CN114734136A - 激光加工机床和激光加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光加工机床和激光加工方法。该激光加工方法包括如下步骤：使激光加工头在待加工表面上方沿着与目标加工轨迹对应的第一指令加工轨迹上点的位置移动，同时通过激光加工头上配备的传感器对第一指令加工轨迹沿着Z轴方向投影在待加工表面上的点的空间位置进行采样；以及基于所述采样对第一指令加工轨迹进行修正以得到第二指令加工轨迹，并使激光加工头沿着第二指令加工轨迹对待加工表面进行激光加工。本发明还提供相应的激光加工机床。通过本发明的激光加工机床和激光加工方法，可以在不增加硬件成本的情况下实现高精度的加工。

Description

激光加工机床和激光加工方法

技术领域

本发明涉及机床加工领域，更具体地涉及激光加工机床及其对应的激光加工方法。

背景技术

激光加工机床是利用激光束将材料加热、熔化、烧蚀甚至汽化来进行打孔、切割、焊接以及表面热处理的一种加工机床。激光加工机床一般都会在加工头末端配备传感器，用来感测加工头末端相对于加工表面的距离，机床可根据加工要求控制该距离，这个过程被称为“跟随”。通过控制机床的升降轴来实现加工头在竖直方向上的高度跟随。

然而，在激光加工过程中，当加工头的姿态并非完全垂直于加工表面时，比如，与加工表面所在平面成一倾斜角，随着加工头处于不同的跟随高度，激光束在加工表面上的落点位置将会发生变化，如图6所示，这显然不是所期望的。因此，有些激光加工机床会在激光加工中采用与上述普通高度跟随不同的另一种跟随方式—向量跟随。如图7所示，在向量跟随下，加工头沿其法向量方向进行跟随，此时，通过机床的升降轴和平动轴的共同配合来控制加工头末端与激光束在加工表面上的落点位置之间的距离，在这个过程中，激光束在加工表面上的落点位置保持不变。

但由于板材受热等因素的影响，板材可能会发生变形，而且有时板材的放置也有可能发生倾斜，也就是说，待加工板材并非是一个水平的平面，而有可能是一个曲面或倾斜面。而现有技术中根据目标加工轨迹生成的加工指令却并没有考虑待加工板材的实际状况。因此，当待加工板材表面发生比如变形或倾斜，在加工指令驱动下的加工头即使采用了上述向量跟随，激光束也可能无法到达真正期望的落点位置进行加工，由此使得实际加工出的轨迹与目标加工轨迹发生偏移，从而会极大地影响加工精度。

因此，亟需一种新的技术能解决上述问题。

发明内容

本发明就旨在克服现有技术中的上述和/或其它问题。采用本发明所提供的激光加工机床和激光加工方法，无论待加工板材表面是何种状况，都能在其上进行高精度加工，而且不需要引入额外的硬件成本。

根据本发明的第一方面，提供一种激光加工方法，包括如下步骤：a)使激光加工头在待加工表面上方沿着与目标加工轨迹对应的第一指令加工轨迹上点的位置移动，同时通过所述激光加工头上配备的传感器对所述第一指令加工轨迹沿着Z轴方向(Z轴沿着竖直方向)投影在所述待加工表面上的点的空间位置进行采样；以及b)基于所述采样对所述第一指令加工轨迹进行修正以得到第二指令加工轨迹，并使所述激光加工头沿着所述第二指令加工轨迹对所述待加工表面进行激光加工。

根据本发明的第二方面，提供一种激光加工机床，包括：激光加工头，配备有传感器；控制单元，用于控制所述激光加工头在待加工表面上方沿着与目标加工轨迹对应的第一指令加工轨迹上点的位置移动，同时控制所述传感器对所述第一指令加工轨迹沿着Z轴方向投影在所述待加工表面上的点的空间位置进行采样；以及计算单元，用于基于所述采样对所述第一指令加工轨迹进行修正以得到第二指令加工轨迹，其中，所述控制单元进一步控制所述激光加工头沿着所述第二指令加工轨迹对所述待加工表面进行激光加工。

