CN111781897B - 加工控制方法、控制装置、加工控制系统及存储介质 - Google Patents

加工控制方法、控制装置、加工控制系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

一种加工控制方法、控制装置、加工控制系统及存储介质。该加工控制方法，应用于控制装置，包括：获取控制加工设备操作的加工参数以及用于加工设备的光源的光源控制选择函数；获取加工设备的当前加工数据；基于加工设备的当前加工数据和加工参数，判断是否调整用于光源的光源出光控制信号；在调整用于光源的光源出光控制信号的情况下，则基于当前加工数据以及光源控制选择函数，调整光源出光控制信号，且基于光源出光控制信号控制光源出光以对工件进行加工。该加工控制方法可以通过实时调节光源的输出能量来实现加工过程中光源出光能量的均匀输出。

Description

加工控制方法、控制装置、加工控制系统及存储介质
技术领域
本公开实施例涉及一种加工控制方法、控制装置、加工控制系统及存储介质。
背景技术
激光器利用其受激辐射的物理原理，例如用光、电或其他能量使诸如固体、气体、半导体或液体等工作物质在谐振腔中多次振荡产生光的辐射放大，来输出光子能量高、方向性好、相干性好的激光束。随着激光器的研究不断发展，激光器广泛地应用于各种工业领域，诸如切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微加工、印刷和利用激光束与物质相互作用的特性进行材料加工的其他技术。
发明内容
本公开至少一实施例提供一种加工控制方法，应用于控制装置，包括：获取控制加工设备操作的加工参数以及用于所述加工设备的光源的光源控制选择函数；获取所述加工设备的当前加工数据；基于所述加工设备的当前加工数据和所述加工参数，判断是否调整用于所述光源的光源出光控制信号；以及在调整用于所述光源的光源出光控制信号的情况下，则基于所述当前加工数据以及所述光源控制选择函数，调整所述光源出光控制信号，且基于所述光源出光控制信号控制所述光源出光以对工件进行加工。
例如，在本公开至少一实施例提供的加工控制方法中，所述加工参数包括加工间距、加工速度、加工加速度、加工峰值能量。
例如，在本公开至少一实施例提供的加工控制方法中，所述加工设备的当前加工数据包括所述加工设备的定位单元的脉冲数据和当前位置信息，所述定位单元配置为定位所述光源的用于所述工件加工的出光位置。
例如，在本公开至少一实施例提供的加工控制方法中，基于所述加工设备的当前加工数据和所述加工参数，判断是否调整用于所述光源的光源出光控制信号，包括：获取所述光源在上一个出光时刻的出光位置信息和上一个相邻脉冲数据；确定所述定位单元的当前位置信息与所述上一个出光时刻的出光位置信息之间的距离；根据所述定位单元的脉冲数据和所述上一个相邻脉冲数据，确定所述加工设备的当前移动速度；以及基于所述定位单元的当前位置信息与所述光源在上一个出光时刻的出光位置信息之间的距离、所述当前移动速度和所述加工间距，判断是否调整用于所述光源的光源出光控制信号。
例如，在本公开至少一实施例提供的加工控制方法中，基于所述定位单元的当前位置信息与所述光源在上一个出光时刻的出光位置信息之间的距离、所述当前移动速度和所述加工间距，判断是否调整所述光源出光控制信号，包括：基于所述定位单元的当前位置信息与所述光源在上一个出光时刻的出光位置信息之间的距离和所述当前移动速度获取所述加工设备的当前运动信息；以及判断所述当前运动信息是否满足预先设定的加工参数，所述预先设定的加工参数是预先设定的加工间距。
例如，在本公开至少一实施例提供的加工控制方法中，在调整用于所述光源的光源出光控制信号的情况下，则基于所述当前加工数据以及所述光源控制选择函数，调整所述光源出光控制信号，以基于所述光源出光控制信号控制所述光源出光以进行加工，包括：在所述当前运动信息满足所述预先设定的加工参数的情况下，则在多个判断周期的当前判断周期内，由所述光源控制选择函数根据所述当前运动信息，获取所述光源出光控制信号的光源开启时间，并在所述当前判断周期内，将包括所述光源开启时间的光源出光控制信号发送到所述光源，以触发所述光源出光以进行加工；否则，在所述当前运动信息不满足所述预先设定的加工参数的情况下，则进入所述当前判断周期的下一个判断周期重新判断下一次运动信息是否满足所述预先设定的加工参数，所述多个判断周期的每一个小于两个相邻出光时刻之间的时间间隔。
例如，在本公开至少一实施例提供的加工控制方法中，获取所述光源控制选择函数，包括：预先设置所述加工设备的最大加工速度和所述光源的参考光源输出功率；当所述加工设备以所述最大加工速度匀速移动且所述光源以所述参考光源输出功率出光时，获取与所述最大加工速度和所述参考光源输出功率对应的加工线缝，将所获取的加工线缝的宽度记录为参考宽度；预先设置所述加工设备的加工轨迹，其中，所述加工轨迹被划分成多个匀速区段，所述多个匀速区段中的每一个配置为具有应用于该匀速区段的加工速度，其中，所述多个匀速区段包括匀速直线区段和/或匀速圆周区段；根据被划分的匀速区段和所述加工速度，获取所述匀速区段内的所述加工线缝的宽度，其中，所述加工线缝的宽度与所述加工速度一一对应；根据各个匀速区段内的加工线缝的宽度和与所述参考光源输出功率对应的所述参考宽度，分别获取各个匀速区段的光源输出功率，以得到相应的控制位置数据，其中，所述控制位置数据包括所述加工速度和所述各个匀速区段的光源输出功率，所述各个匀速区段的光源输出功率与所述加工速度一一对应；以及根据所获得的多个控制位置数据，得到所述光源控制选择函数。
例如，在本公开至少一实施例提供的加工控制方法中，根据各个匀速区段内的所述加工线缝的宽度和与所述参考光源输出功率对应的所述参考宽度，分别获取所述各个匀速区段光源输出功率可以表示为如下公式：
Figure BDA0002583091240000031
其中，Pi表示为第i个匀速区段的光源输出功率，a表示为恒定值，Wi表示为所述第i个匀速区段的加工线缝的宽度，Pref表示为所述光源的参考光源输出功率，W0表示与所述参考光源输出功率对应的加工线缝的参考宽度，其中，i表示所述多个匀速区段的数目，为大于1的整数。
例如，在本公开至少一实施例提供的加工控制方法中，所述光源出光控制信号的光源开启时间由所述光源输出功率确定，且所述光源开启时间与所述光源输出功率是成比例的。
例如，在本公开至少一实施例提供的加工控制方法中，判断所述当前运动信息是否满足预先设定的加工参数通过以下公式表示：
Dreal+Vreal×Tsys≥Dset，
其中，Dreal为所述加工设备的实际的加工距离，Vreal为所述加工设备的当前移动速度，Tsys为所述判断周期，Dset为预先设定的加工间距。
例如，本公开至少一实施例提供的加工控制方法还包括，在调整用于所述光源的光源出光控制信号的情况下，用所获取的当前加工数据更新在先存储的当前加工数据。
例如，在本公开至少一实施例提供的加工控制方法中，所述光源是连续激光器。
本公开至少一实施例还提供一种控制装置，包括：第一获取模块，配置为获取控制加工设备操作的加工参数、光源控制选择函数；第二获取模块，配置为获取所述加工设备的当前加工数据；判断模块，配置为基于所述加工设备的当前加工数据和所述加工参数，判断是否要调整用于光源的光源出光控制信号；以及调整模块，配置为在调整用于所述光源出光控制信号的情况下，则基于所述当前加工数据以及所述光源控制选择函数，调整所述光源出光控制信号，且基于所述光源出光控制信号控制所述光源出光以对工件进行加工。
