CN113478097B - 激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质 - Google Patents

激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法，包括选取符合筛选条件的图元；对选中图元进行扫描切割排序；根据现有外框收集最外层圆，如果收集完成，则排序完成；否则，对外框进行内缩，与内部非圆孔洞进行布尔运算；得到一个或多个图元，继续计算。本发明还涉及一种激光切割数控系统中圆孔环绕排序的装置、处理器及可读存储介质。采用了该激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，不同于当前市面的从外向内圆孔排序算法过于单一且死板的效果，能够在圆孔中从下往上或从左到右规律寻找，并且找出尽量使得切割顺序连成一条直线，尽量使得前后相连的圆孔能够平行过渡，这样不仅提高切割效率，还提高加工效果。

Description

激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法、装置、处 理器及其计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及激光切割领域，尤其涉及面切割数控加工领域，具体是指一种激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
背景技术
现有的数控激光切割方式较多，但切割顺序都较为死板且不适用于平面激光切割。平面切割的CAD特征如下：存在一个外框，外框内部存在较多圆孔，要求切割完圆孔后再切割外框，因此内部圆孔的切割顺序的排布就极为重要，好的切割策略可以大大提高加工效率，节约成本以及提高加工效果。
图形内圆孔填充是一个应用较为广泛的功能需求，实际应用意义在于平面切割行业，用户需要在切割好的图形中均匀地放入圆孔，因此图形内圆孔的加工顺序是一个较为广泛的问题。从外向内，沿着字外边框开始，一层一层向内进行切割。该策略考虑了圆孔排布特征，但也并非最完美的排序策略，外框的形状特征并不一定适用于圆孔的排布，尤其是当内部存在空洞时，无法使得多个圆孔之间的过渡路径趋于平行，提高效率与效果。
扫描切割：数控系统在进行平面切割之时，每加工切割完一个图元后数据后，切割头会抬起，然后空移到下一个图元所在处，再下降切割头进行下一次切割，而扫描切割则是将一部分具有某种特征的图元数据合为一组，这一组数据在经过图元数据的计算以及规划排序后，整组数据的切割激光头都不会抬起，而是一直保持加工状态，只是在不该加工的地方(如两图元间的空白地带)关闭激光，在图元所在处打开激光，这是一种行业内普遍的提高加工效率的方法。扫描切割能够大幅度提升加工效率，但也有一些限制，如若下一个图元的起点的加工方向矢量与上一个图元的结束点的结束方向矢量角度相差过大，且距离较近，那么激光切割头会在此处有一个明显的降速与加速，这样的场景出现多了，会严重影响加工效率，且可能引起激光头抖动，影响加工效果。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足有序性、效率高加工效果好的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本发明的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下：
该激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)选取符合筛选条件的图元；
(2)对选中图元进行扫描切割排序；
(3)根据现有外框收集最外层圆，如果收集完成，则排序完成；否则，继续步骤(4)；
(4)对外框进行内缩，与内部非圆孔洞进行布尔运算；
(5)得到一个或多个图元，继续计算，继续步骤(3)。
较佳地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)将外框图元传入多义线插值器；
(2.2)以插值器的起点开始，搜寻距离每一个点最近的圆孔，直至插值器搜寻完成，获取第一层圆孔传入容器；
(2.3)更新插值器，继续步骤(2.2)，直至圆孔收集完成，收集顺序即为最后排序顺序。
较佳地，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
判断是否至少一个封闭图元，内部至少两个或以上圆孔图元，且圆孔排布均匀的图元，如果是，则继续步骤(2)；否则，排序失败。
该激光切割数控系统中用于圆孔环绕排序处理的装置，其主要特点是，所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法的步骤。
该激光切割数控系统中用于圆孔环绕排序处理的处理器，其主要特点是，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法的步骤。
该计算机可读存储介质，其主要特点是，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法的各个步骤。
采用了本发明的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，不同于当前市面的从外向内圆孔排序算法过于单一且死板的效果，能够在圆孔中从下往上或从左到右规律寻找，并且找出尽量使得切割顺序连成一条直线，尽量使得前后相连的圆孔能够平行过渡，这样不仅提高切割效率，还可将提高加工效果。
附图说明
图1为本发明的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法的流程图。
图2为本发明的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法的实施例加工示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法，其中包括以下步骤：
(1)选取符合筛选条件的图元；
(2)对选中图元进行扫描切割排序；
(3)根据现有外框收集最外层圆，如果收集完成，则排序完成；否则，继续步骤(4)；
(4)对外框进行内缩，与内部非圆孔洞进行布尔运算；
(5)得到一个或多个图元，继续计算，继续步骤(3)。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)将外框图元传入多义线插值器；
(2.2)以插值器的起点开始，搜寻距离每一个点最近的圆孔，直至插值器搜寻完成，
获取第一层圆孔传入容器；
(2.3)更新插值器，继续步骤(2.2)，直至圆孔收集完成，收集顺序即为最后排序顺序。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
判断是否至少一个封闭图元，内部至少两个或以上圆孔图元，且圆孔排布均匀的图元，如果是，则继续步骤(2)；否则，排序失败。
本发明的该激光切割数控系统中用于圆孔环绕排序处理的装置，其中所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法的步骤。
本发明的该激光切割数控系统中用于圆孔环绕排序处理的处理器，其中所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法的步骤。
本发明的该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法的各个步骤。
本发明的具体实施方式中，提供新型圆孔环绕排序方法，该方法集合图元外框特征以及内部圆孔排布特征，寻找一条最优的加工路径，使得切割极为有序。由于有序性的提高，使得各组圆孔与圆孔之间的过渡能够组成一条近似平行的路径，这为寻求图形内框架内的圆孔提高加工效率以及增强加工效果做出了积极贡献。
本发明通过以下方案来实现：
在进行扫描切割之前，对选中图元的性质具有一定要求：1)要求至少拥有一个外框图元，该外框图元需为封闭图元；2)要求内部至少拥有两个或以上圆孔图元。3)圆孔的排布尽量均匀。
对选中图元进行扫描切割排序。
排序第一步：将外框图元传入多义线插值器。该步骤便于我们寻找距离边框最近的一层圆；第二步：以插值器的起点开始，搜寻距离每一个点最近的圆孔，直至插值器搜寻完成，获取了第一层圆孔传入容器，且第一层方向排序已经完成；第三步：更新插值器，也即将外框图元进行更新，做出布尔运算后的外框图元需要保证距离下一层圆孔距离更为接近；重复第二部与第三步，直至圆孔被收集完成。而收集的顺序即为最后排序所得的顺序。
排序后可获得以下特征的刀路顺序：每个圆孔与下一个将要加工的圆孔之间的空移路径基本保持在与外框的路径相重合，相当于加工路径能够根据外框的形状特征，进行一层一层的向内扫描，同时保证激光头的稳定高速进行、视觉效果以及加工质量。
此时对所有圆孔的生成顺序已然排布完成，便根据上一步所产生的结果，依次将图元转化为G代码数据。G代码生成后，可直接操控软件进行机床加工，激光头便会沿着之前所设定路径进行加工。
在本发明的具体实施方式中，根据图元外框对内部图元进行第一次收集。
收集完成第一次圆后，对外框进行相关处理，从而对剩下圆孔进行继续收集，依次类推，直至收集完所有圆孔为止，根据收集顺序完成排序。
收集过程如图2所示，根据深色外框收集圆孔。
深色圆孔被收集完成，将深色外框进行相关处理，如图所示，深色外框在进行一定的运算后，获得了下一层的虚色外框。
对虚色外框再次进行圆孔收集。并对该次收集到的圆孔进行排序处理，来保证加工顺序的稳定。而直至此时该图元的圆孔收集完成。
此时根据收集先后顺序完成加工顺序的判定，获得一个完整的从外到内的加工顺序，且不受外框运算后退化变形(即深色外框分离成两个虚线外框后)与存在内部非圆图元所造成的加工混乱影响。
本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
采用了本发明的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，不同于当前市面的从外向内圆孔排序算法过于单一且死板的效果，能够在圆孔中从下往上或从左到右规律寻找，并且找出尽量使得切割顺序连成一条直线，尽量使得前后相连的圆孔能够平行过渡，这样不仅提高切割效率，还可将提高加工效果。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (5)