本发明通过在激光加工前使加工头根据目标加工轨迹在对应的指令加工轨迹上预行进一遍加工路线，由此可以对待加工表面上将要被激光加工的那一部分的空间位置进行采样，再基于该采样来修正原来的指令加工轨迹。相比常规加工中仅根据目标加工轨迹来生成指令加工轨迹，本发明上述修正后的指令加工轨迹还特别考虑了待加工表面的实际状况，因此即便待加工表面有变形或倾斜等在常规加工中可能影响加工精度的情况，沿着该修正后的指令加工轨迹进行的加工依然可以保证加工精度。同时，本发明并不需要引入额外的传感器或其它检测设备，而只要通过激光加工头上原来就配备的传感器就能实现上述采样，这不仅不会增加设备成本，也不会使机床的结构更复杂。

在上述基于所述采样对所述第一指令加工轨迹进行修正以得到第二指令加工轨迹的过程中，可先基于所述采样计算所述第一指令加工轨迹沿着所述Z轴方向投影在所述待加工表面上的各个点的Z轴坐标Z_加工表面，接着用所述计算的各个点的Z轴坐标Z_加工表面修正所述第一指令加工轨迹中各个点的Z轴坐标Z_{第一指令轨迹}，以生成所述第二指令加工轨迹中各个点的Z轴坐标Z_{第二指令轨迹}。

上述过程可基于待加工板材的表面状况来对指令加工轨迹的Z轴坐标进行修正，从而可以有利地改善因板材变形或倾斜等因素导致实际加工出的轨迹偏移目标加工轨迹，显著地提高了加工精度。

可通过比如插值计算法来计算得到所述第一指令加工轨迹沿着所述Z轴方向投影在所述待加工表面上的各个点的Z轴坐标Z_加工表面。

此外，除了上述对第一指令加工轨迹的Z轴坐标进行修正，还可以进一步基于所述采样拟合得到一个平面，并根据所拟合平面的法向量和所述第一指令加工轨迹上各点的向量姿态来生成所述第二指令加工轨迹上各点的向量姿态。

上述过程可基于待加工板材的表面状况来对指令加工轨迹的向量姿态进行修正，从而可以进一步改善因板材变形或倾斜等因素导致实际加工出的轨迹偏移目标加工轨迹，以实现更高的加工精度。

根据本发明的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上记录有经编码的指令，当执行该指令时实现如上所述的根据本发明的激光加工方法。

通过下面结合附图的详细描述，本发明的其它特征和方面会变得更加清楚。

附图说明

通过结合附图对于本发明的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为根据本发明的激光加工方法的流程图；

图2为根据本发明的激光加工方法的一个实施例的流程图；

图3为根据本发明的激光加工方法的另一个实施例的流程图；

图4示出了根据本发明的激光加工方法修正后的指令加工轨迹与修正前的指令加工轨迹的比较；

图5为根据本发明的激光加工机床的结构框图；

图6示出了普通跟随下激光加工头的加工情况；以及

图7示出了向量跟随下激光加工头的加工情况。

具体实施方式

下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明精神的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请的说明书以及权利要求书中使用的“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。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，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在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“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，也不限于是直接的还是间接的连接。

根据本发明的实施例，提供一种激光加工方法。

参考图1，其中示出了根据本发明的激光加工方法100。该方法100包括步骤120和步骤140。

在步骤120中，使激光加工头在待加工表面上方沿着与目标加工轨迹对应的第一指令加工轨迹上点的位置移动，同时通过激光加工头上配备的传感器对第一指令加工轨迹沿着Z轴方向(竖直方向)投影在待加工表面上的点的空间位置进行采样。

