CN114769898B

CN114769898B - 激光加工控制方法、装置及可读存储介质

Info

Publication number: CN114769898B
Application number: CN202210256147.1A
Authority: CN
Inventors: 郭伟建; 戴畅; 李亚伦; 何纯贤; 蔡建平; 高云峰
Original assignee: Han's Laser Intelligent Equipment Changsha Co ltd; Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Current assignee: Han's Laser Intelligent Equipment Changsha Co ltd; Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Priority date: 2022-03-11
Filing date: 2022-03-11
Publication date: 2024-06-07
Anticipated expiration: 2042-03-11
Also published as: CN114769898A

Abstract

本申请提供了一种激光加工控制方法、装置及可读存储介质，所述方法包括：在加工控制系统中预设不同等级的加工动态性能；所述加工控制系统获取所要加工的图形，其中，所述图形至少包括有两种图案；确定每一个所述图案的加工精度要求，并根据每一个所述图案的加工精度要求选取加工该图案时所对应等级的加工动态性能；以及使激光头按照每一个所述图案所对应等级的加工动态性能分别在工件上加工出对应的图案以形成所述图形。可看出，本申请的激光加工控制方法既能够保证在一个待加工图形中每一个待加工图案的精度要求，又能够保证加工整个图形的效率，使加工精度和加工效率达到很好的平衡，并且该控制方法对工件加工的灵活度高。

Description

激光加工控制方法、装置及可读存储介质

技术领域

本申请属于激光加工技术领域，更具体地说，是涉及一种激光加工控制方法、装置及可读存储介质。

背景技术

随着激光加工技术的快速发展，对激光加工效率和精度有着更高的要求，即要求激光加工高效率的同时要求高精度。但是高效率意味着激光加工的高速度，而高速度必然导致运动机床运行的稳定性降低，使得激光加工的高精度无法保证。因此需要一种可以平衡激光加工中高精度和高效率的控制方法。

发明内容

本申请在于提供激光加工控制方法、装置及可读存储介质，以解决上述背景技术所提到的技术问题。

本申请采用的技术方案是一种激光加工控制方法，所述方法包括：

在加工控制系统中预设不同等级的加工动态性能；

所述加工控制系统获取所要加工的图形，其中，所述图形至少包括有两种图案；

确定每一个所述图案的加工精度要求，并根据每一个所述图案的加工精度要求选取加工该图案时所对应等级的加工动态性能；以及

使激光头按照每一个所述图案所对应等级的加工动态性能分别在工件上加工出对应的图案以形成所述图形。

可看出，本申请的激光加工控制方法中，首先通过在加工控制系统中预设不同等级的加工动态性能；然后再将待加工图形分成多个独立的待加工图案，并确定每一个待加工图案所需要的加工精度要求；接着根据所确定每一个待加工图案的加工精度要求在加工控制系统中选择对应等级的加工动态性能，使激光头能够在一个待加工图形中针对每一个待加工图案精度要求的不同，选择一种对应等级的加工动态性能进行运动。也就是说，本申请的方法既能够保证在一个待加工图形中每一个待加工图案的精度要求，又能够保证加工整个图形的效率，使加工精度和加工效率达到很好的平衡，并且该控制方法对工件加工的灵活度高。