例如，本公开至少一实施例提供的控制装置还包括：更新模块，配置为在调整用于所述光源的光源出光控制信号的情况下，用所获取的当前加工数据更新在先存储的当前加工数据。
例如，在本公开至少一实施例提供的控制装置中，所述光源是连续激光器。
本公开至少一实施例还提供另一种控制装置，包括：处理器；存储器；以及一个或多个计算机程序模块，所述一个或多个计算机程序模块被存储在所述存储器中并被配置为由所述处理器执行，所述一个或多个计算机程序模块包括用于执行实现前述任一实施例提供的加工控制方法的指令。
本公开至少一实施例还提供一种加工控制系统，包括：前述任一实施例提供的所述的控制装置；数控设备，耦接到所述控制装置，且配置为设置所述加工参数和所述光源控制选择函数；加工设备，耦接到所述控制装置，且包括移动单元和定位单元，所述移动单元配置为根据数控设备的加工参数的控制是可移动，且其上设置有具有用于工件加工的出光位置，并且所述定位单元配置为定位所述光源的用于所述工件加工的出光位置，生成当前加工数据并发送至所述控制装置；以及光源，耦接到所述控制装置，且配置为基于所述光源出光控制信号控制所述光源出光以进行加工。
例如，在本公开至少一实施例提供的一种加工控制系统中，所述光源是连续激光器。
本公开至少一实施例还提供一种存储介质，非暂时性地存储计算机可读指令，当所述计算机可读指令由计算机执行时可以执行前述任一实施例提供的加工控制方法。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1为本公开至少一实施例提供的一种加工控制系统的应用场景示意图；
图2是本公开至少一实施例提供的一种加工控制方法的流程图；
图3是本公开至少一实施例提供的另一种加工控制方法的流程图；
图4是本公开至少一实施例提供的又一种加工控制方法的流程图；
图5A是本公开至少一实施例提供的光源出光功率与当前移动速度的函数的获得方法的流程图；
图5B示出了本公开至少一实施例提供的预先设置的用于加工试验的加工轨迹的示意图；
图6是本公开至少一实施例提供的一种控制装置的示意性框图；
图7是本公开至少一实施例提供的另一种控制装置的示意性框图；
图8是本公开具体实施例提供的一种焊接加工控制系统的示意性框图；
图9是本公开至少一实施例提供的光源出光功率与加工设备的当前移动速度的函数曲线示意图；
图10A是一种加工控制方法的焊接效果图；
图10B是使用至少以具体实施例提供的加工控制方法的焊接效果图；以及
图11是本公开至少一实施例提供的一种计算机可读存储介质的示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“耦接”、“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在工业加工领域中连续激光器的工作原理包括连续激光器接收外部控制器发出的一定幅值的高电平控制信号，并且在接收到该高电平控制信号以后，输出一束功率不断爬升并达到峰值、后趋于稳定的激光光束，以对工件加工。连续激光器广泛地应用于激光加工的各类领域，特别是应用于对金属工件的焊接加工领域。与常规的脉冲激光器相比较，以光纤激光器为代表的连续激光器具有激光光束质量好、电光转换效率高、散热性能好、可加工材料范围广等优点，从而能够实现对不同材料的精密加工。
发明人已经发现，例如，在焊接加工控制方式的情况中，控制器在加工过程中通常输出高电平信号到连续激光器，而整体能量的大小调节需要依赖控制器通过数字模拟转换接口(也称为DA转换接口)输出。这样的做法存在以下明显的缺点。
其一，焊接加工中在单位加工间距内所输出的激光器出光能量大小受到焊接加工速度影响。在焊接加工起点处，由于此时机床焊接加工速度较低，会出现严重的能量堆积，使得焊接效果变差；同样地，在机床焊接加工通过拐角时，由于速度会出现先由快到慢再由慢到快的变化，即单位长度的通过时间变长，而该时间同时也是连续激光器出光时间，这就会出现严重的能量堆积，无法满足焊接工艺的一致性。
其次，焊接加工过程中调整连续激光器峰值能量的方式存在较大时间延迟。一般而言，连续激光器预留一个模拟输入接口，这可以调整激光器出光的整体功率大小。然而，激光焊接控制方式通过自身控制器的DA接口，在焊接加工过程中实时调节激光器出光峰值功率，而这一做法会存在DA输出到激光器响应的时间延迟，使控制无法准确与相应的判断条件在时间上达成匹配，不具备较好的能量实时调整特性，无法有效满足焊接工艺。
另外，在一种激光焊接控制技术中，例如，一种复合铝合金外壳的激光密封焊接工艺中，对铝合金壳体和铝合金盖板的接缝各边进行等间距多个点的激光焊接，以固定铝合金壳体和铝合金盖板。而主体接缝的焊接依旧是采用常规的激光焊接工艺。这种控制方式的弊端在于：无法控制使得单位加工间距内的连续激光器焊接能量均匀，导致机床在焊接加工起点处或过弯时出现严重的能量堆积，出现过宽焊缝，严重的甚至出现过焊，无法保证焊接产品的气密性与可靠性。
例如，图10A示出了一种加工控制方法的焊接效果图。如图10A所示，在采用连续激光器的常规焊接加工方法中，连续激光器配置为在相等的时间间隔内出光。当连续激光器的出光束在匀速直线段进行焊接加工，就是说出光束的加工速度基本保持不变时，任意两个相邻的焊接点之间可以维持相等的加工间距，且保证在该等同加工间距内出光能量均匀。然而，当连续激光器在拐角处进行焊接加工时，加工速度需要降低以满足焊接轨迹精度要求。因而，当加工速度降低时，任意两个相邻的焊接点的间距会缩短，甚至更严重地发生相邻的焊接点重合现象，从而导致焊接能量堆积。
发明人还发现，在另一种采用连续激光器的焊接加工方法中，连续激光器配置为在判断出光位置满足相等的加工间距的条件下发射具有相同上电时间的激光束，在脉冲激光器的情况下，可以实现相等加工间距出射相等能量的激光束。理论上，上述出射等能量激光束的效果可以适用于连续激光器，也就是说，当连续激光器的出光束在匀速直线段进行焊接加工，就是说出光束的加工速度基本保持不变时，任意两个相邻的焊接点之间在满足相等的加工间距的判断条件下可以维持在相同的系统周期数内，并且也可以保证在该等相同的系统周期内出光能量均匀。然而，发明人发现，在实际操作的一些示例中，并非如此。例如，当连续激光器在拐角处进行焊接加工时，加工速度需要降低以满足焊接轨迹精度要求。由于，当加工速度降低时，任意两个相邻的焊接点的所需的系统周期较长，连续激光器由于其在不同充能时间作用而使得出光能量发生不可避免的变化，从而导致焊接能量在相等加工间距是不均匀的。换言之，当加工速度发生变化时，连续激光器的不同的充能时间可能导致即使向连续激光器提供相等的上电时间，连续激光器的出光能量也无法保持不变，从而无法实现在相等加工间距进行均匀的加工操作。
本公开至少一实施例提供一种加工控制方法，应用于控制装置，包括：获取控制加工设备操作的加工参数以及用于所述加工设备的光源的光源控制选择函数；获取所述加工设备的当前加工数据；基于所述加工设备的当前加工数据和所述加工参数，判断是否调整用于所述光源的光源出光控制信号；在调整用于所述光源出光控制信号的情况下，则基于所述当前加工数据以及所述光源控制选择函数，调整所述光源出光控制信号，且基于所述光源出光控制信号控制所述光源出光以对工件进行加工。
本公开一些实施例还提供采用上述加工控制方法的控制装置、加工控制系统及存储介质。