为了能加工出某个目标加工轨迹(可以比如是点、直线、曲线或其组合)，需要对机床施加对应的加工指令，该指令中包含了需要加工头移动到各个位置时的指令坐标。例如，在五轴机床中，指令坐标(世界坐标系)为一个六维坐标[X_指令,Y_指令,Z_指令,cosA*sinB,sinA*sinB,cosB]，其中X_指令、Y_指令和Z_指令分别为加工头末端的X轴、Y轴和Z轴坐标(Z轴垂直于X轴和Y轴构成的平面)，A和B分别为加工头的相位角和俯仰角，该指令坐标可用来表示加工头在某一个点的空间位置和姿态(方向)。与这些指令坐标对应的各个点构成了指令加工轨迹，加工头需要按照该指令加工轨迹移动，才能在待加工表面上加工出目标轨迹。但本发明的激光加工方法并不直接沿着指令加工轨迹加工，而是在激光加工前先沿着指令加工轨迹的路线(指令加工轨迹上各点的位置)采集待加工表面上的点的空间位置的坐标。

一般来说，激光加工机床都会在加工头末端配备例如电容传感器，其可感测加工头末端到加工表面的距离。利用该感测到的距离和指令坐标中的Z轴坐标可得到加工头末端沿着Z轴方向投影在待加工表面上的点的Z轴坐标，再基于目标加工轨迹可知该投影点的X轴坐标和Y轴坐标，由此可以获得该采样点的空间位置。由于激光加工时要依靠加工头末端出射的激光射束来进行加工(非接触式加工)，故可将“加工头末端”看作沿着将出射的激光束方向适当延伸一定长度(例如，可延伸2cm)，上述指令坐标可看作是该延伸后的加工头末端的指令坐标，相应地，指令加工轨迹也即该延伸后的加工头末端的指令加工轨迹(以下描述中若无特别说明，“加工头末端”皆指该延伸后的加工头末端)。如果加工板材没有任何变形或倾斜，即，是一个水平的平整面，那么上述延伸后的加工头末端将一直贴着加工表面进行加工；而一旦加工板材因为变形或倾斜等不再是一个水平的平整面，那么上述延伸后的加工头末端与加工表面之间就会有间隙，从而导致加工时激光束偏移要加工的点，但延伸后的加工头末端沿着Z轴方向(垂直)投影到加工表面上的点的X轴和Y轴的位置都没有变化，因此延伸后的加工头末端在待加工表面上的垂直投影即为待加工表面上将要被激光加工的点。

加工头采样时的姿态可以沿着Z轴方向，也可以与Z轴方向呈一定角度。需要特别说明的是，当加工头与Z轴方向呈一定角度(可以为大于0且小于90°的任意角度)时，因为传感器安装的位置仍然是没有进行上述延伸的加工头末端，所以其实所采样的那个点会稍稍偏移延伸后的加工头末端垂直(沿着Z轴方向)投影到待加工表面上的点，但因为板材表面的变形等所导致的Z轴方向上的变化一般在这种程度的偏移下是体现不出来的，或者说在这样偏移下的点的Z轴方向上的变化是可以忽略不计的，所以该偏移点的Z轴坐标可以被视作就是延伸后的加工头末端垂直投影到待加工表面上的点的Z轴坐标。

由此，随着加工头沿着指令加工轨迹的路线行进，加工头上的传感器可以在加工前对待加工表面上将被激光加工的所有点或部分点(根据具体需求)的空间位置进行采样。

回到图1的方法，接着在步骤140，基于所述采样对所述第一指令加工轨迹进行修正以得到第二指令加工轨迹，并使所述激光加工头沿着所述第二指令加工轨迹对所述待加工表面进行激光加工。

在常规的激光加工中，当基于目标加工轨迹生成指令加工轨迹时，一般将待加工板材看作是一个薄的水平平面，指令加工轨迹中各点的Z轴坐标都相应地设置为0或其它相同数值，这当中并没有考虑待加工表面的实际状况。所以，一旦待加工板材上将要被激光加工的部分并不是一个水平的平面，比如有变形或倾斜等，按照常规方法中的指令加工轨迹进行加工，在板材表面上实际加工出的轨迹将与目标加工轨迹发生偏移，而且板材表面的变形或倾斜的程度越大，该偏移也越严重，对加工精度的影响也越大。而本发明用上述步骤120中对待加工表面实际状况的采样来对指令加工轨迹进行修正，这相当于对上述可能出现的板材表面变形或倾斜等进行建模，并基于该建模对指令加工轨迹进行补偿，由此，按照修正后的指令加工轨迹进行的激光加工可以保证加工精度。

