在运动坐标系中的初始坐标,坐标P1(V1,V1)为该条待加工线段的起点在运动坐标系中的初始坐标,坐标Z0(x0,y0)为上一条加工完成的线段终点在静止坐标系中的实际坐标,Vzx、Vzy分别为扫描振镜在x、y方向的移动速度,Vpx、Vpy分别为伺服平台在x、y方向的移动速度,a、b分别为扫描振镜加工范围的长、宽。
进一步地,每条待加工线段的终点的实际坐标Z2(x2,y2)通过以下公式确定
若Lx≥0且Lx≤a-x1,则x2=x1+Vzxt1,
若Lx≥0且Lx>a-x1,则x2=a;
若Lx<0且|Lx|≤x1,则x2=x1-Vzxt1,
若Lx<0且|Lx|>x1,则x2=0;
若Ly≥0且Ly≤b-y1,则y2=y1+Vzyt2,
若Ly≥0且Ly>b-y1,则y2=b;
若Ly<0且|Ly|≤y1,则y2=y1-Vzyt2,
若Ly<0且|Ly|>y1,则y2=0;
其中,坐标P1(V1,V1)为该条待加工线段的起点在运动坐标系中的初始坐标,坐标P2(V2,V2)为该条待加工线段的终点在运动坐标系中的初始坐标,坐标Z1(x1,y1)为该条待加工线段的起点在静止坐标系中的实际坐标,Vzx、Vzy分别为扫描振镜在x、y方向的移动速度,Vpx、Vpy分别为伺服平台在x、y方向的移动速度,a、b分别为扫描振镜加工范围的长、宽。
更进一步地,确定起始加工点的方法为:比较每个初始坐标值中横、纵坐标的大小,选取初始坐标值中所有横坐标最小的坐标点,以选取的坐标点中对应的纵坐标最大的坐标点作为起始加工点,该起始加工点所在的线段作为第一条加工线段。
一种实现上述无限幅面的激光加工方法的装置,包括动光式激光切割装置,所述动光式激光切割装置包括激光器和扫描振镜,还包括
图像采集识别系统,用于根据采集控制指令采集并识别整个工件上的定位点,并将定位点发送至控制系统;
控制系统,用于向图像采集识别系统发出采集控制指令,用于根据接收的定位点确定工件上每条待加工线段的起点和终点在运动坐标系中的初始坐标,根据初始坐标确定所有待加工线段的加工顺序以及伺服平台和扫描振镜的运动轨迹,分别向伺服平台和扫描振镜发出移动指令;
伺服平台,用于根据移动控制指令沿确定的运动轨迹移动;
所述扫描振镜根据移动控制指令沿确定的运动轨迹移动。
本发明结构简单、使用方便,其适用于大幅面加工件的连续激光加工、极大程度的提高激光加工的效率;本发明采用伺服平台和扫描振镜同步协同运动,即在加工时切割点同时由振镜和加工平台的运动一起控制,兼顾两种方法的优点:精密性,无限幅面性,高速性。当待加工的物体远远大于振镜的扫描范围,从而伺服平台和振镜同时运动实现工件和激光束移动相结合的强化方式,从而满足大尺寸甚至无限幅面工件的激光加工。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中:1-动光式激光切割装置;2-激光器;3-扫描振镜;4-图像采集识别系统;5-控制系统;6-伺服平台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明,便于清楚地了解本发明,但它们不对本发明构成限定。
如图1所示,一种实现无限幅面的激光加工方法的装置,包括动光式激光切割装置1,所述动光式激光切割装置1包括激光器2和扫描振镜3,还包括
图像采集识别系统4,用于根据采集控制指令采集并识别整个工件上的定位点,并将定位点发送至控制系统。
控制系统5,用于向图像采集识别系统发出采集控制指令,用于根据接收的定位点确定工件上每条待加工线段的起点和终点在运动坐标系中的初始坐标,根据初始坐标确定所有待加工线段的加工顺序以及伺服平台和扫描振镜的运动轨迹,分别向伺服平台和扫描振镜发出移动指令。
