CN113111488B - 一种机器人激光切割参数虚拟调试方法、装置及存储介质 - Google Patents

一种机器人激光切割参数虚拟调试方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机器人激光切割参数虚拟调试方法、装置及存储介质，包括：获取根据零件参数进行若干次试验采集得到的切割参数，根据切割参数建立切割参数数据库；将待切割零件数据导入到激光切割仿真软件中，使激光切割仿真软件根据待切割零件数据生成对应的切割轨迹；对切割轨迹进行仿真检测，在检测通过后控制仿真软件从切割参数数据库中匹配切割轨迹对应的切割参数，并根据切割参数生成模拟切割程序；根据模拟切割程序模拟切割得到切割效果，并判断切割效果是否达到预设切割标准；在切割效果达到预设切割标准时，将模拟切割程序作为实际切割程序导入到机器人控制器中。本发明实施例能够有效提高切割参数调试的效率。

Description

一种机器人激光切割参数虚拟调试方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及机器人切割技术领域，尤其是涉及一种机器人激光切割参数虚拟调试方法、装置及存储介质。
背景技术
现有的机器人激光切割参数调试方法，通常为通过人工依据切割板材质和切割板厚编制相应的参数表，激光切割仿真软件根据零件数据生成轨迹程序，再由人工手动示教将参数表和已生成的轨迹程序均输入到机器人控制器中，对零件进行实际切割以验证机器人是否能切割出质量合格的零件。然而，现有的机器人激光切割参数调试方法需要人工编制每一个零件的切割参数，导致切割参数调试的效率较低。
发明内容
本发明提供了一种机器人激光切割参数虚拟调试方法、装置及存储介质，以解决现有的机器人激光切割参数调试方法需要人工编制每一个零件的切割参数，导致切割参数调试的效率较低的技术问题。
本发明的第一实施例提供了一种机器人激光切割参数虚拟调试方法，包括：
获取根据所述零件参数进行若干次试验采集得到的切割参数，根据所述切割参数建立切割参数数据库；
将待切割零件数据导入到激光切割仿真软件中，使所述激光切割仿真软件根据所述待切割零件数据生成对应的切割轨迹；
对所述切割轨迹进行仿真检测，在检测通过后控制所述仿真软件从所述切割参数数据库中匹配所述切割轨迹对应的切割参数，并根据所述切割参数生成模拟切割程序；
根据所述模拟切割程序模拟切割得到切割效果，并判断所述切割效果是否达到预设切割标准；在所述切割效果达到所述预设切割标准时，将所述模拟切割程序作为实际切割程序导入到机器人控制器中。
进一步的，所述零件参数包括：零件材质、零件板厚和零件切割形式，所述切割参数包括切割功率、切割速度、占空比、频率、气体类型和气压。
进一步的，所述对所述切割轨迹进行仿真检测，具体为：
对所述切割轨迹进行仿真检测，检测所述切割轨迹是否达到预设标准，若所述切割轨迹达到预设标准，则判断所述切割轨迹通过仿真检测；
若所述切割轨迹不合理，则根据所述激光仿真软件内置的优化算法根据所述切割轨迹计算得到调整值，根据所述调整至对所述切割轨迹进行调整，直至所述切割轨迹达到预设标准。
进一步的，所述根据所述模拟切割程序模拟切割得到切割效果，并判断所述切割效果是否达到预设切割标准，包括：
根据所述模拟切割程序模拟切割得到切割效果，根据所述激光切割仿真软件的内置算法计算所述切割效果是否达到预设切割标准，在所述切割效果未达到所述预设切割标准时，根据所述切割效果对所述导入到激光切割仿真软件中的待切割零件数据进行调整，直至获得达到预设切割标准的切割效果。
本发明的第二实施例提供了一种机器人激光切割参数虚拟调试装置，包括：
数据库建立模块，用于获取根据所述零件参数进行若干次试验采集得到的切割参数，根据所述切割参数建立切割参数数据库；
数据导入模块，用于将待切割零件数据导入到激光切割仿真软件中，使所述激光切割仿真软件根据所述待切割零件数据生成对应的切割轨迹；
程序生成模块，用于对所述切割轨迹进行仿真检测，在检测通过后控制所述仿真软件从所述切割参数数据库中匹配所述切割轨迹对应的切割参数，并根据所述切割参数生成模拟切割程序；