进一步地，所述在加工控制系统中预设不同等级的加工动态性能包括：

在加工控制系统中，根据激光头的加工速度、加速度以及加加速度的大小预设不同等级的加工动态性能。

进一步地，所述确定每一个所述图案的加工精度要求，根据每一个所述图案的加工精度要求选取加工该图案时所对应等级的加工动态性能包括：

加工控制系统获取人工所确认的所述图形中的每一个图案的加工精度要求信息；以及

加工控制系统获取所述人工根据每一图案的加工精度要求所选取的加工该图案所对应等级的加工动态性能。

加工控制系统对每一个所述图案的面积进行计算，并根据所述面积的大小确定所述图案的加工精度要求，其中，面积越小则加工精度要求越高；以及

所述加工控制系统根据所确定每一个图案的加工精度要求分别匹配对应等级的加工动态性能。

进一步地，所述根据每一个所述图案的加工精度要求选取加工该图案时所对应等级的加工动态性能还包括：

加工控制系统将获取的所述图形打散，并对打散后图形中的每一个图案分别进行标记形成独立的图案；以及

对标记后的每一个图案分别按照加工精度要求选取对应等级的加工动态性。

进一步地，使所述激光头根据每一个所述图案所对应等级的加工动态性能在工件上分别加工对应的图案还包括：

每一个所述图案分别在所述加工控制系统中生成对应的加工轮廓路径，并使所述加工轮廓路径与所述图案对应等级的加工动态性能建立加工对应关系；以及

使所述激光头根据所述加工对应关系在工件上加工对应的图案。

在加工控制系统中预设非加工动态性能；

在加工控制系统中生成连接每一个所述图案的非加工路径，并使所述非加工路径与所述非加工动态性能建立非加工对应关系；以及

使所述激光头根据所述非加工对应关系从当前加工图案的终点移动至下一个加工图案的起点。

进一步地，所述预设非加工动态性能与最高等级的加工动态性能相同。

一种激光加工控制装置，所述装置包括：

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，实现如前任一项所述的方法。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前任一项所述的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的激光加工控制方法的流程图之一；

图2为本申请实施例提供的激光加工控制方法的流程图之二；

图3为本申请实施例提供的激光加工控制方法的流程图之三；

图4为本申请实施例提供的激光加工控制方法的流程图之四；

图5为本申请实施例提供的激光加工控制方法的流程图之五；

图6为本申请实施例提供的激光加工控制方法的流程图之六；

图7为本申请一个实施例所提供的待加工图形的示意图；

图8为图7所提供的待加工图形中加工轮廓路径和非加工路径的示意图；

图9为本申请实施例提供的激光加工控制装置的框图。

附图标记：

100、第一图案；200、第二图案；300、第三图案。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元结构被称为“固定于”或“设置于”另一个元结构，它可以直接在另一个元结构上或者间接在该另一个元结构上。当一个元结构被称为是“连接于”另一个元结构，它可以是直接连接到另一个元结构或间接连接至该另一个元结构上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，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。在一些申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本申请提供一种激光加工控制方法，该加工控制方法可使激光头能够针对同一加工图形中的不同图案按照不同的加工动态性能对其进行加工，在满足对每一个图案加工精度要求的情况下，也能提高对图形的加工效率。例如，在激光切割过程中，当所要切割的图形包含有多个图案时，该加工控制方法可使激光头针对每一个图案按照不同的加工动态性能对每一个图案进行切割，在保证每个图案切割精度的同时，保证整个图形的切割效率。

具体地，参阅图1，本申请中所提供的激光加工控制方法，该控制方法包括以下步骤：

步骤102，在加工控制系统中预设不同等级的加工动态性能。

例如，加工控制系统可以是数控系统。激光加工中，一般可通过数控系统控制机床来驱动激光头移动，使激光头实现对工件的加工。也就是说，加工控制系统中预设的加工动态性能也就是机床在运行时的动态性能。

具体地，在上述加工控制系统中，可将加工动态性能的等级设置为高等级、中等级和低等级。其中，高等级的加工动态性能表示机床的运行速度快但是稳定性较差，即在其它加工条件(如激光加工的工艺模式和工艺参数)不变的情况下，激光加工的精度相对较低；中等级的加工动态性能表示机床的运行速度一般即代表机床运行的稳定性一般，即在其它加工条件不变的情况下，激光加工的精度一般；低等级的加工动态性能表示机床的运行速度慢但是稳定性较高，即在其它加工条件不变的情况下，激光加工的精度较高。

步骤104，加工控制系统获取所要加工的图形，其中，所述图形至少包括有两种图案。

例如，在激光切割中，可通过向加工控制系统中的CAM软件导入DWG格式或DXF格式的待切割图形，其中，该待切割图形中至少包括了两个切割图案如包括有圆形和矩形，即激光头至少需要在工件中切割出圆形和矩形两种图案。

步骤106，确定每一个图案的加工精度要求，并根据每一个图案的加工精度要求选取加工该图案时所对应等级的加工动态性能。

例如，当加工控制系统中导入有待切割图形后，加工控制系统可对该待切割图形中的每一个待切割的图案进行识别，即将待切割图形分成多个独立的待切割图案。具体地，加工控制系统可通过CAM软件对图形中的每一个图案进行识别。

进一步地，分别对所识别的每一个图案的切割精度要求进行确认，然后根据每一个图案的切割精度要求在加工控制系统中选择对应等级的加工动态性能。

举例，当待切割图形被分成独立的第一待切割图案以及第二待切割图案后，对第一待切割图案以及第二待切割图案的切割精度要求进行确认；若确定第一待切割图案的切割精度要求较高时，可选择低等级的加工动态性能用于切割第一待切割图案，若确定第二待切割图案的切割精度要求较低时，可选择高等级的加工动态性能用于切割第二待切割图案。