伺服平台6,用于根据移动控制指令沿确定的运动轨迹移动。
所述扫描振镜3根据移动控制指令沿确定的运动轨迹移动。
采用上述的装置实现一种无限幅面的激光加工方法,包括以下步骤:
步骤1,定义伺服平台坐标系为运动坐标系,扫描振镜坐标系为静止坐标系,将待加工工件固定于伺服平台上,控制伺服平台移动采集并识别整个工件上每条待加工线段的起点和终点在运动坐标系中的初始坐标;
步骤2,根据步骤1中得到的初始坐标确定所有待加工线段的长度和方向以及起始加工点;
步骤3,根据步骤1和步骤2确定的数据分别确定所有线段的加工顺序以及伺服平台和扫描振镜的运动轨迹;
步骤4,根据上述确定的加工顺序及运动轨迹控制伺服平台和扫描振镜协同运动实现对待加工工件的加工。
上述方案中,确定所有待加工线段的加工顺序包括以下步骤:
1)、根据上一条加工完成的线段终点的初始坐标,分别计算从上一条线段的终点跳到剩余所有未加工线段的起点所用的时间ti,ti=max(t1,t2),
其中,
当Lx≥0时,若Lx≤a-x0,则
若Lx>a-x0,则
当Lx<0时,若|Lx|≤x0,则
若|Lx|>x0,则
当Ly≥0时,若Ly≤b-y0,则
若Ly>b-y0,则
当Ly<0时,若|Ly|≤y0,则
若|Ly|>y0,则
坐标P0(U0,V0)为上一条加工完成的线段终点在运动坐标系中的初始坐标,坐标Pi(Ui,Vi)为剩余第i条未加工线段的起点在运动坐标系中的初始坐标,坐标Z0(x0,y0)为上一条加工完成的线段终点在静止坐标系中的实际坐标,t1、t2分别为从上一条线段的终点跳到剩余第i条未加工线段的起点的横、纵方向的时间,a、b分别为扫描振镜加工范围的长、宽,Vzx、Vzy分别为扫描振镜在x、y方向的移动速度,Vpx、Vpy分别为伺服平台在x、y方向的移动速度,i取值为1、2……n,n为剩余所有未加工线段的条数。
2)、比较计算的所有时间的大小,取时间最小的起点所在的线段为下一条待加工线段;
3)、以下一条待加工线段的终点为基础重复步骤1)和步骤2),直至确定完所有待加工线段的加工顺序。
上述方案中,确定伺服平台的运动轨迹为:伺服平台以设定的速度沿确定的所有待加工线段的加工顺序依次移动形成的轨迹,在每条待加工线段上的轨迹是起点和终点之间的直线段形成的轨迹,其中,每条待加工线段的起点在运动坐标系中的实际坐标P’1(U’1,V’1)通过以下公式确定
若Lx≥0且Lx≤a-x0,则ΔUx=Vpxt1,
若Lx≥0且Lx>a-x0,则
若Lx<0且|Lx|≤x0,则ΔUx=-Vpxt1,
若Lx<0且|Lx|>x0,则
若Ly≥0且Ly≤b-y0,则ΔUy=Vpyt2,
若Ly≥0且Ly>b-y0,则
若Ly<0且|Ly|≤y0,则ΔUy=-Vpyt2,
若Ly<0且|Ly|>y0,则
其中,坐标P0(U0,V0)为上一条加工完成的线段终点在运动坐标系中的初始坐标,坐标P1(V1,V1)为该条待加工线段的起点在运动坐标系中的初始坐标,坐标P’0(U’0,V’0)为上一条加工完成的线段终点在运动坐标系中的实际坐标,坐标Z0(x0,y0)为上一条加工完成的线段终点在静止坐标系中的实际坐标,Vzx、Vzy分别为扫描振镜在x、y方向的移动速度,Vpx、Vpy分别为伺服平台在x、y方向的移动速度,a、b分别为扫描振镜加工范围的长、宽。
每条待加工线段的终点的实际坐标通过该待加工线段的起点的实际坐标、该待加工线段的总长度和方向、扫描振镜的移动长度确定,即伺服平台的移动起点已知、方向已知,移动长度由该待加工线段的总长度减去扫描振镜的移动长度,则伺服平台的移动终点可以确定出来了。
上述方案中,确定扫描振镜的运动轨迹为:扫描振镜以设定的速度沿确定的所有待加工线段的加工顺序依次移动形成的轨迹,在每条待加工线段上的轨迹是起点和终点之间的直线段形成的轨迹,其中:
每条待加工线段的起点在静止坐标系中的实际坐标Z1(x1,y1)通过以下公式确定
若Lx≥0且Lx≤a-x0,则x1=x0+Vzxt1,
若Lx≥0且Lx>a-x0,则x1=a;
若Lx<0且|Lx|≤x0,则x1=x0-Vzxt1,
若Lx<0且|Lx|>x0,则x1=0;
若Ly≥0且Ly≤b-y0,则y1=y0+Vzyt2,
若Ly≥0且Ly>b-y0,则y1=b;
若Ly<0且|Ly|≤y0,则y1=y0-Vzyt2,
若Ly<0且|Ly|>y0,则y1=0;
其中,坐标P0(U0,V0)为上一条加工完成的线段终点在运动坐标系中的初始坐标,坐标P1(V1,V1)为该条待加工线段的起点在运动坐标系中的初始坐标,坐标Z0(x0,y0)为上一条加工完成的线段终点在静止坐标系中的实际坐标,Vzx、Vzy分别为扫描振镜在x、y方向的移动速度,Vpx、Vpy分别为伺服平台在x、y方向的移动速度,a、b分别为扫描振镜加工范围的长、宽。
每条待加工线段的终点在静止坐标系中的实际坐标Z2(x2,y2)通过以下公式确定
若Lx≥0且Lx≤a-x1,则x2=x1+Vzxt1,
若Lx≥0且Lx>a-x1,则x2=a;
若Lx<0且|Lx|≤x1,则x2=x1-Vzxt1,
若Lx<0且|Lx|>x1,则x2=0;
若Ly≥0且Ly≤b-y1,则y2=y1+Vzyt2,
若Ly≥0且Ly>b-y1,则y2=b;
若Ly<0且|Ly|≤y1,则y2=y1-Vzyt2,
若Ly<0且|Ly|>y1,则y2=0;
其中,坐标P1(V1,V1)为该条待加工线段的起点在运动坐标系中的初始坐标,坐标P2(V2,V2)为该条待加工线段的终点在运动坐标系中的初始坐标,坐标Z1(x1,y1)为该条待加工线段的起点在静止坐标系中的实际坐标,Vzx、Vzy分别为扫描振镜在x、y方向的移动速度,Vpx、Vpy分别为伺服平台在x、y方向的移动速度,a、b分别为扫描振镜加工范围的长、宽。
上述方案中,确定起始加工点的方法为:比较每个初始坐标值中横、纵坐标的大小,选取初始坐标值中所有横坐标最小的坐标点,以选取的坐标点中对应的纵坐标最大的坐标点作为起始加工点,该起始加工点所在的线段作为第一条加工线段。即首先比较横坐标大小,取横坐标最小的线段,当取的线段只有一条,则该线段为第一条加工线段;当取的线段有多条,比较多条线段中与横坐标对应的纵坐标,取最大的一条线段为第一条加工线段。
应当理解的是,以上仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种无限幅面的激光加工方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1,定义伺服平台坐标系为运动坐标系,扫描振镜坐标系为静止坐标系,将待加工工件固定于伺服平台上,控制伺服平台移动采集并识别工件上的定位点,根据定位点确定工件上每条待加工线段的起点和终点在运动坐标系中的初始坐标;
步骤2,根据步骤1中得到的初始坐标确定所有待加工线段的长度和方向以及起始加工点;
步骤3,根据步骤1和步骤2确定的数据分别确定所有线段的加工顺序以及伺服平台和扫描振镜的运动轨迹;
步骤4,根据上述确定的加工顺序及运动轨迹控制伺服平台和扫描振镜协同运动实现对待加工工件的加工;
确定所有待加工线段的加工顺序包括以下步骤:
1)、根据上一条加工完成的线段终点的初始坐标,分别计算从上一条线段的终点跳到剩余所有未加工线段的起点所用的时间;
2)、比较计算的所有时间的大小,取时间最小的起点所在的线段为下一条待加工线段;
3)、以下一条待加工线段的终点为基础重复步骤1)和步骤2),直至确定完所有待加工线段的加工顺序;