需要说明的是，理论上，只需要对上述第一指令加工轨迹沿着Z轴方向投影在待加工表面上的至少两个点的空间位置进行采样，就能实现上述建模。但很显然地，上述采样的个数越多，基于该采样的建模就越接近待加工表面上将被进行激光加工这一部分的真实状况，修正后的指令加工轨迹也就越能使激光加工头加工出接近目标加工轨迹的轨迹，加工精度也就越高。在实际操作中，可以根据具体要求的加工精度来选择采样个数或采样间隔，只要用该采样修正的指令加工轨迹所得到的实际轨迹相对于目标加工轨迹的误差满足精度要求即可。例如，可以选择间隔1毫秒就进行上述采样，即，在激光加工头沿着修正前的指令加工轨迹路线行进期间，使其上的传感器每1毫秒就对加工头末端沿着Z轴方向投影在待加工表面上的点的空间位置进行采样，用该采样修正指令加工轨迹，可以在待加工表面上实现精度令人满意的加工。

本发明所提供的激光加工方法巧妙地借助激光加工头原来就配备的传感器，创新地在激光加工前引入对待加工表面的预采样，并用该预采样对指令加工轨迹进行修正，从而使修正后的指令加工轨迹可包含针对加工表面变形或倾斜等将导致加工轨迹偏移因素的补偿，由此，可在没有额外硬件成本的情况下实现令人满意的高精度加工。

可选地，上述步骤140可进一步包括子步骤1420和1440，如图2所示。

在子步骤1420中，基于所述采样计算第一指令加工轨迹沿着Z轴方向投影在待加工表面上的各个点的Z轴坐标Z_加工表面。

如果第一指令加工轨迹不是一个点，其沿着Z轴方向在待加工表面上的投影将包含无穷多个点。而所述采样的个数哪怕再多，也是有限个。因此，需要对所述采样进行一定的计算才能得到第一指令加工轨迹沿着Z轴方向投影在待加工表面上的所有点的Z轴坐标Z_加工表面，这其实就相当于基于所述采样对待加工表面上将被激光加工的部分的Z轴坐标Z_加工表面进行建模。

可以通过很多种方法来实现上述建模，以下以插值计算法为例描述如何进行上述建模。

上述建模相当于：对于采样的点集M{X_i Y_i Z_i|i＝1...n}，计算所有的点集T{X_i Y_i|i＝1...m}中每个点的Z坐标。可以假设：1.点集M中的点较为稀疏，点集T中的点较为密集，但都分布在点集M附近；2.点集M和T都是有序的(即从第一个点依次连接到最后一个点，得到的多边形近似重合)。

第一步，生成S-Z列表：Z即为上述点集M中的Z_i。对于M中的每个点，计算S：

第二步，对Z进行平滑：对于S-Z列表中的每个点，根据当前点、前p个点和后p个点的Z，加权重新计算当前点的Z。经此平滑处理，可以有效地抑制Z的抖动。

第三步，计算点集T中每个点的S：假设已知点集M中的两点P₁＝(X₁，Y₁，S₁)和P₂＝(X₂，Y₂，S₂)和点集T中的点P₀＝(X₀，Y₀)，且P₀在P₁和P₂附近，求P₀对应的S₀。首先过P₀做线段P₁P₂的垂线，再求垂足在线段P₁P₂上的相对位置Param，由此得到S₀＝S₁*(1-Param)+S₂*Param

第四步，根据点集T的各个点的S₀和第二步平滑得到的S-Z列表，可计算各个点的Z。

至此，通过插值计算法基于采样的点集M{X_i Y_i Z_i|i＝1...n}完成了对待加工表面上将被激光加工部分的所有点的Z轴坐标的建模。需要说明的是，考虑到平滑的需求，可采用Hermit插值方法，但如果精度要求许可，也可以省略上述第二步的平滑处理，相应地也可采用其它的插值方法。

