CN116275592A - 一种激光切割头姿态变换装置及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光切割头姿态变换装置及其控制系统，包括底座、三个电机、三自由度球面并联机构和激光切割头，三个电机固定设置在底座上，三自由度球面并联机构的一端与三个电机的输出轴连接，另一端与激光切割头固定连接；三自由度球面并联机构包括三组连杆组件，每组连杆组件沿着底座的周向分布，每组连杆组件包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，第一连杆与对应电机的输出轴固定连接，第一连杆与第二连杆固定连接，第二连杆与第三连杆转动连接，第三连杆与激光切割头转动连接。本发明通过三自由度球面并联机构搭载激光切割头，使激光切割头具有3个转动自由度，进而减少工作台所需的自由度数量，既降低了能耗，又提高了控制精度。

Description

一种激光切割头姿态变换装置及其控制系统

技术领域

本发明涉及激光切割机技术领域，具体涉及一种激光切割头姿态变换装置及其控制系统。

背景技术

激光切割机作为一种高质量、高精度、高效率的加工设备，已经被广泛应用于汽车、船舶、飞机等的制造，其中，三维五轴激光切割机能加工复杂的工件，在市场上有着广泛的实际需求，三维五轴激光切割机一般需要在激光切割头和工作台上分配5个自由度。在现有的三维五轴激光切割机中，激光切割头是固定不动的，或者激光切割头只配置1～2个自由度，主要依靠工作台的移动和转动实现工件的位姿变换，从而达到三维五轴激光切割的目的。

但是，一些三维五轴激光切割机的工作台较重，而且加工的工件也有一定的重量，主要依赖工作台实现工件的位姿变换对能源的消耗大，而且惯性也大，不易获得较高的控制精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种激光切割头姿态变换装置及其控制系统，通过三自由度球面并联机构搭载激光切割头，使激光切割头具有3个转动自由度，进而减少工作台所需的自由度数量，既降低了能耗，又提高了控制精度。

本发明提供了一种激光切割头姿态变换装置，所述激光切割头姿态变换装置包括底座、三个电机、三自由度球面并联机构和激光切割头，所述三个电机固定设置在所述底座上，所述三自由度球面并联机构的一端与所述三个电机的输出轴连接，所述三自由度球面并联机构的另一端与所述激光切割头固定连接，所述三自由度球面并联机构包围所述激光切割头；

所述三自由度球面并联机构包括三组连杆组件，所述三组连杆组件中的每组连杆组件沿着所述底座的周向分布，所述每组连杆组件包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆的第一端与对应电机的输出轴固定连接，所述第一连杆的第二端与所述第二连杆的第一端固定连接，所述第二连杆的第二端与所述第三连杆的第一端转动连接，所述第三连杆的第二端与所述激光切割头转动连接。

具体的，所述每组连杆组件间隔120°布置。

具体的，所述第一连杆、所述第二连杆和所述第三连杆均为圆弧型连杆，所述第一连杆位于第一球面上，所述第二连杆位于第二球面上，所述第三连杆位于第三球面上，所述第一球面、所述第二球面和所述第三球面的球心重合；所述激光切割头的喷嘴位于所述第三球面的球心处；

和/或所述第一连杆所在的平面和所述第二连杆所在的平面互相垂直。

具体的，所述三个电机中的每个电机均为伺服电机，所述三个电机的型号相同；

和/或所述三个电机中的每个电机基于电机安装架固定设置在所述底座上。

具体的，所述第一连杆的第一端设置有电机输出轴安装通孔和电机输出轴限位孔，所述电机输出轴限位孔贯穿所述电机输出轴安装通孔的侧壁；

所述电机输出轴安装通孔的内壁上设置有楔槽。

具体的，所述第一连杆和所述第二连杆的固定连接处设置有连接块，所述连接块的一端设置有第一凸起条，所述连接块的另一端设置有第二凸起条，所述第一凸起条和所述第二凸起条互相垂直；