本公开上述实施例提供的加工控制方法可以实现实时获取加工参数和加工设备的光源的光源控制选择函数，并且基于它们在满足调整用于光源的光源控制信号的判断条件下实时输出可调整的出光控制信号。并且，根据加工设备的光源的光源控制选择函数来实时输出可调整的出光控制信号，可以在加工速度发生变化的情况下实时调整出光控制信号，从而实现输出能量均匀的激光光束，提高加工精度，而且降低甚至消除激光器的充能作用下对输出功率的影响。
下面结合附图对本公开的实施例及其示例进行详细说明。
本公开至少一实施例提供一种加工控制方法，例如可以应用于连续激光器对待加工工件进行焊接、切割、表面处理、打孔、打标、划线等加工操作。图1为本公开至少一实施例的加工控制系统100的应用场景的示意图。
例如，在一些示例中，加工控制系统100包括数控设备110、控制装置 120、加工设备130和光源140。例如，数控设备110包括数控软件、显示器和/或输入设备，控制装置120包括用于控制光源的控制器，加工设备130 可以是机床，特别是自动化型机床，光源140可以是连续激光器，例如大功率的光纤激光器。本公开的实施例不限于此。
例如，在一些示例中，数控设备110可以耦接到控制装置120，并且配置为设置加工参数和用于光源140的光源控制选择函数，并且向控制装置 120发送加工参数和光源控制选择函数。该加工参数和光源控制选择函数在下文会更加详细地进行阐述。例如，数控设备110可以实现为软件、硬件、固件及它们的任意组合。数控设备110可以预先加载实现加工操作的数控软件，该数控软件可以根据客户实际需求和特定操作环境进行调整、优化。
例如，数控设备110还可以配置为具有计算功能的任何电子设备，例如可以为智能电话、笔记本计算机、平板计算机、台式计算机、网络服务器等，可以加载并执行该加工控制方法，本公开的实施例对此不作限制。例如，该电子设备可以包括中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)或图形处理单元(Graphics Processing Unit，GPU)、数字信号处理器(DSP)等具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元、存储单元等，该电子设备上还安装有操作系统、应用程序编程接口(例如，OpenGL(Open GraphicsLibrary)、Metal等)等。加工控制方法的具体介绍可参考下面的描述，在此不再赘述。
例如，在一些示例中，控制装置120可以配置为从数控设备110获取加工参数和光源控制选择函数，从加工设备获取实时出光位置信息和脉冲信号，然后根据所获取的上述信息通过加工控制方法确定光源出光控制信号并将其发送到光源140。例如，该加工控制方法应用于控制装置120，该控制装置120可以实现为软件、硬件、固件及它们的任意组合。例如，由控制装置 120中的处理器加载并执行，可以通过实时调整待加工元件的加工操作以实现更为准确地加工控制。例如，控制装置120的处理器可以包括但不限于 FPGA处理器、ARM处理器、GPA处理器、ARM处理器、中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、图像处理器(GPU)、或者具有数据处理能力和/ 或指令执行能力的其它形式的处理单元。
例如，在一些示例中，加工设备130耦接到控制装置120，并且包括移动单元132和定位单元134，移动单元132配置为根据数控设备110的加工参数的控制是可移动，且移动单元132上设置有用于工件加工的出光位置。例如，定位单元132可以配备有用于输出光源140的加工头。例如，定位单元134可以配置为定位光源140的用于工件加工的出光位置，生成当前加工数据并发送至控制装置120。
例如，移动单元132可以包括具有两个或更多个自由度(例如水平方向、垂直方向、旋转方向，本文中主要包括X轴、Y轴)机床伺服驱动器运动轴、机械手、机器人或其他受机电控制的可位移的构件。例如，定位单元可以包括一个或多个编码器，每个编码器对应于移动单元132的相应自由度，并且可以通过测量方式将移动单元132的机械信号(诸如位移、位置、角位移、旋转等信息)转换成电脉冲信号或数字脉冲信号，并将电脉冲信号或数字脉冲信号发送到控制装置120。例如，在一些示例中，定位单元134还可以设置在加工设备130的外部，在此，不对定位单元134的设置方式进行限制。例如，加工设备130还设置有用于放置和待加工的工件以进行加工操作(例如焊接、切割等)的操作台。操作台可以配置为按照需要移动和调整代加工的工件并且固定待加工的工件。待加工的工件的材料包括但不限于金属、玻璃、塑料、木材或其他加工材料。例如，在一些示例中，待加工的工件由金属制成。
例如，在一些示例中，光源140配置为耦接到控制装置，且配置为基于光源出光控制信号控制光源出光以进行加工。例如，光源140可以是连续激光器，特别是光纤激光器。与常规的脉冲激光器相比较，以光纤激光器为代表的连续激光器具有激光光束质量好、电光转换效率高、散热性能好、可加工材料范围广等优点，从而能够实现对不同材料的精密加工。
下面结合图2至图4对本公开至少一实施例提供的加工控制系统100中控制装置120的加工控制方法进行详细地阐述。
图2是本公开至少实施例提供的一种加工控制方法200的流程图。例如，在一些示例中，如图2所示，该加工控制方法200包括步骤S210至S240。
步骤S210：获取控制加工设备操作的加工参数以及用于加工设备的光源的光源控制选择函数。
步骤S220：获取加工设备的当前加工数据。
步骤S230：基于加工设备的当前加工数据和加工参数，判断是否调整用于该光源的光源出光控制信号。
步骤S240：在调整用于光源的光源控制信号的情况下，则基于当前加工数据以及光源控制选择函数，调整光源出光控制信号，且基于光源出光控制信号控制光源出光以对工件进行加工。
例如，在一些示例中，对于步骤S210，控制装置120可以从数控设备 110获取控制加工设备130操作的加工参数以及用于加工设备的光源140的光源控制选择函数。例如，在一些示例中，加工参数包括加工间距和加工速度。例如，加工间距是指相对于待加工工件的材料，加工设备130在相邻两个加工点之间的距离。加工速度是指加工设备130的移动单元132在待加工工件上进行加工操作时的移动速度。例如，加工间距和移动速度的值可以包括预先定义的数值，根据操作者经验设定的数值、或者经由数控设备110迭代优化的数值等。例如，光源控制选择函数用于选择性地控制加工设备的光源，例如根据加工设备130的加工速度控制光源的开关时间、出光功率或其他与出光能量相关的光源参数。例如，光源控制选择函数可以是预先定义的函数，操作者根据经验设定的函数、或者是经由加工结果的评价反馈而进行优化设计的函数。例如，在一些示例中，光源控制选择函数为加工设备的当前移动速度与光源输出功率的函数，本公开的实施例对此不作限制。具体介绍可参考下面的描述，在此不再赘述。
例如，在一些示例中，对于步骤S220，加工设备130的当前加工数据包括加工设备130的定位单元134的脉冲数据和当前位置信息。例如定位单元134配置为定位光源的用于工件加工的出光位置。定位单元134的脉冲数据可以包括由不同自由度的移动单元对应的定位单元所生成的电脉冲数据。例如，脉冲数据可以包括脉冲的计数值或其他可以表征相对脉冲出现时间的数据。例如，当前位置信息包括工件在操作台上的X轴和Y轴的坐标信息，本公开的实施例对此不作限制。例如，脉冲数据和当前位置信息的格式可以是比特流。