虽然以上描述了如何通过插值计算法来实现对待加工表面上将被激光加工部分的所有点的Z轴坐标的建模，但本领域技术人员可以理解，通过其它合适的方法也可以基于采样的点集获得待加工表面上将被激光加工部分的所有点的Z轴坐标。

接下来，在子步骤1440中，用所述计算的各个点的Z轴坐标Z_加工表面修正第一指令加工轨迹中各个点的Z轴坐标Z_{第一指令轨迹}，以生成第二指令加工轨迹中各个点的Z轴坐标Z_{第二指令轨迹}。

指令加工轨迹中各个点的坐标，也即，加工指令中使加工头末端移动到各个点的指令坐标。仍然以前面的五轴机床为例，其指令坐标[X_指令,Y_指令,Z_指令,cosA*sinB,sinA*sinB,cosB]中的“Z_指令”即代表Z轴坐标。假设待加工表面上将要被激光加工的部分中有一处发生凸起，通过上述采样和计算可以得知与该凸起部分对应的那些点的空间坐标中的Z轴坐标相对于其他部分增大了，比如增大了1毫米，那么就可以将指令加工轨迹中用来加工这一部分的Z轴坐标也相应增大1毫米，即，将上述指令坐标[X_指令,Y_指令,Z_指令,cosA*sinB,sinA*sinB,cosB]修正为[X_指令,Y_指令,Z_指令+1mm,cosA*sinB,sinA*sinB,cosB]。如果这个凸起部分并不是均匀凸起的，即，上面各个点的空间坐标中的Z轴坐标相对于其他部分的增量各不相同(比如，Δ1～Δn)，那么就可以将用于加工这些点的指令坐标中的Z轴坐标分别相应增加Δ1～Δn。

通过上述对指令加工轨迹Z轴坐标的修正，可以有效地补偿因为待加工表面发生变形或倾斜而使加工时将要发射的激光束偏移实际加工点。因此，即便待加工板材表面并非是一个水平的平面，激光加工头也可以在其上进行高精度的加工。

虽然通过上述对指令加工轨迹Z轴坐标的修正，已经可以实现令人满意的加工精度，但可选地，上述步骤140还可进一步包括子步骤1460和1480，如图3所示。

在子步骤1460中，基于所述采样拟合得到一个平面。

该拟合所得平面更接近待加工表面实际所处的平面，包括了待加工表面相对于水平面发生倾斜的情形。可以理解，为了拟合得到这个平面，需要至少采样三个点的空间位置，且这三个点不能都在一条直线上。当然，采样的(不在一条直接上的)点越多，所拟合出来的平面越接近待加工表面实际所处的平面。实际操作中，可以根据具体要求选择采样点的数目，只要根据采样拟合出来的平面符合精度要求即可。

接下来，在子步骤1480中，根据所拟合平面的法向量和第一指令加工轨迹上各点的向量姿态来生成第二指令加工轨迹上各点的向量姿态。

一个平面的法向量即为与该平面垂直的直线所表示的向量，其能够直接反映该平面相对于水平面的倾斜程度，具体例如可以表示为：

Vec_平面＝[x,y,z]

指令加工轨迹上各点的向量姿态即为加工头在指令加工轨迹中各个点的姿态，也即方向，其也可以由一个世界坐标系中的三维向量Vec_src(以五轴机床为例，Vec_src＝[cosA*sinB,sinA*sinB,cosB]，A和B分别为加工头的相位角和俯仰角)表示，故称为向量姿态。

对于所拟合平面的法向量Vec_平面，因为z>0，因此可以据此旋转矩阵

则对于上述向量Vec_src，可以将其转换到以所拟合平面为XOY平面、所拟合平面的法向量方向为Z轴的坐标系中，转化后的向量为：

Vec_转化＝R_平面·Vec_src

由此，可将表示指令加工轨迹各个点的姿态的向量都转化到以所拟合平面为XOY平面、所拟合平面的法向量方向为Z轴的坐标系中，即，根据所拟合平面的法向量修正指令加工轨迹上各点的向量姿态。