所述连接块设置有螺孔，所述螺孔贯穿所述第一凸起条和所述第二凸起条的中心；

所述第一连杆的第二端设置有第一凹槽和第一沉孔，所述第一沉孔的贯穿所述第一凹槽的中部，所述第二连杆的第一端设置有第二凹槽和第二沉孔，所述第二沉孔贯穿所述第二凹槽的中部，所述第一凹槽和所述第一凸起条配合，所述第二凹槽和所述第二凸起条配合，所述第一沉孔和所述螺孔的一端基于螺栓配合，所述第二沉孔和所述螺孔的另一端基于螺栓配合。

具体的，所述第二连杆和所述第三连杆基于第一支撑轴转动连接，所述第二连杆的第二端设置有第一转动通孔，所述第三连杆的第一端设置有第二转动通孔，所述第一支撑轴的两端均设置有第一转动部，所述第一转动通孔和所述第一支撑轴的一端的第一转动部转动配合，所述第二转动通孔和所述第一支撑轴的另一端的第一转动部转动配合。

具体的，所述第三连杆和所述激光切割头基于第二支撑轴转动连接，所述第三连杆的第二端设置有第三转动通孔，所述第二支撑轴的一端设置有第二转动部，所述第二支撑轴的另一端设置有固定部，所述第三转动通孔和所述第二转动部转动配合，所述固定部与所述激光切割头固定连接。

具体的，所述底座的中央设置有圆孔，环绕所述圆孔设置有若干法兰孔；

所述激光切割头连接有光纤，所述光纤从所述圆孔中穿出。

本发明还提供了一种激光切割头姿态变换装置的控制系统，所述控制系统包括：

参数设定模块，用于输入切割速度和切割头参数；

轨迹给定模块，用于输入给定的激光切割轨迹；

电机转角计算模块，用于接收所述切割速度、所述切割头参数和所述给定的激光切割轨迹，将所述给定的激光切割轨迹经过坐标系变换和激光束半径补偿生成所述激光切割头的运动轨迹，并提取所述运动轨迹的姿态特征生成垂直于工件表面的预设方位角，所述预设方位角与所述激光切割头当前方位角的差值为控制量，配合所述切割速度和所述切割头参数将所述控制量经过运动学逆解计算转变成三个电机的对应转角；

伺服驱动模块，用于接收所述转角，并控制所述三个电机按照所述转角转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的激光切割头姿态变换装置通过在底座上设置三个电机，三个电机驱动三自由度球面并联机构，具体的，每个电机对应驱动一组连杆组件，三自由度球面并联机构上搭载激光切割头，使激光切割头具有3个转动自由度，提高了激光切割头的自由度，进而能对应减少工作台所需的自由度数量，降低工件位姿变换对工作台的依赖程度，即降低了工作台的运动频率，从而降低了三维五轴激光切割机的能耗，并且有利于提高三维五轴激光切割机的控制精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例中激光切割头姿态变换装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中电机与第一连杆的连接结构示意图；

图3是本发明实施例中第一连杆和第二连杆的连接结构示意图；

图4是本发明实施例中第二连杆和第三连杆的连接结构示意图；

图5是本发明实施例中第三连杆和激光切割头的连接结构示意图；

图6是本发明实施例中底座与激光切割头的结构示意图。

附图中，10、连接块；11、第一凸起条；12、第二凸起条；13、螺孔；20、第一支撑轴；21、第一转动部；22、第一卡槽；30、第二支撑轴；31、第二转动部；32、固定部；33、第二卡槽；100、底座；110、圆孔；120、法兰孔；200、电机；201、配合限位孔；202、配合楔槽；210、电机安装架；220、电机固定板；230、电机轴承防尘盖；300、三自由度球面并联机构；310、第一连杆；311、电机输出轴安装通孔；312、电机输出轴限位孔；313、楔槽；314、第一凹槽；315、第一沉孔；320、第二连杆；321、第二凹槽；322、第二沉孔；323、第一转动通孔；330、第三连杆；331、第二转动通孔；332、第三转动通孔；400、激光切割头；410、喷嘴；420、光纤。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例中激光切割头姿态变换装置的结构示意图，所述激光切割头姿态变换装置包括底座100、三个电机200、三自由度球面并联机构300和激光切割头400，所述三个电机200固定设置在所述底座100上，所述三自由度球面并联机构300的一端与所述三个电机200的输出轴连接，所述三自由度球面并联机构300的另一端与所述激光切割头400固定连接，所述三自由度球面并联机构300包围所述激光切割头400；