例如，在一些示例中，对于步骤S230，例如，控制装置120从数控设备110接收加工参数(诸如加工设备130中的定位单元134生成脉冲数据和当前位置信息)，以及从加工设备130接收当前加工数据，并且基于加工参数和定位单元134的当前加工数据，判断是否调整用于光源的光源控制信号。例如，调整用于光源的光源控制信号包括控制出光信号的开启情况、开启时间、出光功率等。
图3是本公开至少一实施例提供的另一种加工控制方法300的流程图。图3的步骤S310、步骤S320和步骤S340与图2的步骤S210、步骤S220 和步骤S240实质上是相同的，在此不再赘述。
图2的步骤S230的一个示例包括图3的步骤S331至步骤S334。下面，结合图3对本公开至少一实施例提供的另一种加工控制方法300进行详细地介绍。
步骤S331：获取光源在上一个出光时刻的出光位置信息和上一个相邻脉冲数据。
步骤S332：确定定位单元的当前位置信息与上一个出光时刻的出光位置信息之间的距离。
步骤S333：根据定位单元的当前脉冲数据和上一个相邻脉冲数据，确定加工设备的当前移动速度。
步骤S334：基于定位单元的当前位置信息与光源在上一个出光时刻的出光位置信息之间的距离、当前移动速度和加工间距，判断是否调整用于光源的光源出光控制信号。
例如，在一些示例中，对于步骤S331，控制装置120从其存储器中获取或读取定位单元的上一个出光时刻的出光位置信息和上一个相邻脉冲数据。例如，上一个出光时刻的出光位置信息与当前位置信息的数据格式相同，二者的数据格式都表示为工件在操作台上的X轴和Y轴的坐标信息，本公开的实施例对此不作限制。脉冲数据已经在前述实施例中描述，在此不再赘述。
例如，在一些示例中，对于步骤S332，控制装置120基于上一个出光时刻的出光位置信息与当前位置信息，计算两者之间的距离。例如距离可以采用如下方式进行计算：对于不同轴上的上一个出光时刻的出光位置信息与当前位置信息之间的差值平方的值的总和的求开方。
例如，在一些示例中，对于步骤S333，控制装置120基于定位单元134 的当前脉冲数据和上一个相邻脉冲数据之间的差值确定两次相邻脉冲数据之间的判断周期(具体地，或称为控制装置120的系统时钟周期)的数目。基于两次脉冲数据之间的判断周期的数目和判断周期的乘积，可以确定生成每个脉冲的所需时间，也就是移动单元在两次相邻脉冲之间的移动时间。另外，基于该两次相邻脉冲之间的移动时间和定位单元140的每个脉冲的位移分辨率(例如，单位为μm/脉冲)，计算出加工设备130的当前移动速度。
例如，在一些示例中，对于步骤S334，基于定位单元134的当前位置信息与光源140在上一个出光时刻的出光位置信息之间的实际距离和时钟周期，判断是否调整用于光源的光源出光控制信号。下面该步骤将在图4的步骤S435和436中详细阐述，在此不再赘述。
图4是本公开的至少一实施例提供的又一种加工控制方法400的流程图。图4的步骤S410、步骤S420、步骤S431至步骤S433与图3的步骤S310、步骤S320、步骤S331至步骤S333是相同的，因此在此不再赘述。
例如，图3的步骤S333的一个示例包括图4的步骤S435至步骤S436。另外，步骤3的步骤S440包括步骤S442和步骤S444。
下面，结合图4对本公开至少一实施例提供的又一种加工控制方法400 进行详细地介绍。
步骤S435：基于定位单元的当前位置信息与光源在上一个出光时刻的出光位置信息之间的距离和当前移动速度获取加工设备的当前运动信息。
步骤S436：判断当前运动信息是否满足预先设定的加工参数，其中预先设定的加工参数是预先设定的加工间距。
步骤S442：在当前运动信息满足该预先设定的加工参数的情况下，则在多个判断周期的当前判断周期内，由光源控制选择函数根据当前运动信息，获取光源出光控制信号的光源开启时间，并在当前判断周期内，将包括光源开启时间的光源出光控制信号发送到光源，以触发光源出光以进行加工；
步骤S444：在当前运动信息不满足预先设定的加工参数的情况下，则回到步骤S436，进入当前判断周期的下一个判断周期重新判断下一次运动信息是否满足预先设定的加工参数。
例如，在一些示例中，在步骤S435中，基于定位单元134的当前位置信息与光源140在上一个出光时刻的出光位置信息之间的距离和当前移动速度获取加工设备130的当前运动信息。例如，加工设备130的当前运动信息可以是指在上一个出光时刻的出光位置信息之间的距离，也就是说，自上一个出光时刻到当前判断周期期间的实际距离。例如，加工设备130的当前运动信息可以是指自上一个出光时刻到下一个判断周期期间实际距离与判断周期乘以当前移动速度的求和的值。需要注意的是，因为相邻两个判断周期之间的速度可以由于判断周期较短而被认为几乎不发生变化，因此，使用上一个判断周期计算出的实时速度来估计下一个判断周期内加工设备130的相对移动是合理的。
例如，在一些示例中，所述多个判断周期的每一个小于两个相邻出光时刻之间的时间间隔。例如，判断周期占两个相邻出光时刻之间的时间间隔的五分之一、十分之一、百分之一或更少。例如，判断周期可以是若干ms、或者几百μs，或者更小。更小的判断周期可以在较短的时间确定实时加工速度和位置信息，从而进一步提高加工精度，更精确地控制光源。
例如，在一些示例中，在步骤S436中，判断定位单元134的当前运动信息是否满足由数控设备110预先设定的加工间距。例如，可以判断加工设备130的当前运动信息是否大于或等于由数控设备110设置的加工间距。该步骤可以实时准确地保证相邻两次加工操作之间的加工间距相等。
例如，在一些示例中，判断当前运动信息是否满足预先设定的加工参数通过以下公式表示：
Dreal+Vreal×Tsys≥Dset，
其中，Dreal为加工设备的实际的加工距离，Vreal为加工设备的当前移动速度， Tsys为判断周期，Dset为预先设定的加工间距。
例如，在一些示例中，在步骤S442中，在加工设备130的当前运动信息满足该预先设定的加工间距的情况下，则在当前判断周期内，由光源控制选择函数可以输入当前运动信息(即当前移动速度)确定光源参数(例如光源输出功率，输出能量，加工光斑直径等)，再由所确定的光源参数获取光源出光控制信号的光源开启时间，并在当前判断周期内，将包括光源开启时间的光源出光控制信号发送到光源，以下一个判断周期触发光源140出光以进行加工。例如，光源的开启可以通过光源出光控制信号为高电平的脉冲来控制。因此光源开启时间可以表示为光源出光信号的脉冲的高电平时间。
例如，在一些示例中，步骤S240、步骤S340、步骤S442中涉及的光源控制选择函数可以参考图5A和图5B的描述。图5A示出了本公开至少一实施例提供的光源出光功率与当前移动速度的函数的获得方法的流程图。图5B 示出了预先设置的用于加工试验的加工轨迹的示意图。如图5A所示，所述光源控制选择函数的获得方法500包括步骤S510至步骤S550。
步骤S510：预先设置加工设备的最大加工速度和光源的参考光源输出功率。
步骤S520：当加工设备以最大加工速度匀速移动且光源以参考光源输出功率出光时，获取与最大加工速度和参考光源输出功率对应的加工线缝，将所获取的加工线缝的宽度记录为参考宽度。
步骤S530：预先设置加工设备的加工轨迹，其中，加工轨迹被划分成多个匀速区段，多个匀速区段中的每一个配置为具有应用于该匀速区段的加工速度，其中，多个匀速区段包括匀速直线区段和/或匀速圆周区段。
步骤S540：根据被划分的匀速区段和加工速度，获取匀速区段内的加工线缝的宽度，其中，加工线缝的宽度与加工速度一一对应。