程序导入模块，用于根据所述模拟切割程序模拟切割得到切割效果，并判断所述切割效果是否达到预设切割标准；在所述切割效果达到所述预设切割标准时，将所述模拟切割程序作为实际切割程序导入到机器人控制器中。
进一步的，所述零件参数包括：零件材质、零件板厚和零件切割形式，所述切割参数包括切割功率、切割速度、占空比、频率、气体类型和气压。
进一步的，所述对所述切割轨迹进行仿真检测，具体为：
对所述切割轨迹进行仿真检测，检测所述切割轨迹是否达到预设标准，若所述切割轨迹达到预设标准，则判断所述切割轨迹通过仿真检测；
若所述切割轨迹不合理，则根据所述激光仿真软件内置的优化算法根据所述切割轨迹计算得到调整值，根据所述调整至对所述切割轨迹进行调整，直至所述切割轨迹达到预设标准。
进一步的，所述根据所述模拟切割程序模拟切割得到切割效果，并判断所述切割效果是否达到预设切割标准，包括：
根据所述模拟切割程序模拟切割得到切割效果，根据所述激光切割仿真软件的内置算法计算所述切割效果是否达到预设切割标准，在所述切割效果未达到所述预设切割标准时，根据所述切割效果对所述导入到激光切割仿真软件中的待切割零件数据进行调整，直至获得达到预设切割标准的切割效果。
本发明第三实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的一种机器人激光切割参数虚拟调试方法。
本发明实施例根据零件参数进行若干次试验采集得到的切割参数建立切割参数数据库，并根据切割轨迹与切割参数数据库对应的切割参数进行自动匹配，以生成切割程序，无需人工对每一个零件的切割参数进行编制，从而能够有效提高切割参数调试的效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种机器人激光切割参数虚拟调试方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种机器人激光切割参数虚拟调试方法的另一流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种机器人激光切割参数虚拟调试装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参阅图1，在本发明的第一实施例中，本发明的第一实施例提供了一种机器人激光切割参数虚拟调试方法，包括：
S1、获取根据零件参数进行若干次试验采集得到的切割参数，根据切割参数建立切割参数数据库；
在本发明实施例中，零件参数包括零件材质、板厚、零件切割形式，本发明实施例根据零件参数进行若干次试验，采集若干次试验的切割参数，并根据该切割参数建立切割参数数据库，其中，切割参数包括切割功率、切割速度、占空比、频率、气体类型和气压。在一种具体的实施方式中，切割参数数据库的编制方式为：零件材质类型(字母表示)-切割气体类型(字母表示)-材质板厚(数字表示)-切割形式(数字表示)。例如字母C代表碳钢、字母O切割气体类型、材质板厚直接用实际数字(单位mm)进行编号。切割形式编号规则为：穿孔编号为1、方孔编号为2、圆孔编号为3、直线编号为4、拐角编号为5、裙边编号为6。可以理解的是，切割参数C-O-2-3代表用氧气切割2mm厚碳钢圆孔。本发明实施例所建立的切割参数数据库的切割参数可保证编号具有唯一性，使得切割参数能够与切割轨迹一一对应。
本发明实施例的切割参数具有唯一编号，使得在通过该切割参数生成对应的切割轨迹时，能够根据唯一编号追溯到每一切割参数，从而能够有效提高对切割参数进行调试的效率。
S2、将待切割零件数据导入到激光切割仿真软件中，使激光切割仿真软件根据待切割零件数据生成对应的切割轨迹；
S3、对切割轨迹进行仿真检测，在检测通过后控制仿真软件从切割参数数据库中匹配切割轨迹对应的切割参数，并根据切割参数生成模拟切割程序；
在本发明实施例中，在切割轨迹的检测通过后，结合待切割零件数据以及该切割轨迹，从切割数据库中匹配对应的切割参数以身长模拟切割程序，其中该所匹配的割参数具有唯一编号。
S4、根据模拟切割程序模拟切割得到切割效果，并判断切割效果是否达到预设切割标准；在切割效果达到预设切割标准时，将模拟切割程序作为实际切割程序导入到机器人控制器中。
