CN110421255B - 一种快速标定切割气压的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及本发明涉及激光切割技术领域，具体地说是一种快速标定切割气压的方法。一种快速标定切割气压的方法，需要校正的气体，通过对应的开关打开，进入电空减压阀中，输出的气体进入激光切割头中，辅助激光加工材料；加工过程的气压值由气压传感器采样获取，其特征在于：所述的方法包括单路气体校正方法、一次性校正全部气体气压方法。同现有技术相比，提供一种快速标定切割气压的方法，该方法通过选取气体两个合适的电压位置，然后获取这两个点的气压值，通过这两个点生成一条直线。然后再获取最大电压值对应的气压值，通过该气压值的水平线和前面已经生成的直线就合成了当前的气压标定曲线。

Description

一种快速标定切割气压的方法
技术领域
本发明涉及本发明涉及激光切割技术领域，具体地说是一种快速标定切割气压的方法。
背景技术
在激光加工中，辅助气体的气压值是加工工艺的一个重要参数，直接影响加工效果，所以加工气体气压的标定是保证加工工艺的一个重要功能。在切割过程中切割不同的材料、不同的厚度，又需要不同的喷嘴，每次更换喷嘴又要重新做一次气压标定。传统的气压标定通过采集多个电压值的点来生成气压标定曲线，不仅浪费气体，而且耗时比较长，影响加工效率。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，提供一种快速标定切割气压的方法，该方法通过选取气体两个合适的电压位置，然后获取这两个点的气压值，通过这两个点生成一条直线。然后再获取最大电压值对应的气压值，通过该气压值的水平线和前面已经生成的直线就合成了当前的气压标定曲线。
为实现上述目的，设计一种快速标定切割气压的方法，需要校正的气体，通过对应的开关打开，进入电空减压阀中，输出的气体进入激光切割头中，辅助激光加工材料；加工过程的气压值由气压传感器采样获取，其特征在于：所述的方法包括单路气体校正方法、一次性校正全部气体气压方法，
单路气体校正方法如下：
(11)打开需要校正的气体对应的开关，设置电空减压阀在电压Va的情况下，获取稳定状态下气压传感器的气压值Pa，记A(Va，Pa)；
(12)执行步骤(11)同样的操作获取电空减压阀在电压Vb的情况下，气压传感器对应的气压值Pb，记B(Vb，Pb)；
(13)执行步骤(11)同样的操作获取电空减压阀在电压Vmax的情况下，气压传感器对应的气压值Pmax，记Max(Vmax，Pmax)；
(14)判断在气压下半部分范围与气压上半部分范围是否都存在校正点A，B，是则执行步骤(16)；否则根据气压下半部分范围或气压上半部分范围距离最近的点，并获取其最小电压值Vup，以及最大电压值Vdown；
(15)获取Vavg＝(Vup+Vdown)/2对应的气压值，重复步骤(14)进行校正点的检查；
(16)通过获取的多个校正点和最大电压值的气压值信息，合成气压校正曲线；
(17)根据合成的气压校正曲线，根据所需的气压值快速调整切割气体的电压值；
一次性校正全部气体气压方法：
(21)打开要校正的气体开关，执行单路气体校正步骤；
(22)校正结束关闭气体，判断是否校正成功，是则保存校正信息，否则重复执行步骤(21)；
(23)校正结束全部气体后，退出气体校正状态。
所述的气压下半部分范围为Pmax*0.15～Pmax*0.4。
所述的气压上半部分范围为Pmax*0.6～Pmax*0.9。
本发明同现有技术相比，提供一种快速标定切割气压的方法，该方法通过选取气体两个合适的电压位置，然后获取这两个点的气压值，通过这两个点生成一条直线。然后再获取最大电压值对应的气压值，通过该气压值的水平线和前面已经生成的直线就合成了当前的气压标定曲线。