步骤S550：根据各个匀速区段内的加工线缝的宽度和与参考光源输出功率对应的参考宽度，分别获取各个匀速区段的光源输出功率，以得到相应的控制位置数据，其中，控制位置数据包括加工速度和各个匀速区段的光源输出功率，各个匀速区段的光源输出功率与加工速度一一对应。
步骤S560：根据所获得的多个控制位置数据，得到光源控制选择函数。
例如，在一些示例中，在步骤S510中，预先设置加工设备130的最大加工速度Vmax和光源140的参考光源输出功率Pref，最大加工速度和参考光源输出功率可以提供给随后的其他加工速度对应的其他光源输出功率作为参考。例如，最大加工速度可以等于或小于加工设备130的能够提供的最大加工速度，并且参考光源输出功率基于所需的加工条件或所需的加工线缝的宽度可以等于或小于诸如激光器的光源的系统自带的最大光源输出功率，也可以等于或小于经过其它光学元件能够达到的最大光源输出功率。本公开的实施例对此不作限制。
例如，在一些示例中，在步骤S520中，当加工设备130以最大加工速度Vmax匀速移动且光源140以参考光源输出功率Pref出光时，控制装置120 从测量单元(图1中未示出)获取与最大加工速度Vmax和参考光源输出功率 Pref对应的加工线缝，并且将所获取的加工线缝的宽度记录为参考宽度W0。例如，所使用的测量单元可以是诸如CCD相机，CMOS相机、二维影像测量仪等的图像采集器。例如，在一些示例中，测量单元配置为获取加工轨迹、加工线缝的宽度等参数，并且可以配置为用于定位工件在加工设备中的布置。例如，测量单元可以与控制装置110耦接，并且设置在加工设备130的内部。替代地，测量单元还可以设置在加工设备130的外部。本公开的实施例对此不作限制。例如，测量单元可以采用本领域的测量设备实现，在此不再赘述。
例如，在一些示例中，在步骤S530中，在使用预先设置的加工轨迹进行加工试验之前，通过手动设置或自动速度规划的方式将预先设置的加工轨迹划分成多个匀速区段。例如，手动设置可以是操作者根据经验值设置，而自动速度规划可以是基于加工设备的移动单元的运动设置进行规划。
例如，在一些示例中，该预先设置的加工轨迹可以参考图5B。根据实际加工速度的变化，该加工轨迹具有圆角矩形的形状，并且可以划分为加速区段(图5B中用“加速段”表示)、匀速区段(图5B中用“匀速段”表示) 和减速区段(图5B中用“减速段”表示)。匀速区段包括匀速直线区段和匀速圆周区段，而且加速区段和/或减速区段可以被称为变速区段。如图5B所示，各个匀速段的速度分别表示为V1、V2、…、V9。例如，在一些示例中， V1、V3、V5、V7、V9均处于匀速直线区段因此具有较大的加工速度。例如在一些示例中，V2、V4、V6、V8均处于匀速圆周区段之间，由于圆周曲率相近，因此具有相近或相等的加工速度。例如，在一些示例中，V1、V2、...、 V9还可以为互不相同的加工速度，本公开的实施例对此不作限制。虽然如图5B所示的加工轨迹展示了具有9个不同的匀速区段闭合曲线，但是用于实际加工试验的加工轨迹可以采用其他形式的曲线，例如B样条曲线、非均匀有理B样条曲线等，并且匀速区段的数目可以更少或更多。在此，本公开的实施例对此不作限制。
例如，值得注意的，根据该预先设置的加工轨迹进行加工，无论是直线匀速还是圆周匀速都可以在确定该匀速段的速度的条件下保证加工线缝宽度一致。例如，在一些示例中，变速段可以被近似分割成多个微小匀速段的集合，在每个微小匀速段处，根据定位单元134探测此处的当前移动速度，因此保证加工线缝的宽度一致。
例如，在一些示例中，在步骤S540中，根据被划分的匀速区段和所述加工速度，控制装置120从测量单元(图1中未示出)获取匀速区段内的加工线缝的宽度Wi。例如，在一些示例中，加工线缝的宽度Wi与加工速度 Vi一一对应。在实际加工过程中，加工速度可以使用加工设备130的定位单元134的脉冲信号来确定为当前加工速度，以更加精确地获取加工时所使用的加工速度。
例如，在一些示例中，在步骤S550中，根据各个匀速区段内的加工线缝的宽度Wi和参考光源输出功率Pref对应的参考宽度W0，分别获取匀速区段内光源输出功率Pi，以得到相应的控制位置数据(Vi，Pi)。例如，在一些示例中，通过步骤S550获得的光源输出功率Pi可以表示为：
Figure BDA0002583091240000161
其中，Pi表示为第i个匀速区段的光源输出功率，a表示为恒定值，Wi表示为第i个匀速区段的加工线缝的宽度，Pref表示为光源的参考光源输出功率， W0表示为与参考光源输出功率Pref对应的加工线缝的参考宽度，其中，i表示匀速区段的数目，为大于1的整数。例如，在一些示例中，a的数值可以预先设定或根据实际加工中加工速度下的加工线缝的宽度来进行校准。
例如，在一些示例中，在步骤S560中，根据步骤S550中所获得的多个控制位置数据(Vi，Pi)，得到光源控制函数，特别是加工速度Vi和光源输出功率Pi之间的函数。例如，这二者的函数关系通过将多个控制位置之间按照加工速度的大小依次连接、或者按照线性拟合或非线性拟合来得出。例如，在一些示例中，所确定的光源控制选择函数可以包括多个分段函数，各个分段函数具有不同的斜率且配置为单调递增函数或常函数。本公开的实施例对于分段函数的具体形式不作限制。
例如，在一些示例中，操作者还可以根据实际应用场景，重复上述步骤 S510至步骤S560确定更多个控制位置数据，从而进一步优化光源控制选择函数。由于实际环境的差异，诸如温度、外部撞击、湿度、设备移动等影响，因此操作者可以基于参考的当前移动速度-功率曲线进一步微调，使得加工线缝宽度一致。
要指出的是，总体上，上述方法500可以在进行加工操作之前执行，以确定在实际加工操作中要使用的光源控制选择函数。替代地，上述方法500 的某些部分或全部步骤还可以在实际加工操作期间或之后进行，以评估实际的加工轨迹中的加工线缝宽度是否均匀，并根据评估结果的反馈来选择性地优化步骤500中的光源输出功率的表达式的关系，从而进一步优化光源输出功率与加工线缝宽度的函数关系，并且提高光源控制函数的调整准确度。
根据当前移动速度输入到上述函数中，可以对不同金属的实时调整控制信号的高电平时间，从而控制光源对工件的加工。
例如，在一些示例中，光源出光控制信号的光源开启时间由光源输出功率确定，且光源开启时间与光源输出功率是成正相关对应的。例如，光源开启时间与光源输出功率是线性相关的。
例如，在一些示例中，对于步骤S444，在加工设备130的当前运动信息不满足预先设定的加工间距的情况下，则回到步骤S420，进入所述当前判断周期的下一个判断周期重新判断下一次运动信息是否满足预先设定的加工间距。
在加工过程中，通过不断重复步骤S420至步骤S444，直至完成所有加工操作，加工操作结束，关闭光源。
例如，本公开至少一实施例提供的加工控制方法还可以进一步包括以下步骤：在加工设备130的当前运动信息满足判断的情况下，通过所获取的当前加工数据更新在先存储的当前加工数据(图4中未示出)，例如当前的位置信息和当前的脉冲数据。例如，还可以存储上述运算中的任何中间数值、得到的结果数据，有助于对具有光源控制选择函数的加工控制方法的进一步优化。优化的步骤和方法可以采用回归、递归、外推、统计分析等数学方法来实现。
例如，在一些示例中，光源是连续激光器，特别是光纤激光器。连续激光器的选择可以参考前文描述，在此不再赘述。