所述三自由度球面并联机构300包括三组连杆组件，所述三组连杆组件中的每组连杆组件沿着所述底座100的周向分布，所述每组连杆组件包括第一连杆310、第二连杆320和第三连杆330，所述第一连杆310的第一端与对应电机200的输出轴固定连接，所述第一连杆310的第二端与所述第二连杆320的第一端固定连接，所述第二连杆320的第二端与所述第三连杆330的第一端转动连接，所述第三连杆330的第二端与所述激光切割头400转动连接。

本发明的激光切割头姿态变换装置通过在底座100上设置三个电机200，三个电机200驱动三自由度球面并联机构300，具体的，每个电机200对应驱动一组连杆组件，三自由度球面并联机构300上搭载激光切割头400，使激光切割头400具有3个转动自由度，提高了激光切割头400的自由度，进而能对应减少工作台所需的自由度数量，降低工件位姿变换对工作台的依赖程度，即降低了工作台的运动频率，从而降低了三维五轴激光切割机的能耗，并且有利于提高三维五轴激光切割机的控制精度。

本发明的激光切割头姿态变换装置以三个电机200的转角为输入，以激光切割头400的姿态为输出，可以实现小范围内激光切割头400的空间姿态变换。

进一步的，所述每组连杆组件间隔120°布置，所述第一连杆310、所述第二连杆320和所述第三连杆330均为圆弧型连杆，所述第一连杆310位于第一球面上，所述第二连杆320位于第二球面上，所述第三连杆330位于第三球面上，所述第一球面、所述第二球面和所述第三球面的球心重合；所述激光切割头400的喷嘴410位于所述第三球面的球心处；所述第一连杆310所在的平面和所述第二连杆320所在的平面互相垂直；每组连杆组件旋转对称，环绕在激光切割头400的周围。采用三自由度球面并联机构300实现激光切割头400的3自由度转动，具体的，激光切割头400只能作姿态变化，而无相对位置的移动；该机构精度较高，无累积误差；重量轻，动态响应好；结构紧凑，刚度高，承载能力大。

在一些具体实施例中，所述三个电机200中的每个电机200均为伺服电机，所述三个电机200的型号相同；伺服电机的控制速度、位置精度非常准确，反应灵敏，使用三个相同型号的伺服电机驱动三自由度球面并联机构300，有利于进一步提高激光切割头400的工作精度、动态响应灵敏度。

进一步的，请参阅图1，所述三个电机200中的每个电机200基于电机安装架210固定设置在所述底座100上，所述电机安装架210呈环形排布固定设置在所述底座100上，每个所述电机安装架210之间间隔120°，每个所述电机安装架210的正面的轴线相交于位于激光切割头400的一点；具体的，所述电机200的输出轴从所述电机安装架210的背面穿至正面，所述电机200的壳体固定设置在所述电机安装架210的背面，所述电机安装架210的正面固定设置有电机固定板220，所述电机固定板220的中心固定嵌合有轴承，所述电机200的输出轴从所述轴承中穿过，所述电机200的输出轴与所述轴承的内圈过渡配合；所述电机固定板220上固定设置有电机轴承防尘盖230，所述电机轴承防尘盖230呈环状结构，所述电机200的输出轴从所述电机轴承防尘盖230中穿过。

电机安装架210便于将电机200牢牢固定在底座100上，提高电机200的工作稳定性，同时电机安装架210具有位置、朝向的限定作用，使电机200的输出轴均指向激光切割头400的一点，便于与三自由度球面并联机构300配合。

在一些具体实施例中，请参阅图2，所述第一连杆310的第一端设置有电机输出轴安装通孔311和电机输出轴限位孔312，所述电机输出轴限位孔312贯穿所述电机输出轴安装通孔311的侧壁；所述电机输出轴安装通孔311的内壁上设置有楔槽313。