步骤108，使激光头按照每一个图案所对应等级的加工动态性能分别在工件上加工出对应的图案以形成图形。

具体地，当在加工控制系统中选择好每一个待切割图案所对应的加工动态性能后，激光头根据每一个图案所对应等级的加工动态性进行移动，分别在工件上切割出对应的图案。

实际使用时，激光头一般是通过机床来驱动，所以当在加工控制系统中选择好每一个待切割图案所对应的加工动态性能后，加工控制系统一般会通过控制机床按照所选择的每一个等级的加工动态性能进行运行，进而实现激光头按照每一个图案所对应等级的加工动态性能分别在工件上切割。

进一步地，在步骤102中，在加工控制系统中预设不同等级的加工动态性能具体还可包括：

具体地，在激光头的运动过程中，激光头的运动参数包括有速度、加速度以及加加速度。此外，可理解激光头在运动过程中速度、加速度以及加加速度越大，则意味着激光头运动的越快，即表示激光头所采用的加工动态性能等级越高。

可理解，在激光加工中，在其它加工条件不变的情况下，激光头运动的速度越快，对工件的加工精度就越低，即激光头所采用的加工动态性能等级越高，激光头对工件的加工精度越低。

例如，在激光切割中，可预设高等级的加工动态性能中，激光头的加工速度为60m/min，加速度为2.5g，以及加加速度为1000m/s³；可预设中等级的加工动态性能中，激光头的加工速度为50m/min，加速度为2g，以及加加速度为900m/s³；可预设低等级的加工动态性能中，激光头的加工速度为40m/min，加速度为1.5g，以及加加速度为800m/s³。

也就是说，在激光切割中，当激光头按照高等级的加工动态性能在工件上加工加工精度要求较低的图案时，激光头运动参数为加工速度为60m/min，加速度为2.5g，以及加加速度为1000m/s³。

当然，在实际使用时，激光头一般是通过机床来驱动，所以激光头运动参数即为机床的运行参数。

参阅图2，步骤108具体还可包括：

步骤202，每一个图案分别在加工控制系统中生成对应的加工轮廓路径，并使加工轮廓路径与图案对应等级的加工动态性能建立加工对应关系。

例如，加工控制系统可以是数控系统，数控系统中的CAM软件可针对每一个图案分别生成对应的加工轮廓路径，使激光头能够按照所生成的加工轮廓路径在工件上加工出对应的图案。

可理解，在本申请中，针对每一个图案加工精度要求的不同，可选择不同等级的加工动态性能，即加工控制系统中针对每一个图案所生成的加工轮廓路径所对应的加工动态性能可能不同，因此需要将生成的加工轮廓路径与所选择的加工动态性能建立加工对应关系，以使加工控制系统能够控制激光头按照所选择的加工动态性能沿着所生成的加工轮廓路径运动。

步骤204，激光头根据加工对应关系在工件上加工对应的图案。

参阅图3，步骤106具体可包括：

步骤302，加工控制系统获取人工所确认的所述图形中的每一个图案的加工精度要求信息。

具体地，人工可根据客户的加工要求确定待切割图形中每一个待切割图案的加工精度要求。又或者人工可通过自身经验确定待切割图形中每一个待切割图案的加工精度要求。例如，当待切割图形中包含有圆形的待切割图案和方形的待切割图案时，人工可根据自身经验确定切割圆形图案的加工精度要求较高，而切割方形图的加工精度要求较低。

步骤304，加工控制系统获取所述人工根据每一图案的加工精度要求所选取的加工该图案所对应等级的加工动态性能。

具体地，在步骤102中，已经在加工控制系统上预设了多个等级的加工动态性能，所以当确认好每一个图案的加工精度要求后，人工可分别在加工控制系统中针对每一个图案选择一个对应等级的加工动态性能。