需要说明的是，在本公开的实施例中，本公开上述各个实施例提供的加工控制方法的流程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行。虽然上文描述的加工控制方法的流程包括特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚地了解，多个操作的顺序并不受限制。上文描述的加工控制方法可以执行一次，也可以按照预定条件执行多次。
本公开上述实施例提供的加工控制方法可以实现实时获取加工参数和加工设备的光源的光源控制选择函数，并且基于它们在满足调整用于光源的光源出光控制信号的判断条件下实时输出可调整的出光控制信号。具体的示例中，在较短的判断周期内实时确定当前出光位置，且将其与预期的出光位置进行比较，从而有助于使加工控制方法的调整过程中的时间延迟最小化。并且根据加工设备的光源的光源控制选择函数来实时输出可调整的出光控制信号，可以在加工速度发生变化的情况下实时调整出光控制信号，从而实现输出能量均匀的激光光束，提高加工精度，而且降低甚至消除激光器的充能作用下对输出功率的影响。
图6为本公开至少一实施例提供的一种控制装置600的示意性框图。如图6所示，该控制装置600包括第一获取模块610、第二获取模块620、判断模块630和调整模块640。例如，这些模块可以用软件、硬件、固件及其任意组合实现，例如，当使用硬件实现时，第一获取模块可以实现为第一获取电路。同样地，当使用硬件实现时其他模块实现为对应的电路是可能的。例如，可以通过中央处理单元(CPU)、图像处理器(GPU)、张量处理器(TPU)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元以及相应计算机指令来实现这些电路。
第一获取模块610配置为从数控设备110获取控制加工设备130操作的加工参数、光源控制选择函数。第一获取模块610可以实现步骤S210，其具体实现方法可以参考步骤S210的相关描述，在此不再赘述。
第二获取模块620配置为从加工设备130的定位单元134获取加工设备130的当前加工数据。第二获取模块620可以实现步骤S220，其具体实现方法可以参考步骤S220的相关描述，在此不再赘述。
判断模块630配置为基于加工设备130的当前加工数据和加工参数，判断是否要调整用于光源的光源控制信号。判断模块630可以实现步骤S230，其具体实现方法可以参考步骤S230的相关描述，在此不再赘述。
调整模块640配置为在调整用于光源的光源控制信号的情况下，则基于当前加工数据以及光源控制选择函数，调整用于光源的光源控制信号，且基于光源出光控制信号控制光源140出光以对工件进行加工。调整模块640可以实现步骤S240，其具体实现方法可以参考步骤S240的相关描述，在此不再赘述。
例如，在一些示例中，该控制装置还包括更新模块650，配置为在调整用于光源的光源控制信号的情况下，用所获取的多个信号更新在先存储的多个信号。更新模块650可以实现如上的更新步骤，其具体实现方法可以参见上文的相关描述，在此不再赘述。
例如，在控制装置600的一些示例中，光源是连续激光器，其具体实现方法可以参见上文的关于连续激光器的描述，在此不再赘述。
需要注意的是，在本公开的实施例中，控制装置可以包括更多或更少的电路或单元，并且各个电路或单元之间的耦接关系不受限制，可以根据实际需求而定。各个电路的具体构成方式不受限制，可以根据电路原理由模拟器件构成，也可以由数字芯片构成，或者以其他适用的方式构成。
图7是是本公开至少一实施例提供的另一种控制装置700的示意性框图。如图7所示，控制装置700包括处理器710、存储器720以及一个或多个计算机程序模块722。
例如，处理器710与存储器720之间通过总线系统730耦接。例如，一个或多个计算机程序模块722被存储在存储器720中并被配置为由处理器 710执行，一个或多个计算机程序模块722包括用于执行本公开任一实施例提供的用于控制装置的加工控制方法的指令。例如，一个或多个计算机程序模块722中的指令可以由处理器710执行。例如，总线系统230可以是串行、并行通信总线等，本公开的实施例对此不作限制。
例如，处理器710可以包括FPGA处理器、ARM处理器、中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、图像处理器(GPU)、或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元。例如，处理器710可以为通用处理器或专用处理器，并且可以控制控制装置700中的其它组件以执行期望的功能。
例如，存储器720可以包括一个或多个计算机程序产品，该计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。该非易失性存储器例如可以包括只读存储器 (ROM)、光盘、磁盘、软盘、闪存(flash)等。在计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器710可以运行该程序指令，以实现本公开实施例中(由处理器710实现)的功能以及/或者其它期望的功能，例如加工控制方法等。在该计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据，例如当前加工速度、加工参数、光源控制选择函数等，以及应用程序使用和/或产生的各种数据等。
需要说明的是，为了清楚、简洁，本公开实施例没有给出控制装置700 的全部组成单元。应理解，为实现控制装置700的必要功能，本领域技术人员可以根据具体应用场景需要来提供、设置其他未示出的组成单元，本公开的实施例对此不作限制。
关于不同实施例中的控制装置600和控制装置700的技术效果可以参考本公开的实施例中提供的加工控制方法的技术效果，这里不再赘述。
下面将结合图8至图10B对本发明的具体实施例进行阐述。图8是本公开具体实施例提供的一种焊接加工控制系统的示意性框图。如图8所示，加工控制系统800包括数控设备810、焊接控制器820、机床830和连续激光器840。特别是，该加工控制系统800用于金属材料的加工。
例如，机床830可以配置为它的定位单元的速度信号经由两个或更多个编码器850生成，并且通过至少一个编码器850发送到焊接控制器820。例如，两个或更多个编码器850可以全部或部分地设置成机床830的组成单元。替代地，该两个或更多个编码器850可以全部或部分地设置在机床830的外部的装置。本公开实施例对此不作限制。
例如，数控设备810内置的数控软件模块的参数信号通过线路连接焊接控制器，焊接控制器输出控制信号给到连续激光器。
例如，焊接控制器820配置为执行以下步骤：
(1)焊接控制器820接收通过数控设备810内部的软件模块根据工件的加工需求设置的诸如焊接间距Delta_s、焊接加工速度Vwork之类的加工参数，以及机床830实时加工速度-激光器实时输出功率曲线Curvev2p。例如，焊接间距表示相邻两个焊接点之间的间距，特别是表示相邻两个出光位置的间距。
(2)焊接控制器820从机床830通过机床伺服驱动器运动轴中的两个或更多个编码器850来接收由编码器850生成的脉冲信号与位置信号。
(3)焊接控制器820根据编码器850生成的位置信号，计算出当前位置与上次超快激光器出光位置的实际距离D，表示如下：
Figure 1
其中，n为机床伺服驱动器运动轴的轴数，n的取值为大于等于2的整数，encoder_i_cur是指当前时刻i轴坐标值，encoder_i_pre是指上一个出光时刻f轴坐标值。