所述电机200的输出轴穿设在所述电机输出轴安装通孔311中，所述电机200的输出轴上对应设置有配合限位孔201和配合楔槽202，所述电机输出轴限位孔312和所述配合限位孔201基于限位销钉配合在一起，所述楔槽313和所述配合楔槽202基于楔子配合在一起，这能强有力地将第一连杆310和电机200的输出轴固定连接在一起，避免第一连杆310和电机200的输出轴之间松动，保障电机200输出轴的转动角度无损地传递给第一连杆310，有利于提高激光切割头400的工作精度。

在一些具体实施例中，请参阅图3，所述第一连杆310和所述第二连杆320的固定连接处设置有连接块10，所述连接块10的一端设置有第一凸起条11，所述连接块10的另一端设置有第二凸起条12，所述第一凸起条11和所述第二凸起条12互相垂直；所述连接块10设置有螺孔13，所述螺孔13贯穿所述第一凸起条11和所述第二凸起条12的中心；所述第一连杆310的第二端设置有第一凹槽314和第一沉孔315，所述第一沉孔315的贯穿所述第一凹槽314的中部，所述第二连杆320的第一端设置有第二凹槽321和第二沉孔322，所述第二沉孔322贯穿所述第二凹槽321的中部，所述第一凹槽314和所述第一凸起条11配合，所述第二凹槽321和所述第二凸起条12配合，所述第一沉孔315和所述螺孔13的一端基于螺栓配合，所述第二沉孔322和所述螺孔13的另一端基于螺栓配合。

连接块10能增加第一连杆310和第二连杆320之间的距离，使第二连杆320更靠近激光切割头400；连接块10上的凸起条与连杆上的凹槽配合，使第一连杆310所在的平面和第二连杆320所在的平面稳定地保持垂直关系；连杆上的沉孔与连接块10上的螺孔13基于螺栓配合，使第一连杆310和第二连杆320紧密固定，沉孔还能避免螺栓凸出，不会阻碍连杆之间的相对运动。

在一些具体实施例中，请参阅图4，所述第二连杆320和所述第三连杆330基于第一支撑轴20转动连接，所述第二连杆320的第二端设置有第一转动通孔323，所述第三连杆330的第一端设置有第二转动通孔331，所述第一支撑轴20的两端均设置有第一转动部21，所述第一转动通孔323和所述第一支撑轴20的一端的第一转动部21转动配合，所述第二转动通孔331和所述第一支撑轴20的另一端的第一转动部21转动配合；第一支撑轴20能增加第二连杆320和第三连杆330之间的距离，使第三连杆330更靠近激光切割头400；第一支撑轴20两端的第一转动部21与对应的转动通孔配合，使第二连杆320和第三连杆330之间能灵活转动。

进一步的，所述第一支撑轴20的两端设置有第一卡槽22，所述第一卡槽22位于所述第一转动部21的外侧，所述第一卡槽22卡接有卡环，所述卡环的直径比转动通孔的直径大，能挡住连杆，避免连杆从第一转动部21中脱出。

在一些具体实施例中，请参阅图5，所述第三连杆330和所述激光切割头400基于第二支撑轴30转动连接，所述第三连杆330的第二端设置有第三转动通孔332，所述第二支撑轴30的一端设置有第二转动部31，所述第二支撑轴30的另一端设置有固定部32，所述第三转动通孔332和所述第二转动部31转动配合，所述固定部32与所述激光切割头400固定连接。

进一步的，所述第二转动部31的外侧设置有第二卡槽33，所述第二卡槽33也卡接有卡环，所述卡环的直径比转动通孔的直径大，能挡住连杆，避免连杆从第二转动部31中脱出。

第二支撑轴30使第三连杆330与激光切割头400之间保持一定的距离，便于激光切割头400的空间姿态变换；第二支撑轴30将激光切割头400的喷嘴410固定在三自由度球面并联机构300的球心位置上，便于调节激光切割头400的姿态。

在一些具体实施例中，请参阅图6，所述底座100的中央设置有圆孔110，环绕所述圆孔110设置有若干法兰孔120；所述激光切割头400连接有光纤420，所述光纤420从所述圆孔110中穿出；基于所述若干法兰孔120可以将整个激光切割头姿态变换装置固定到三维五轴激光切割机的工作台上方或者工业机器人的末端。