大幅度减少了气压标定的时间，节约了切割气体，提升了设备的加工效率。
附图说明
图1为气体控制与数据采集硬件示意图。
图2为本发明单路气体快速校正系统示意图。
图3为本发明一次校正全部气体示意图。
图4为本发明合成气压校正曲线示意图。
图5为本发明气体的矫正过程图。
参见图1，1为需要校正的气体，2为开关，3为电空减压阀，4为输出的气体，5为辅助激光，6为激光切割头，7为气压传感器，8为加工材料。
具体实施方式
下面根据附图对本发明做进一步的说明。
如图1所示，需要校正的气体1，通过对应的开关2打开，进入电空减压阀3中，输出的气体4进入激光切割头6中，辅助激光5加工材料8；加工过程的气压值由气压传感器7采样获取，其特征在于：所述的方法包括单路气体校正方法、一次性校正全部气体气压方法，
如图2所示，单路气体校正方法如下：
(11)打开需要校正的气体对应的开关，设置电空减压阀在电压Va的情况下，获取稳定状态下气压传感器的气压值Pa，记A(Va，Pa)；
(12)执行步骤(11)同样的操作获取电空减压阀在电压Vb的情况下，气压传感器对应的气压值Pb，记B(Vb，Pb)；
(13)执行步骤(11)同样的操作获取电空减压阀在电压Vmax的情况下，气压传感器对应的气压值Pmax，记Max(Vmax，Pmax)；
(14)判断在气压下半部分范围与气压上半部分范围是否都存在校正点A，B，是则执行步骤(16)；否则根据气压下半部分范围或气压上半部分范围距离最近的点，并获取其最小电压值Vup，以及最大电压值Vdown；
(15)获取Vavg＝(Vup+Vdown)/2对应的气压值，重复步骤(14)进行校正点的检查；
(16)通过获取的多个校正点和最大电压值的气压值信息，合成气压校正曲线；
(17)根据合成的气压校正曲线，根据所需的气压值快速调整切割气体的电压值；如图3所示，一次性校正全部气体气压方法：
(21)打开要校正的气体开关，执行单路气体校正步骤；
(22)校正结束关闭气体，判断是否校正成功，是则保存校正信息，否则重复执行步骤(21)；
(23)校正结束全部气体后，退出气体校正状态。
气压下半部分范围为Pmax*0.15～Pmax*0.4。
气压上半部分范围为Pmax*0.6～Pmax*0.9。
如图4所示，合成气压校正曲线示意图，具体方法如下：
1.通过预设值可以获取(Va，Pa)、(Vb，Pb)和(Vmax，Pmax)采样点，如果当前点不满足条件，会计算获取新的采样点(Vavg，Pavg)信息；
2.假设点(Va，Pa)、(Vb，Pb)是在所设定的气压下半部分范围与气压上半部分范围内的点，通过直线方程就可以获取点(Vc，Pmax)点，其中，Vc＝(Vb-Va)*(Pmax-Pb)/(Pb-Pa)+Vb；给定最小值Pmin可以去获取(Vmin，Pmin)点，其中Vmin＝(Vb-Va)*(Pmin-Pb)/(Pb-Pa)+Vb；
3.从小到大依次连接各个点(0，0)，(Vmin，Pmin)，(Va，Pa)，(Vb，Pb)，(Vavg，Pavg)，(Vc，Pmax)，(Vmax,Pmax)，就是需要的气压校正曲线。如图5，本发明气体的矫正过程如下：
1.分别设置电空减压阀为4.25v、7.5v和最大电压10v，并采集三个值对应的稳定气压值A(4.25，5.5)、B(7.5，14.25)和X(10，15.5)；
2.由气压最大值15.5可以计算出气压校正曲线下半部分值范围(Pmax*0.15～Pmax0.4)＝(2.325bar～6.2Bar)和上半部分值范围(Pmax*0.6～Pmax0.9)＝(9.3Bar～13.95Bar)。对比已经采集的校正点A和B，发现点A在下半部分范围值内，而B不在上半部分范围内；
3.因为B点的气压值(14.25)超出上半部分最大值(13.95)，那预测下个点的电压值Vavg＝(Vup+Vdown)/2＝(VA+VB)/2＝(4.25+7.5)/2＝5.875v；