(4)焊接控制器从机床830的编码器850接收编码器脉冲值，并且根据当前接收的编码器脉冲值与在先存储的前一次接收的编码器脉冲值来计算机床830的当前运动速度Vcur，表示如下：
Figure BDA0002583091240000212
其中，nres是编码器分辨率，且单位为μm/脉冲，N为编码器的相邻两个输入脉冲间隔(即，当前接收的编码脉冲值与前一次接收的编码器脉冲值之间间隔)的焊接控制器820的系统时钟数，Tsys为焊接控制器820的系统时钟周期。
(5)在当前焊接控制器的系统时钟周期内，判断实际距离D是否达到由数控设备810设置的焊接间距Delta_s，即下式是否成立：
D+Vcur×Tsys≥Delta_s。
(6)如果实际距离D达到焊接间距Deltas，即D+Vcur×Tsys≥Delta_s 成立，则焊接控制器840会将机床当前运动速度Vcur输入到机床实时加工速度-激光器实时输出功率曲线Curvev2p中，并且进一步获取连续激光器840 的实时输出功率值所对应的出光高电平时间Thigh。而且，在当前系统时钟周期内，焊接控制器820生成高电平时间为Thigh的控制信号，且输出到连续激光器840以供焊接。
(7)焊接控制器840更新encoder_i_pre数值，将当前系统时钟周期所接收的encoder_f_cur赋值给在先存储的encoder_f_pre。
(8)如果实际距离D没有达到焊接间距Deltas，即D+Vcur×Tsys≥ Delta_s不成立，则焊接控制器840回到步骤(3)进入下一个系统时钟周期。
(9)完成焊接加工任务后，焊接控制器820的将连续激光器840的控制信号转换为逻辑低电平，从而结束焊接加工操作。
根据如上所述的加工控制方法可以理解为等间距的焊接加工方法，通过保持当前出光位置与前一次出光位置之间的焊接间距保持不变来实时确定出光位置处的控制信号。相对不变的焊接间距保证每次出光位置处的连续激光器的出光能量相同。根据前述提及的，在光源采用脉冲激光器的情况下，相等的出光时间可以保证出光能量相同。然而，在光源采用连续激光器的情况下，在由于机床的加工速度变化而引起的供电开启时的充能的影响下，连续激光器在加工速度变化时无法通过相等的出光时间保证出光能量相同。出于在等间距加工过程中保证连续激光器840的出光能量均匀，焊接控制器 820引入了连续激光器的出光功率与机床实时加工速度的函数。
图9是本公开具体实施例提供的对于不同金属材料的光源出光功率与机床当前移动速度的函数曲线图。例如，针对不同金属材料的光源控制选择函数可以根据如图5A所示的步骤来分别确定并且将这些函数预先储存到数控设备中。如图9所示，不同金属材料或相同金属材料的不同加工速度需要的光源出光功率存在区别，因此，操作者根据所使用的金属材料的类型来选择所需要的光源控制选择函数。不同的金属A(表示为实线)、金属B(表示为短虚线)、金属C(表示为点划线)、金属D(表示为长短相间的虚线)的光源出光功率与当前移动速度的函数包括具有多个不同斜率的分段函数。例如，分段函数的个数可以对应于控制位置数据的数目。例如，在当前移动速度小于指定的移动速度V0(如图9所示)时，各个分段函数为单调递增函数或常函数，也可以称为不减函数。注意到，图9所示的光源出光功率的Pmax是指测试某一金属材料时所使用的光源出光功率的最大值，而不必是光源可提供的最大功率。同样地，图9中的最大当前移动速度Vcur-max也不必是加工设备130可提供的最大加工速度。本公开的实施例对此不做限制。
图10B是使用至少以具体实施例提供的加工控制方法的焊接效果图。
图10B所示，采用本公开的具体实施例的加工控制方式，即通过等间距焊接与连续激光器的出光功率与加工设备实时加工速度的函数相结合的方法，能够消除拐角处焊接点间距不均匀的现象，实现了拐角处出光能量的均匀分布，保证焊接产品的气密性和一致性，消除了连续激光器的充能现象。
本公开至少一实施例还提供一种计算机可读存储介质。图11是本公开至少一实施例提供的计算机可读存储介质1100的示意图。如图11所示，计算机可读存储介质1100非暂时性地存储计算机可读指令，当计算机可读指令1101由计算机(包括处理器)执行时可以执行本公开任一实施例提供的加工控制方法。
计算机可读存储介质1100例如可以包括但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。具体而言，计算机可读存储介质可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、软盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
值得注意的，本申请中的步骤流程图以及以上方法描述仅作为例示性的例子并且不旨在于要求或暗示必须按照给出的顺序进行各个实施例的步骤，某些步骤可以并行、彼此独立或按照其他适当的顺序执行。另外，诸如“其次”、“然后”、“接下来”等等的词语不旨在于限制步骤的顺序；这些词语仅用于引导读者通读这些方法的描述。
本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。还需要指出的是，在本申请的装置和方法中，各部件或各步骤是可以分解和 /或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。
有以下几点需要说明：
(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上所述仅是本公开的示范性实施方式，而非用于限制本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (15)

1.一种加工控制方法，应用于控制装置，包括：
获取控制加工设备操作的加工参数以及用于所述加工设备的光源的光源控制选择函数；
获取所述加工设备的当前加工数据；
基于所述加工设备的当前加工数据和所述加工参数，判断是否调整用于所述光源的光源出光控制信号；以及
在调整用于所述光源的光源出光控制信号的情况下，则基于所述当前加工数据以及所述光源控制选择函数，调整所述光源出光控制信号，且基于所述光源出光控制信号控制连续激光器的上电时间以对工件进行加工，其中所述光源是连续激光器，
所述光源控制选择函数为所述加工设备的当前移动速度与光源输出功率的函数，其中，获取所述光源控制选择函数，包括：
预先设置所述加工设备的最大加工速度和所述光源的参考光源输出功率；
当所述加工设备以所述最大加工速度匀速移动且所述光源以所述参考光源输出功率出光时，获取与所述最大加工速度和所述参考光源输出功率对应的加工线缝，将所获取的加工线缝的宽度记录为参考宽度；
预先设置所述加工设备的加工轨迹，其中，所述加工轨迹被划分成多个匀速区段，所述多个匀速区段中的每一个配置为具有应用于该匀速区段的加工速度，其中，所述多个匀速区段包括匀速直线区段和/或匀速圆周区段；
根据被划分的匀速区段和所述加工速度，获取所述匀速区段内的所述加工线缝的宽度，其中，所述加工线缝的宽度与所述加工速度一一对应；
根据各个匀速区段内的加工线缝的宽度和与所述参考光源输出功率对应的所述参考宽度，分别获取各个匀速区段的光源输出功率，以得到相应的控制位置数据，其中，所述控制位置数据包括所述加工速度和所述各个匀速区段的光源输出功率，所述各个匀速区段的光源输出功率与所述加工速度一一对应；以及