可看出，上述方法中，针对不同种类的图案，人工可根据实际情况选择不同加工精度，该方式使得对图形的加工更加灵活，并且还能够保证加工的效率。

参阅图4，在其它方式中，在步骤106具体还可包括：

步骤402，加工控制系统对每一个图案的面积进行计算，并根据面积的大小确定图案的加工精度要求，其中，面积越小则加工精度要求越高。

例如，可在加工控制系统中预设用于比较的阈值，通过将图案的面积与阈值进行比较，进而确定该图案的加工精度要求。举例，在加工控制系统中预设的阈值可以为100mm²和400mm²，当加工控制系统中计算的图案面积小于100mm²则判断为加工精度要求高，当加工控制系统中计算的图案面积在100mm²至400mm²的范围内时则判断为加工精度要求一般，当加工控制系统中计算的图案面积大于400mm²的范围内时则判断为加工精度要求较低。比如，当加工控制系统中计算出其中一个的图案面积为250mm²时，250mm²位于100mm²与400mm²之间，则判断该图案的加工精度要求一般。

可理解，在激光加工中，当激光所要加工的图案面积越小时，意味着激光头移动距离就越短，所以当激光头的运动速度越快时，对工件的加工精度可能就越低。

步骤404，加工控制系统根据所确定每一个图案的加工精度要求分别匹配对应等级的加工动态性能。

具体地，可在加工控制系统中建立加工精度要求与加工动态性能之间的规则。例如当加工控制系统所确定的图案的加工精度要求较低时，对应匹配高等级的加工动态性能；当加工控制系统所确定的图案的加工精度要求一般时，对应匹配中等级的加工动态性能；当加工控制系统所确定的图案的加工精度要求较高时，对应匹配低等级的加工动态性能。

进一步地，参阅图5，步骤106中，根据每一个图案的加工精度要求选取加工该图案时所对应等级的加工动态性能具体还可包括：

步骤502，加工控制系统将获取的所述图形打散，并对打散后图形中的每一个图案分别进行标记形成独立的图案。

可理解，加工控制系统中所导入DWG格式或DXF格式的待切割图形一般为一个整体，所以为了使加工控制系统能够精确地识别图形中的每一个图案，以便于在后续程序中使每一个图案能够与对应的加工动态性能建立加工对应关系，加工控制系统可通过将所获取的图形打散，然后再对打散后的图形中的每一个图案进行标记，进而形成一个个独立的图案。

当然，为了提高每一个图案选取对应加工动态性能的效率，加工控制系统可通过判断打散后的图案中是否有相似或相同的图案，若存在有相似或相同的图案可将这一类型的图案判断为同一种图案，并对这一类型的图案进行同样的标记。例如，当一个图形中存在有两个相同的圆形图案和一个矩形图案时，加工控制系统可将两个相同的圆形图案判断为同一种图案，对两个圆形图案进行相同的标记，比如对两个圆形图案的线条都进行红颜色标记，而对矩形图案的线条则可采用绿颜色进行标记。

步骤504，对标记后的每一个图案分别按照加工精度要求选取对应等级的加工动态性。

也就是说，上述方法中，加工控制系统将所获取的待加工图形打散后，再对打撒后的图形中的每一个图案进行标记，能够将一个整体的图形分成多个独立的图案，以使图形中的每一个图案都能够在加工控制系统中选择对应等级的加工动态性能。

参阅图6，在步骤108还可包括：

步骤602，在加工控制系统中预设非加工动态性能。

具体地，激光加工中，当激光头加工完一个图案后，激光头需要从当前加工图案的终点位置移动至下一个待加工图案的起点位置，即激光头的空移过程，在此过程中激光头不对工件进行加工，也就是说在这个空移过程中，激光头的移动速度对加工精度没有影响，因此可在加工控制系统中预设一个非加工动态性能，使激光头在空移过程中都按照所预设的非加工动态性能进行移动。

步骤604，在加工控制系统中生成连接每一个图案的非加工路径，并使非加工路径与非加工动态性能建立非加工对应关系。

可理解，当图形中包括有多个图案时，也就意味着存在有多个非加工路径，因此为了使激光头在按照每一个非加工路径移动的过程中都能够选择非加工动态性能，需要使每一个非加工路径都与非加工动态性能建立非加工对应关系。

需要说明的是，在加工控制系统中生成连接每一个所述图案的非加工路径可采用常规的方式，例如按照从上到下，从左到右的规则生成非加工路径，具体方法在此不做详细描述。

步骤606，使激光头根据非加工对应关系从当前加工图案的终点移动至下一个加工图案的起点。

可理解，在激光加工过程中，当激光头沿加工轮廓路径移动时，激光头对工件的加工；当激光头沿着非加工路径移动时，激光头不对工件进行加工。也就是说，当激光头沿加工轮廓路径移动时，激光头需要开启激光(在一些实施例中还需要开启保护气体)实现对工件的加工；当激光头沿非加工路径移动时，激光头需要关闭激光(在一些实施例中还需要关闭保护气体)，以保证工件的完整性。