1.一种激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)选取符合筛选条件的图元；
(2)对选中图元进行扫描切割排序；
(3)根据现有外框收集最外层圆，如果收集完成，则排序完成；否则，继续步骤(4)；
(4)对外框进行内缩，与内部非圆孔洞进行布尔运算；
(5)得到一个或多个图元，继续计算，继续步骤(3)；
所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)将外框图元传入多义线插值器；
(2.2)以插值器的起点开始，搜寻距离每一个点最近的圆孔，直至插值器搜寻完成，获取第一层圆孔传入容器；
(2.3)更新插值器，继续步骤(2.2)，直至圆孔收集完成，收集顺序即为最后排序顺序。
2.根据权利要求1所述的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
判断是否至少拥有一个封闭图元，内部至少拥有两个圆孔图元，且圆孔排布均匀的图元，如果是，则继续步骤(2)；否则，排序失败。
3.一种激光切割数控系统中用于实现圆孔环绕排序处理的装置，其特征在于，所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现权利要求1至2中任一项所述的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法的步骤。
4.一种激光切割数控系统中用于实现圆孔环绕排序处理的处理器，其特征在于，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现权利要求1至2中任一项所述的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法的步骤。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现权利要求1至2中任一项所述的激光切割数控系统中实现圆孔环绕排序处理的方法的各个步骤。
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