通过上述子步骤1460和1480，可以按照待加工表面相对于水平面的倾斜程度来调整指令加工轨迹下加工头在各点的姿态，也即调整加工头移动到各点时将发射的激光束的方向，从而可以更好地补偿因为待加工表面发生倾斜而使加工激光束相对于实际加工点发生偏移，进一步提高了加工精度。

图4示出了修正后的指令加工轨迹与修正前的指令加工轨迹的比较示例，该修正后的指令加工轨迹如上所述地根据传感器对待加工表面上将要被激光加工部分的空间位置采样对Z轴坐标和向量姿态都作了修正。从图中可以看到，该示例中的待加工表面所在平面(X_加工OY_加工平面)并非是水平面(XOY平面)，而是相对于水平面发生了一定的倾斜，修正后的指令加工轨迹根据该倾斜对Z轴坐标和向量姿态都作了相应调整，相当于将指令加工轨迹也整个调整到与该加工表面相同的倾斜程度，由此可以避免激光束因为加工表面倾斜而偏移实际要加工的位置，从而实现高精度的加工。

以上图4的示例中，待加工表面只是发生了倾斜，但可以理解，在待加工表面发生变形或其它使其变为非平整平面的情况下，本发明的激光加工方法同样可以根据该变形或非平整的程度来调整指令加工轨迹，从而实现高精度的加工。

需要特别说明的是，虽然以上多次出现以五轴机床为例进行描述，但本领域技术人员可以理解，本发明的激光加工方法同样适用于其它的激光加工机床。

至此，描述了根据本发明的激光加工方法，其相比仅基于目标加工轨迹来生成指令加工轨迹的传统激光加工方法，创新地在指令加工轨迹中引入了对待加工表面实际状况的考量，巧妙地借助加工头上原来就配备的传感器来对待加工表面将要被激光加工的部分进行空间位置采样，再用该采样对指令加工轨迹进行修正，从而可以有效避免加工时发出的激光束因为加工表面变形或倾斜等原因而偏移实际要加工的位置，由此在不增加额外硬件成本的情况下显著地提高了加工精度。

根据本发明的实施例，还提供一种计算机可读存储介质，其上记录有经编码的指令，当执行该指令时可实现上述根据本发明的激光加工方法。所述计算机可读存储介质可以包括硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘读/写(CD-R/W)驱动器、数字通用磁盘(DVD)驱动器、闪存驱动器和/或固态存储装置等。

根据本发明的实施例，还相应地提供一种激光加工机床。

参考图5，其中示出了根据本发明的激光加工机床600，其包括激光加工头620、控制单元640和计算单元660。其中激光加工头620上还配备有传感器622。

控制单元640可被配置为：控制激光加工头620在待加工表面上方沿着与目标加工轨迹对应的第一指令加工轨迹上点的位置移动，同时控制传感器622对第一指令加工轨迹沿着Z轴方向投影在待加工表面上的点的空间位置进行采样；并且后续还控制激光加工头620沿着第二指令加工轨迹对待加工表面进行激光加工。

计算单元660可被配置为：基于所述采样对第一指令加工轨迹进行修正以得到上述第二指令加工轨迹。

可选地，计算单元660可被进一步配置为：基于所述采样计算第一指令加工轨迹沿着Z轴方向投影在待加工表面上的各个点的Z轴坐标Z_加工表面；以及用所计算的各个点的Z轴坐标Z_加工表面修正第一指令加工轨迹中各个点的Z轴坐标Z_{第一指令轨迹}，以生成第二指令加工轨迹中各个点的Z轴坐标Z_{第二指令轨迹}。

可选地，可通过插值计算法来计算得到第一指令加工轨迹沿着Z轴方向投影在待加工表面上的各个点的Z轴坐标Z_加工表面。

可选地，计算单元660可被进一步配置为：基于所述采样拟合得到一个平面；以及根据所拟合平面的法向量和第一指令加工轨迹上各点的向量姿态来生成第二指令加工轨迹上各点的向量姿态。