本发明实施例根据零件参数进行若干次试验采集得到的切割参数建立切割参数数据库，并根据切割轨迹与切割参数数据库对应的切割参数进行自动匹配，以生成切割程序，无需人工对每一个零件的切割参数进行编制，从而能够有效提高切割参数调试的效率。
请参阅表1，本发明实施例的切割参数数据库可以以切割参数表进行表示。
表1：切割参数表
Figure BDA0002970500620000061
作为本发明实施例的一种具体实施方式，对切割轨迹进行仿真检测，具体为：
对切割轨迹进行仿真检测，检测切割轨迹是否达到预设标准，若切割轨迹达到预设标准，则判断切割轨迹通过仿真检测；
若切割轨迹不合理，则根据激光仿真软件内置的优化算法根据切割轨迹计算得到调整值，根据调整至对切割轨迹进行调整，直至切割轨迹达到预设标准。
在本发明实施例中，对切割轨迹进行仿真检测具体为：检测切割轨迹是否存在干涉、碰撞、姿态不合理的问题。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，根据模拟切割程序模拟切割得到切割效果，并判断切割效果是否达到预设切割标准，包括：
根据模拟切割程序模拟切割得到切割效果，根据激光切割仿真软件的内置算法计算切割效果是否达到预设切割标准，在切割效果未达到预设切割标准时，根据切割效果对导入到激光切割仿真软件中的待切割零件数据进行调整，直至获得达到预设切割标准的切割效果。
在本发明实施例中，激光切割仿真软件内置用于判断切割效果是否达到预设切割标准的算法，具体的，根据切割效果的切割轮廓与预设切割标准的切割轮廓进行比对，在两者的相似度达到预设值后，判断该切割效果达到预设切割标准，从而能够有效提高切割的准确性；在切割效果未达到预设切割标准时，以该切割效果为依据对零件数据进行自动调整，直至获得最终的、符合预设切割标准的切割效果，无需通过人工示教的方式进行切割参数的调试，从而能够进一步提高切割参数调试的效率。
实施本发明实施例，具有以下有益效果：
本发明实施例根据零件参数进行若干次试验采集得到的切割参数建立切割参数数据库，并根据切割轨迹与切割参数数据库对应的切割参数进行自动匹配，以生成切割程序，无需通过人工对每一个零件的切割参数进行编制，从而能够有效提高切割参数调试的效率。
进一步地，本发明实施例能够实现切割参数和轨迹同步虚拟调试，从而能够进一步的提高机器人激光切割参数调试的效率。
请参阅图3，本发明的第三实施例提供了一种机器人激光切割参数虚拟调试方法的具体步骤：
步骤1：将零件数据导入激光切割仿真软件，将零件放置在合适的仿真环境位置；
步骤2：选定零件所需完成切割的轨迹轮廓线；
步骤3：生成零件所需切割的切割轨迹，并设定进出刀尺寸，设定机器人进出安全平面最低高度；
步骤4：对切割轨迹进行仿真检查，检查切割堆积是否存在干涉、碰撞、姿态不合理问题，若是，则通过仿真软件计算并优化解决方案；
步骤5：进行切割参数编号调用，根据板厚、材质所需切割形式(穿孔、方孔、圆孔、直线、拐角、裙边)等信息，激光切割仿真软件根据切割轨迹自动匹配对应编号的切割参数；
步骤6：将匹配好编号的切割参数和切割轨迹生成机器人的切割程序，并通过仿真软件计算是否达标并优化解决方案；
步骤7：判定机器人的切割程序的切割质量是否达标，若是，则通过仿真软件可生成用于正式生产机器人切割程序；若否，则重新检查导入到零件数据并进行方案优化，直至切割质量达标；
步骤8：得到最终的切割程序并通过局域网通讯自动导入机器人控制器；
步骤9：控制机器人在手动模式不出光情况下，慢速实际试跑一次该切割程序；
步骤10：控制机器人自动模式出光，运行该切割程序。
请参阅图3，本发明的第四实施例提供了一种机器人激光切割参数虚拟调试装置，包括：
数据库建立模块10，用于获取根据零件参数进行若干次试验采集得到的切割参数，根据切割参数建立切割参数数据库；