根据所获得的多个控制位置数据，得到所述光源控制选择函数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加工参数包括加工间距和加工速度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述加工设备的当前加工数据包括所述加工设备的定位单元的脉冲数据和当前位置信息，其中，所述定位单元配置为定位所述光源的用于所述工件加工的出光位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，基于所述加工设备的当前加工数据和所述加工参数，判断是否调整用于所述光源的光源出光控制信号，包括：
获取所述光源在上一个出光时刻的出光位置信息和上一个相邻脉冲数据；
确定所述定位单元的当前位置信息与所述上一个出光时刻的出光位置信息之间的距离；
根据所述定位单元的脉冲数据和所述上一个相邻脉冲数据，确定所述加工设备的当前移动速度；以及
基于所述定位单元的当前位置信息与所述光源在上一个出光时刻的出光位置信息之间的距离、所述当前移动速度和所述加工间距，判断是否调整用于所述光源的光源出光控制信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，基于所述定位单元的当前位置信息与所述光源在上一个出光时刻的出光位置信息之间的距离、所述当前移动速度和所述加工间距，判断是否调整用于所述光源的光源出光控制信号，包括：
基于所述定位单元的当前位置信息与所述光源在上一个出光时刻的出光位置信息之间的距离和所述当前移动速度，确定所述加工设备的当前运动信息；以及
判断所述当前运动信息是否满足预先设定的加工参数，
其中，所述预先设定的加工参数是预先设定的加工间距。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在调整用于所述光源的光源出光控制信号的情况下，则基于所述当前加工数据以及所述光源控制选择函数，调整所述光源出光控制信号，以基于所述光源出光控制信号控制所述光源出光以进行加工，包括：
在所述当前运动信息满足所述预先设定的加工参数的情况下，则在多个判断周期中的当前判断周期内，由所述光源控制选择函数根据所述当前移动速度，获取所述光源出光控制信号的光源开启时间，并在所述当前判断周期内，将包括所述光源开启时间的光源出光控制信号发送到所述光源，以触发所述光源出光以进行加工；以及
在所述当前运动信息不满足所述预先设定的加工参数的情况下，则进入所述当前判断周期的下一个判断周期，并重新判断下一次运动信息是否满足所述预先设定的加工参数，
其中，所述多个判断周期的每一个小于相邻两个出光时刻之间的时间间隔。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，根据各个匀速区段内的所述加工线缝的宽度和与所述参考光源输出功率对应的所述参考宽度，分别获取所述各个匀速区段的光源输出功率可以表示为如下公式：
Figure FDA0003681401550000031
其中，Pi表示为第i个匀速区段的光源输出功率，a表示为恒定值，Wi表示为所述第i个匀速区段的加工线缝的宽度，Pref表示为所述光源的参考光源输出功率，W0表示与所述参考光源输出功率对应的加工线缝的参考宽度，其中，i表示所述多个匀速区段的数目，为大于1的整数。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述光源出光控制信号的光源开启时间由所述光源输出功率确定，且所述光源开启时间与所述光源输出功率是成比例的。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，判断所述当前运动信息是否满足预先设定的加工参数通过以下公式表示：
Vreal+Vreal×Tsys≥Vset，
其中，Vreal为所述加工设备的实际的加工距离，Vreal为所述加工设备的当前移动速度，Tsys为所述判断周期，Vset为预先设定的加工间距。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括，在满足判断的情况下，用所获取的当前加工数据更新在先存储的当前加工数据。
11.一种控制装置，包括：
第一获取模块，配置为获取控制加工设备操作的加工参数、光源控制选择函数；
第二获取模块，配置为获取所述加工设备的当前加工数据；
判断模块，配置为基于所述加工设备的当前加工数据和所述加工参数，判断是否要调整用于光源的光源出光控制信号；以及
调整模块，配置为在调整用于所述光源的光源出光控制信号的情况下，则基于所述当前加工数据以及所述光源控制选择函数，调整所述光源出光控制信号，且基于所述光源出光控制信号控制连续激光器的上电时间以对工件进行加工，其中所述光源是连续激光器，
其中所述光源控制选择函数为所述加工设备的当前移动速度与光源输出功率的函数，其中，获取所述光源控制选择函数，包括：
预先设置所述加工设备的最大加工速度和所述光源的参考光源输出功率；
当所述加工设备以所述最大加工速度匀速移动且所述光源以所述参考光源输出功率出光时，获取与所述最大加工速度和所述参考光源输出功率对应的加工线缝，将所获取的加工线缝的宽度记录为参考宽度；
预先设置所述加工设备的加工轨迹，其中，所述加工轨迹被划分成多个匀速区段，所述多个匀速区段中的每一个配置为具有应用于该匀速区段的加工速度，其中，所述多个匀速区段包括匀速直线区段和/或匀速圆周区段；
根据被划分的匀速区段和所述加工速度，获取所述匀速区段内的所述加工线缝的宽度，其中，所述加工线缝的宽度与所述加工速度一一对应；
根据各个匀速区段内的加工线缝的宽度和与所述参考光源输出功率对应的所述参考宽度，分别获取各个匀速区段的光源输出功率，以得到相应的控制位置数据，其中，所述控制位置数据包括所述加工速度和所述各个匀速区段的光源输出功率，所述各个匀速区段的光源输出功率与所述加工速度一一对应；以及
根据所获得的多个控制位置数据，得到所述光源控制选择函数。
12.根据权利要求11所述的控制装置，还包括：
更新模块，配置为在调整用于所述光源的光源出光控制信号的情况下，用所获取的当前加工数据更新在先存储的当前加工数据。
13.一种控制装置，包括：
处理器；
存储器；
一个或多个计算机程序模块，其中，所述一个或多个计算机程序模块被存储在所述存储器中并被配置为由所述处理器执行，所述一个或多个计算机程序模块包括用于执行实现根据权利要求1-10任一项所述的加工控制方法的指令。
14.一种加工控制系统，包括：
根据权利要求11- 13任一项所述的控制装置，
数控设备，耦接到所述控制装置，且配置为设置所述加工参数和所述光源控制选择函数；
加工设备，耦接到所述控制装置，且包括移动单元和定位单元，所述移动单元配置为通过数控设备的加工参数的控制是可移动，且所述移动单元上设置有用于所述工件加工的出光位置，并且所述定位单元配置为定位所述光源的用于所述工件加工的出光位置，生成当前加工数据并发送至所述控制装置；以及
光源，耦接到所述控制装置，且配置为基于所述光源出光控制信号控制所述光源出光以对所述工件进行加工。
15.一种存储介质，非暂时性地存储计算机可读指令，当所述计算机可读指令由计算机执行时可以执行根据权利要求1-10任一项所述的加工控制方法。
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