上述激光加工机床600可以实现如前面所述地根据本发明的激光加工方法。上述在本发明的激光加工方法中适用的很多设计构思和细节同样适用于上述激光加工机床600，且可以得到相同的有益技术效果，此处不再赘述。

以上通过一些示例性实施例对本发明的各个方面进行了描述。然而，应该理解的是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以对上述示例性实施例做出各种修改和变型。例如，如果所描述的技术以不同的顺序执行和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的组件以不同方式被组合和/或被另外的组件或其等同物替代或补充，也可以实现合适的结果，那么相应地，这些修改后的其它实施方式也落入权利要求书的保护范围内。

Claims (9)

1.一种激光加工方法，包括如下步骤：

a)使激光加工头在待加工表面上方沿着与目标加工轨迹对应的第一指令加工轨迹上点的位置移动，同时通过所述激光加工头上配备的传感器对所述第一指令加工轨迹沿着Z轴方向投影在所述待加工表面上的点的空间位置进行采样，其中所述Z轴沿着竖直方向；以及

b)基于所述采样对所述第一指令加工轨迹进行修正以得到第二指令加工轨迹，并使所述激光加工头沿着所述第二指令加工轨迹对所述待加工表面进行激光加工。

2.如权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，所述步骤b)包括：

基于所述采样计算所述第一指令加工轨迹沿着所述Z轴方向投影在所述待加工表面上的各个点的Z轴坐标Z_加工表面；以及

用所述计算的各个点的Z轴坐标Z_加工表面修正所述第一指令加工轨迹中各个点的Z轴坐标Z_{第一指令轨迹}，以生成所述第二指令加工轨迹中各个点的Z轴坐标Z_{第二指令轨迹}。

3.如权利要求2所述的激光加工方法，其特征在于，通过插值计算法来计算得到所述第一指令加工轨迹沿着所述Z轴方向投影在所述待加工表面上的各个点的Z轴坐标Z_加工表面。

4.如权利要求2或3所述的激光加工方法，其特征在于，所述步骤b)还包括：

基于所述采样拟合得到一个平面；以及

根据所拟合平面的法向量和所述第一指令加工轨迹上各点的向量姿态来生成所述第二指令加工轨迹上各点的向量姿态。

5.一种激光加工机床，包括：

激光加工头，配备有传感器；

控制单元，用于控制所述激光加工头在待加工表面上方沿着与目标加工轨迹对应的第一指令加工轨迹上点的位置移动，同时控制所述传感器对所述第一指令加工轨迹沿着Z轴方向投影在所述待加工表面上的点的空间位置进行采样，其中所述Z轴沿着竖直方向；以及

计算单元，用于基于所述采样对所述第一指令加工轨迹进行修正以得到第二指令加工轨迹，

其中，所述控制单元进一步控制所述激光加工头沿着所述第二指令加工轨迹对所述待加工表面进行激光加工。

6.如权利要求5所述的激光加工机床，其特征在于，所述计算单元被配置为：

基于所述采样计算所述第一指令加工轨迹沿着所述Z轴方向投影在所述待加工表面上的各个点的Z轴坐标Z_加工表面；以及

用所述计算的各个点的Z轴坐标Z_加工表面修正所述第一指令加工轨迹中各个点的Z轴坐标Z_{第一指令轨迹}，以生成所述第二指令加工轨迹中各个点的Z轴坐标Z_{第二指令轨迹}。

7.如权利要求6所述的激光加工机床，其特征在于，通过插值计算法来计算得到所述第一指令加工轨迹沿着所述Z轴方向投影在所述待加工表面上的各个点的Z轴坐标Z_加工表面。

8.如权利要求6或7所述的激光加工机床，其特征在于，所述计算单元被进一步配置为：

基于所述采样拟合得到一个平面；以及

根据所拟合平面的法向量和所述第一指令加工轨迹上各点的向量姿态来生成所述第二指令加工轨迹上各点的向量姿态。

9.一种计算机可读存储介质，其上记录有经编码的指令，当执行该指令时实现如权利要求1至4中任一项所述的方法。

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