在本发明实施例中，零件参数包括零件材质、板厚、零件切割形式，本发明实施例根据零件参数进行若干次试验，采集若干次试验的切割参数，并根据该切割参数建立切割参数数据库，其中，切割参数包括切割功率、切割速度、占空比、频率、气体类型和气压。在一种具体的实施方式中，切割参数数据库的编制方式为：零件材质类型(字母表示)-切割气体类型(字母表示)-材质板厚(数字表示)-切割形式(数字表示)。例如字母C代表碳钢、字母O切割气体类型、材质板厚直接用实际数字(单位mm)进行编号。切割形式编号规则为：穿孔编号为1、方孔编号为2、圆孔编号为3、直线编号为4、拐角编号为5、裙边编号为6。可以理解的是，切割参数C-O-2-3代表用氧气切割2mm厚碳钢圆孔。本发明实施例所建立的切割参数数据库的切割参数可保证编号具有唯一性，使得切割参数能够与切割轨迹一一对应。
本发明实施例的切割参数具有唯一编号，使得在通过该切割参数生成对应的切割轨迹时，能够根据唯一编号追溯到每一切割参数，从而能够有效提高对切割参数进行调试的效率。
数据导入模块20，用于将待切割零件数据导入到激光切割仿真软件中，使激光切割仿真软件根据待切割零件数据生成对应的切割轨迹；
程序生成模块30，用于对切割轨迹进行仿真检测，在检测通过后控制仿真软件从切割参数数据库中匹配切割轨迹对应的切割参数，并根据切割参数生成模拟切割程序；
在本发明实施例中，在切割轨迹的检测通过后，结合待切割零件数据以及该切割轨迹，从切割数据库中匹配对应的切割参数以身长模拟切割程序，其中该所匹配的割参数具有唯一编号。
程序导入模块40，用于根据模拟切割程序模拟切割得到切割效果，并判断切割效果是否达到预设切割标准；在切割效果达到预设切割标准时，将模拟切割程序作为实际切割程序导入到机器人控制器中。
本发明实施例根据零件参数进行若干次试验采集得到的切割参数建立切割参数数据库，并根据切割轨迹与切割参数数据库对应的切割参数进行自动匹配，以生成切割程序，无需人工对每一个零件的切割参数进行编制，从而能够有效提高切割参数调试的效率。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，零件参数包括：零件材质、零件板厚和零件切割形式，切割参数包括切割功率、切割速度、占空比、频率、气体类型和气压。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，对切割轨迹进行仿真检测，具体为：
对切割轨迹进行仿真检测，检测切割轨迹是否达到预设标准，若切割轨迹达到预设标准，则判断切割轨迹通过仿真检测；
若切割轨迹不合理，则根据激光仿真软件内置的优化算法根据切割轨迹计算得到调整值，根据调整至对切割轨迹进行调整，直至切割轨迹达到预设标准。
在本发明实施例中，对切割轨迹进行仿真检测具体为：检测切割轨迹是否存在干涉、碰撞、姿态不合理的问题。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，根据模拟切割程序模拟切割得到切割效果，并判断切割效果是否达到预设切割标准，包括：
根据模拟切割程序模拟切割得到切割效果，根据激光切割仿真软件的内置算法计算切割效果是否达到预设切割标准，在切割效果未达到预设切割标准时，根据切割效果对导入到激光切割仿真软件中的待切割零件数据进行调整，直至获得达到预设切割标准的切割效果。
在本发明实施例中，激光切割仿真软件内置用于判断切割效果是否达到预设切割标准的算法，具体的，根据切割效果的切割轮廓与预设切割标准的切割轮廓进行比对，在两者的相似度达到预设值后，判断该切割效果达到预设切割标准，从而能够有效提高切割的准确性；在切割效果未达到预设切割标准时，以该切割效果为依据对零件数据进行自动调整，直至获得最终的、符合预设切割标准的切割效果，无需通过人工示教的方式进行切割参数的调试，从而能够进一步提高切割参数调试的效率。
实施本发明实施例，具有以下有益效果：
本发明实施例根据零件参数进行若干次试验采集得到的切割参数建立切割参数数据库，并根据切割轨迹与切割参数数据库对应的切割参数进行自动匹配，以生成切割程序，无需通过人工对每一个零件的切割参数进行编制，从而能够有效提高切割参数调试的效率。
进一步地，本发明实施例能够实现切割参数和轨迹同步虚拟调试，从而能够进一步的提高机器人激光切割参数调试的效率。
本发明第四实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行如上述的一种机器人激光切割参数虚拟调试方法。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种机器人激光切割参数虚拟调试方法，其特征在于，包括：