4.再次设置电空减压阀为5.875v，并获取当前电压值的稳定气压值C(5.875,9.875)。新获取的气压校正点C已经在气压校正曲线的上半部分，这样就满足上面步骤2的要求；
5.通过B和C点，可以推出和点X的水平线的交叉点E(8，15.5)。设置最低气压0.5Bar，再通过点A和C可以推出最低点D(2，0.5)；
6.通过Z(0，0)—D(2，0.5)—A(4.25，5.5)—C(5.875，9.875)—B(7.5，14.25)—E(8，15.5)—X(10，15.5)，就组合成了氮气的气压曲线；
7.在实际工作时，根据所需输出的气压值，结合气压曲线，可以快速调整切割气压开关的电压值。
以上技术方案有以下优点：大幅度减少了气压标定的时间，节约了切割气体，提升了设备的加工效率。

Claims (1)

1.一种快速标定切割气压的方法，需要校正的气体(1)，通过对应的开关(2)打开，进入电空减压阀(3)中，输出的气体(4)进入激光切割头(6)中，辅助激光(5)加工材料(8)；加工过程的气压值由气压传感器(7)采样获取，其特征在于：所述的方法包括单路气体校正方法、一次性校正全部气体气压方法，单路气体校正方法如下：
(11)打开需要校正的气体对应的开关，设置电空减压阀在电压Va的情况下，获取稳定状态下气压传感器的气压值Pa，记校正点A(Va，Pa)；
(12)执行步骤(11)同样的操作获取电空减压阀在电压Vb的情况下，气压传感器对应的气压值Pb，记校正点B(Vb，Pb)；
(13)执行步骤(11)同样的操作获取电空减压阀在电压Vmax的情况下，气压传感器对应的气压值Pmax，记Max(Vmax，Pmax)；
(14)判断在气压下半部分范围是否存在校正点A，以及在气压上半部分范围是否存在校正点B，是则执行步骤(15)；否则执行步骤(16)；其中，所述的气压下半部分范围为Pmax*0.15～Pmax*0.4；所述的气压上半部分范围为Pmax*0.6～Pmax*0.9；
(15)假设点A(Va，Pa)、B(Vb，Pb)分别为所设定的气压下半部分范围与气压上半部分范围内的点，通过直线方程获取点(Vc，Pmax)，其中，Vc＝(Vb-Va)*(Pmax-Pb)/(Pb-Pa)+Vb；
给定最小值Pmin，获取(Vmin，Pmin)点，其中Vmin＝(Vb-Va)*(Pmin-Pb)/(Pb-Pa)+Vb；
从小到大依次连接各个点(0，0)，(Vmin，Pmin)，(Va，Pa)，(Vb，Pb)，(Vc，Pmax)，(Vmax,Pmax)，就是需要的气压校正曲线；
(16)执行步骤(11)同样的操作获取电空减压阀在电压Vavg＝(VA+VB)/2的情况下，气压传感器对应的气压值Pavg；判断新获取的校正点C(Vavg，Pavg)是否在气压上半部分范围或气压下半部分范围；是则执行步骤(17)；
(17)通过校正点B和校正点C，通过直线方程获取点(Ve，Pmax)，其中Ve为直线方程中当气压值为Pmax时的电压值；
通过设置最低气压值Pmin，再通过校正点A和校正点C，推出直线AC方程中当气压值为Pmin时的电压值，记校正点(Vmin，Pmin)；
从小到大依次连接各个点(0，0)，(Vmin，Pmin)，(Va，Pa)，(Vavg，Pavg)，(Vb，Pb)，(Ve，Pmax)，(Vmax,Pmax)，就是需要的气压校正曲线；
(18)根据合成的气压校正曲线，根据所需的气压值快速调整切割气体的电压值；
一次性校正全部气体气压方法：
(21)打开要校正的气体开关，执行单路气体校正方法；
(22)校正结束关闭气体，判断是否校正成功，是则保存校正信息，否则重复执行步骤(21)；
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