采用如下公式计算从上一条线段的终点跳到剩余第i条未加工线段的起点所用的时间ti,ti=max(t1,t2),
其中,
当Lx≥0时,若Lx≤a-x0,则
若Lx>a-x0,则
当Lx<0时,若|Lx|≤x0,则
若|Lx|>x0,则
当Ly≥0时,若Ly≤b-y0,则
若Ly>b-y0,则
当Ly<0时,若|Ly|≤y0,则
若|Ly|>y0,则
坐标P0(U0,V0)为上一条加工完成的线段终点在运动坐标系中的初始坐标,坐标Pi(Ui,Vi)为剩余第i条未加工线段的起点在运动坐标系中的初始坐标,坐标Z0(x0,y0)为上一条加工完成的线段终点在静止坐标系中的实际坐标,t1、t2分别为从上一条线段的终点跳到剩余第i条未加工线段的起点的横、纵方向的时间,a、b分别为扫描振镜加工范围的长、宽,Vzx、Vzy分别为扫描振镜在x、y方向的移动速度,Vpx、Vpy分别为伺服平台在x、y方向的移动速度,i取值为1、2……n,n为剩余所有未加工线段的条数。
2.根据权利要求1所述的无限幅面的激光加工方法,其特征在于:确定伺服平台的运动轨迹为:伺服平台以设定的速度沿确定的所有待加工线段的加工顺序依次移动形成的轨迹,其中在每条待加工线段上的轨迹是起点和终点之间的直线段形成的轨迹。
3.根据权利要求2所述的无限幅面的激光加工方法,其特征在于:每条待加工线段的起点的实际坐标P’1(U’1,V’1)通过以下公式确定
若Lx≥0且Lx≤a-x0,则ΔUx=Vpxt1,
若Lx≥0且Lx>a-x0,则
若Lx<0且|Lx|≤x0,则ΔUx=-Vpxt1,
若Lx<0且|Lx|>x0,则
若Ly≥0且Ly≤b-y0,则ΔUy=Vpyt2,
若Ly≥0且Ly>b-y0,则
若Ly<0且|Ly|≤y0,则ΔUy=-Vpyt2,
若Ly<0且|Ly|>y0,则
其中,坐标P0(U0,V0)为上一条加工完成的线段终点在运动坐标系中的初始坐标,坐标P1(V1,V1)为该条待加工线段的起点在运动坐标系中的初始坐标,坐标P’0(U’0,V’0)为上一条加工完成的线段终点在运动坐标系中的实际坐标,坐标Z0(x0,y0)为上一条加工完成的线段终点在静止坐标系中的实际坐标,Vzx、Vzy分别为扫描振镜在x、y方向的移动速度,Vpx、Vpy分别为伺服平台在x、y方向的移动速度,a、b分别为扫描振镜加工范围的长、宽。
4.根据权利要求2所述的无限幅面的激光加工方法,其特征在于:每条待加工线段的终点的实际坐标通过该待加工线段的起点的实际坐标、该待加工线段的长度和方向、扫描振镜的移动长度确定。
5.根据权利要求1所述的无限幅面的激光加工方法,其特征在于:确定扫描振镜的运动轨迹为:扫描振镜以设定的速度沿确定的所有待加工线段的加工顺序依次移动形成的轨迹,在每条待加工线段上的轨迹是起点和终点之间的直线段形成的轨迹。
6.根据权利要求5所述的无限幅面的激光加工方法,其特征在于:每条待加工线段的起点的实际坐标Z1(x1,y1)通过以下公式确定
若Lx≥0且Lx≤a-x0,则x1=x0+Vzxt1,
若Lx≥0且Lx>a-x0,则x1=a;
若Lx<0且|Lx|≤x0,则x1=x0-Vzxt1,
若Lx<0且|Lx|>x0,则x1=0;
若Ly≥0且Ly≤b-y0,则y1=y0+Vzyt2,
若Ly≥0且Ly>b-y0,则y1=b;
若Ly<0且|Ly|≤y0,则y1=y0-Vzyt2,
若Ly<0且|Ly|>y0,则y1=0;
其中,坐标P0(U0,V0)为上一条加工完成的线段终点在运动坐标系中的初始坐标,坐标P1(V1,V1)为该条待加工线段的起点在运动坐标系中的初始坐标,坐标Z0(x0,y0)为上一条加工完成的线段终点在静止坐标系中的实际坐标,Vzx、Vzy分别为扫描振镜在x、y方向的移动速度,Vpx、Vpy分别为伺服平台在x、y方向的移动速度,a、b分别为扫描振镜加工范围的长、宽。