在一些具体实施例中，所述激光切割头姿态变换装置还包括控制系统，所述控制系统与所述三个电机200电连接；其中，所述控制系统包括：

参数设定模块，用于输入切割速度和切割头参数；具体的，所述切割头参数包括焦点位置、激光功率、切割高度等等。

轨迹给定模块，用于输入给定的激光切割轨迹；

电机转角计算模块，用于接收所述切割速度、所述切割头参数和所述给定的激光切割轨迹，将所述给定的激光切割轨迹经过坐标系变换和激光束半径补偿生成所述激光切割头400的运动轨迹，并提取所述运动轨迹的姿态特征生成垂直于工件表面的预设方位角，所述预设方位角与所述激光切割头400当前方位角的差值为控制量，配合所述切割速度和所述切割头参数将所述控制量经过运动学逆解计算转变成所述三个电机200的对应转角；

伺服驱动模块，用于接收所述转角，并控制所述三个电机200按照所述转角转动。

本发明的激光切割头姿态变换装置的控制过程为：

往参数设定模块输入切割速度和切割头参数；

往轨迹给定模块输入给定的激光切割轨迹；

电机转角计算模块会根据RTCP(旋转工具中心点，即激光束的中心点)参数将给定的激光切割轨迹进行坐标系变换和激光束半径补偿，然后生成激光切割头400的运动轨迹；电机转角计算模块会继续对运功轨迹进行位姿分解，然后将运动轨迹的姿态特征提取出来生成垂直于工件表面的预设方位角，预设方位角包括三个子方向角，这三个子方位角与激光切割头400当前方位角的差值为控制量；接着，电机转角计算模块会配合切割速度和切割头参数将控制量经过运动学逆解计算转变成三个电机200的对应转角；

最后，伺服驱动模块接收到指令，控制三个电机200按照转角转动，继而驱动三自由度球面并联机构300中对应的连杆组件，从而实现激光切割头400按照预定轨迹动态变换姿态的效果。

三个电机200按照指令转动，每个电机200的输出轴驱动对应的第一连杆310，第一连杆310带动对应的第二连杆320，第二连杆320带动对应的第三连杆330，第三连杆330带动激光切割头400；三个电机200、三组连杆组件互相配合，从而实现激光切割头400按照预定轨迹动态变换姿态的效果。

本发明的激光切割头姿态变换装置具有3个转动自由度，在此基础上，将其安装在多自由度的位置移动装置上，可以构成三维五轴数控切割系统，实现复杂工件，尤其是曲面的激光切割。

本发明的激光切割头姿态变换装置通过三自由度球面并联机构300搭载激光切割头400，并且用三个电机200驱动三自由度球面并联机构300，使激光切割头400具有3个转动自由度，提高了激光切割头400的自由度，进而能对应减少工作台所需的自由度数量，降低工件位姿变换对工作台的依赖程度，即降低了工作台的运动频率，从而降低了三维五轴激光切割机的能耗，并且有利于提高三维五轴激光切割机的控制精度。

本发明的激光切割头姿态变换装置以三个电机200的转角为输入，以三自由度球面并联机构300为传动环节，以激光切割头400的姿态为输出，可以实现小范围内激光切割头400的空间姿态变换；本装置精度较高，无累积误差，重量轻，动态响应好，结构紧凑，刚度高，承载能力大。

以上对本发明实施例所提供的一种激光切割头姿态变换装置及其控制系统进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种激光切割头姿态变换装置，其特征在于，所述激光切割头姿态变换装置包括底座、三个电机、三自由度球面并联机构和激光切割头，所述三个电机固定设置在所述底座上，所述三自由度球面并联机构的一端与所述三个电机的输出轴连接，所述三自由度球面并联机构的另一端与所述激光切割头固定连接，所述三自由度球面并联机构包围所述激光切割头；