可选地，为了提高激光加工的效率，预设的非加工动态性能可与最高等级的加工动态性能相同。也就是说，激光头在空移过程中，可采用最高的移动速度。

为了便于理解，本申请以在工件上切割附图7的图形为例进行说明。

参阅图7，激光头需要在工件上切割的图形包括有一个第一图案100(矩形轮廓)，4个第二图案200(圆形轮廓)，以及1个第三图案300(“王”字)。

具体地，步骤一，在加工控制系统中CAM软件中预设不同等级的加工动态性能(如高等级加工动态性能，中等级加工动态性能以及低等级加工动态性能)以及预设非加工动态性能。

步骤二，将图7中的图形以DWG隔离或DXF格式导入加工控制系统的CAM软件中。

步骤三，将图形进行打散后再分别对图形中的第一图案100、第二图案200以及第三图案300分别进行标记(例如将第一图案100标记为绿色线条，第二图案200标记为红色线条，以及将第三图案300标记为黑色线条)，使一个整体的图形分成多个独立的轮廓。

步骤四，每一个独立的图案分别在CAM软件中生成对应的加工轮廓路径(图8的实现部分)，以及生成连接每一个轮廓的非加工路径(图8的虚线部分)，并使每一个轮廓的非加工路径与预设的非加工动态性能建立非加工对应关系。

步骤五，通过人工或者加工控制系统确定第一图案100、第二图案200以及第三图案300的加工精度要求。例如可通过人工或加工控制系统计算每一个图案的面积确定第一图案100的加工精度要求较低，第二图案200的加工精度要求一般，以及第三图案300的加工精度要求较高。

步骤六，在加工控制系统中根据第一图案100的加工精度要求选择高等级加工动态性能与第一图案100的加工轮廓路径建立第一加工对应关系，根据第二图案200的加工精度要求选择低等级加工动态性能与第二图案200的加工轮廓路径建立第二加工对应关系，以及根据第三图案300的加工精度要求选择中等级加工动态性能与第三图案300的加工轮廓路径建立第三加工对应关系。

步骤七，加工控制系统通过控制机床执行所选择的加工动态性能以驱动激光头在工件上加工对应的图案，以及加工控制系统通过控制机床执行非加工动态性能以驱动激光头空移。

此外，参阅图9，本申请还提供一种激光加工控制装置，其包括处理器，和存储器。

其中，处理器，被配置成执行计算机可执行指令；存储器用于存储一个或多个计算机可执行指令，当计算机可执行指令被处理器执行时，实现以上所述的激光加工控制方法。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以上所述的激光加工控制方法。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在一些申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在一些申请的保护范围之内。

Claims

1.一种激光加工控制方法，其特征在于，所述方法包括：

在加工控制系统中预设不同等级的加工动态性能；

使激光头按照每一个所述图案所对应等级的加工动态性能分别在工件上加工出对应的图案以形成所述图形；

在加工控制系统中预设非加工动态性能；

2.如权利要求1所述的激光加工控制方法，其特征在于，所述在加工控制系统中预设不同等级的加工动态性能包括：

3.如权利要求1所述的激光加工控制方法，其特征在于，所述确定每一个所述图案的加工精度要求，根据每一个所述图案的加工精度要求选取加工该图案时所对应等级的加工动态性能包括：

4.如权利要求1所述的激光加工控制方法，其特征在于，所述确定每一个所述图案的加工精度要求，根据每一个所述图案的加工精度要求选取加工该图案时所对应等级的加工动态性能包括：

5.如权利要求1～4任意一项所述的激光加工控制方法，其特征在于，所述根据每一个所述图案的加工精度要求选取加工该图案时所对应等级的加工动态性能还包括：

6.如权利要求5所述的激光加工控制方法，其特征在于，使所述激光头根据每一个所述图案所对应等级的加工动态性能在工件上分别加工对应的图案还包括：

7.如权利要求1所述的激光加工控制方法，其特征在于，所述预设非加工动态性能与最高等级的加工动态性能相同。

8.一种激光加工控制装置，其特征在于，所述装置包括：

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1～7中任一项所述的方法。

9.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现如前权利要求1～7任一项所述的方法。