7.根据权利要求5所述的无限幅面的激光加工方法,其特征在于:每条待加工线段的终点的实际坐标Z2(x2,y2)通过以下公式确定
若Lx≥0且Lx≤a-x1,则x2=x1+Vzxt1,
若Lx≥0且Lx>a-x1,则x2=a;
若Lx<0且|Lx|≤x1,则x2=x1-Vzxt1,
若Lx<0且|Lx|>x1,则x2=0;
若Ly≥0且Ly≤b-y1,则y2=y1+Vzyt2,
若Ly≥0且Ly>b-y1,则y2=b;
若Ly<0且|Ly|≤y1,则y2=y1-Vzyt2,
若Ly<0且|Ly|>y1,则y2=0;
其中,坐标P1(V1,V1)为该条待加工线段的起点在运动坐标系中的初始坐标,坐标P2(V2,V2)为该条待加工线段的终点在运动坐标系中的初始坐标,坐标Z1(x1,y1)为该条待加工线段的起点在静止坐标系中的实际坐标,Vzx、Vzy分别为扫描振镜在x、y方向的移动速度,Vpx、Vpy分别为伺服平台在x、y方向的移动速度,a、b分别为扫描振镜加工范围的长、宽。
8.根据权利要求1所述的无限幅面的激光加工方法,其特征在于:确定起始加工点的方法为:比较每个初始坐标值中横、纵坐标的大小,选取初始坐标值中所有横坐标最小的坐标点,以选取的坐标点中对应的纵坐标最大的坐标点作为起始加工点,该起始加工点所在的线段作为第一条加工线段。
9.一种实现如权利要求1-8所述的任意一项无限幅面的激光加工方法的装置,其特征在于:无限幅面的激光加工方法的装置包括动光式激光切割装置,所述动光式激光切割装置包括激光器和扫描振镜,还包括
图像采集识别系统,用于根据采集控制指令采集并识别整个工件上的定位点,并将定位点发送至控制系统;
控制系统,用于向图像采集识别系统发出采集控制指令,用于根据接收的定位点确定工件上每条待加工线段的起点和终点在运动坐标系中的初始坐标,根据初始坐标确定所有待加工线段的加工顺序以及伺服平台和扫描振镜的运动轨迹,分别向伺服平台和扫描振镜发出移动指令;
伺服平台,用于根据移动控制指令沿确定的运动轨迹移动;
所述扫描振镜根据移动控制指令沿确定的运动轨迹移动;
确定所有待加工线段的加工顺序包括以下步骤:
1)、根据上一条加工完成的线段终点的初始坐标,分别计算从上一条线段的终点跳到剩余所有未加工线段的起点所用的时间;
2)、比较计算的所有时间的大小,取时间最小的起点所在的线段为下一条待加工线段;
3)、以下一条待加工线段的终点为基础重复步骤1)和步骤2),直至确定完所有待加工线段的加工顺序;
采用如下公式计算从上一条线段的终点跳到剩余第i条未加工线段的起点所用的时间ti,ti=max(t1,t2),
其中,
当Lx≥0时,若Lx≤a-x0,则
若Lx>a-x0,则
当Lx<0时,若|Lx|≤x0,则
若|Lx|>x0,则
当Ly≥0时,若Ly≤b-y0,则
若Ly>b-y0,则
当Ly<0时,若|Ly|≤y0,则
若|Ly|>y0,则
坐标P0(U0,V0)为上一条加工完成的线段终点在运动坐标系中的初始坐标,坐标Pi(Ui,Vi)为剩余第i条未加工线段的起点在运动坐标系中的初始坐标,坐标Z0(x0,y0)为上一条加工完成的线段终点在静止坐标系中的实际坐标,t1、t2分别为从上一条线段的终点跳到剩余第i条未加工线段的起点的横、纵方向的时间,a、b分别为扫描振镜加工范围的长、宽,Vzx、Vzy分别为扫描振镜在x、y方向的移动速度,Vpx、Vpy分别为伺服平台在x、y方向的移动速度,i取值为1、2……n,n为剩余所有未加工线段的条数。
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