获取根据零件参数进行若干次试验采集得到的切割参数，根据所述切割参数建立切割参数数据库；
将待切割零件数据导入到激光切割仿真软件中，使所述激光切割仿真软件根据所述待切割零件数据生成对应的切割轨迹；
对所述切割轨迹进行仿真检测，在检测通过后控制所述仿真软件从所述切割参数数据库中匹配所述切割轨迹对应的切割参数，并根据所述切割参数生成模拟切割程序；
根据所述模拟切割程序模拟切割得到切割效果，并判断所述切割效果是否达到预设切割标准；在所述切割效果达到所述预设切割标准时，将所述模拟切割程序作为实际切割程序导入到机器人控制器中。
2.如权利要求1所述的机器人激光切割参数虚拟调试方法，其特征在于，所述零件参数包括零件材质、零件板厚和零件切割形式，所述切割参数包括切割功率、切割速度、占空比、频率、气体类型和气压。
3.如权利要求1所述的机器人激光切割参数虚拟调试方法，其特征在于，所述对所述切割轨迹进行仿真检测，具体为：
对所述切割轨迹进行仿真检测，检测所述切割轨迹是否达到预设标准，若所述切割轨迹达到预设标准，则判断所述切割轨迹通过仿真检测；
若所述切割轨迹不合理，则根据所述激光仿真软件内置的优化算法根据所述切割轨迹计算得到调整值，根据所述调整至对所述切割轨迹进行调整，直至所述切割轨迹达到预设标准。
4.如权利要求1所述的机器人激光切割参数虚拟调试方法，其特征在于，所述根据所述模拟切割程序模拟切割得到切割效果，并判断所述切割效果是否达到预设切割标准，包括：
根据所述模拟切割程序模拟切割得到切割效果，根据所述激光切割仿真软件的内置算法计算所述切割效果是否达到预设切割标准，在所述切割效果未达到所述预设切割标准时，根据所述切割效果对导入到激光切割仿真软件中的所述待切割零件数据进行调整，直至获得达到预设切割标准的切割效果。
5.一种机器人激光切割参数虚拟调试装置，其特征在于，包括：
数据库建立模块，用于获取根据零件参数进行若干次试验采集得到的切割参数，根据所述切割参数建立切割参数数据库；
数据导入模块，用于将待切割零件数据导入到激光切割仿真软件中，使所述激光切割仿真软件根据所述待切割零件数据生成对应的切割轨迹；
程序生成模块，用于对所述切割轨迹进行仿真检测，在检测通过后控制所述仿真软件从所述切割参数数据库中匹配所述切割轨迹对应的切割参数，并根据所述切割参数生成模拟切割程序；
程序导入模块，用于根据所述模拟切割程序模拟切割得到切割效果，并判断所述切割效果是否达到预设切割标准；在所述切割效果达到所述预设切割标准时，将所述模拟切割程序作为实际切割程序导入到机器人控制器中。
6.如权利要求5所述的机器人激光切割参数虚拟调试装置，其特征在于，所述零件参数包括：零件材质、零件板厚和零件切割形式，所述切割参数包括切割功率、切割速度、占空比、频率、气体类型和气压。
7.如权利要求5所述的机器人激光切割参数虚拟调试装置，其特征在于，所述对所述切割轨迹进行仿真检测，具体为：
对所述切割轨迹进行仿真检测，检测所述切割轨迹是否达到预设标准，若所述切割轨迹达到预设标准，则判断所述切割轨迹通过仿真检测；
若所述切割轨迹不合理，则根据所述激光仿真软件内置的优化算法根据所述切割轨迹计算得到调整值，根据所述调整至对所述切割轨迹进行调整，直至所述切割轨迹达到预设标准。
8.如权利要求5所述的机器人激光切割参数虚拟调试装置，其特征在于，所述根据所述模拟切割程序模拟切割得到切割效果，并判断所述切割效果是否达到预设切割标准，包括：
根据所述模拟切割程序模拟切割得到切割效果，根据所述激光切割仿真软件的内置算法计算所述切割效果是否达到预设切割标准，在所述切割效果未达到所述预设切割标准时，根据所述切割效果对所述导入到激光切割仿真软件中的待切割零件数据进行调整，直至获得达到预设切割标准的切割效果。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至4中任意一项所述的一种机器人激光切割参数虚拟调试方法。
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