所述三自由度球面并联机构包括三组连杆组件，所述三组连杆组件中的每组连杆组件沿着所述底座的周向分布，所述每组连杆组件包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆的第一端与对应电机的输出轴固定连接，所述第一连杆的第二端与所述第二连杆的第一端固定连接，所述第二连杆的第二端与所述第三连杆的第一端转动连接，所述第三连杆的第二端与所述激光切割头转动连接。

2.如权利要求1所述的激光切割头姿态变换装置，其特征在于，所述每组连杆组件间隔120°布置。

3.如权利要求1所述的激光切割头姿态变换装置，其特征在于，所述第一连杆、所述第二连杆和所述第三连杆均为圆弧型连杆，所述第一连杆位于第一球面上，所述第二连杆位于第二球面上，所述第三连杆位于第三球面上，所述第一球面、所述第二球面和所述第三球面的球心重合；所述激光切割头的喷嘴位于所述第三球面的球心处；

和/或所述第一连杆所在的平面和所述第二连杆所在的平面互相垂直。

4.如权利要求1所述的激光切割头姿态变换装置，其特征在于，所述三个电机中的每个电机均为伺服电机，所述三个电机的型号相同；

和/或所述三个电机中的每个电机基于电机安装架固定设置在所述底座上。

5.如权利要求1所述的激光切割头姿态变换装置，其特征在于，所述第一连杆的第一端设置有电机输出轴安装通孔和电机输出轴限位孔，所述电机输出轴限位孔贯穿所述电机输出轴安装通孔的侧壁；

所述电机输出轴安装通孔的内壁上设置有楔槽。

6.如权利要求1所述的激光切割头姿态变换装置，其特征在于，所述第一连杆和所述第二连杆的固定连接处设置有连接块，所述连接块的一端设置有第一凸起条，所述连接块的另一端设置有第二凸起条，所述第一凸起条和所述第二凸起条互相垂直；

所述连接块设置有螺孔，所述螺孔贯穿所述第一凸起条和所述第二凸起条的中心；

所述第一连杆的第二端设置有第一凹槽和第一沉孔，所述第一沉孔的贯穿所述第一凹槽的中部，所述第二连杆的第一端设置有第二凹槽和第二沉孔，所述第二沉孔贯穿所述第二凹槽的中部，所述第一凹槽和所述第一凸起条配合，所述第二凹槽和所述第二凸起条配合，所述第一沉孔和所述螺孔的一端基于螺栓配合，所述第二沉孔和所述螺孔的另一端基于螺栓配合。

7.如权利要求1所述的激光切割头姿态变换装置，其特征在于，所述第二连杆和所述第三连杆基于第一支撑轴转动连接，所述第二连杆的第二端设置有第一转动通孔，所述第三连杆的第一端设置有第二转动通孔，所述第一支撑轴的两端均设置有第一转动部，所述第一转动通孔和所述第一支撑轴的一端的第一转动部转动配合，所述第二转动通孔和所述第一支撑轴的另一端的第一转动部转动配合。

8.如权利要求1所述的激光切割头姿态变换装置，其特征在于，所述第三连杆和所述激光切割头基于第二支撑轴转动连接，所述第三连杆的第二端设置有第三转动通孔，所述第二支撑轴的一端设置有第二转动部，所述第二支撑轴的另一端设置有固定部，所述第三转动通孔和所述第二转动部转动配合，所述固定部与所述激光切割头固定连接。

9.如权利要求1所述的激光切割头姿态变换装置，其特征在于，所述底座的中央设置有圆孔，环绕所述圆孔设置有若干法兰孔；

所述激光切割头连接有光纤，所述光纤从所述圆孔中穿出。

10.一种基于权利要求1至9任一项所述的激光切割头姿态变换装置的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

参数设定模块，用于输入切割速度和切割头参数；

轨迹给定模块，用于输入给定的激光切割轨迹；

电机转角计算模块，用于接收所述切割速度、所述切割头参数和所述给定的激光切割轨迹，将所述给定的激光切割轨迹经过坐标系变换和激光束半径补偿生成所述激光切割头的运动轨迹，并提取所述运动轨迹的姿态特征生成垂直于工件表面的预设方位角，所述预设方位角与所述激光切割头当前方位角的差值为控制量，配合所述切割速度和所述切割头参数将所述控制量经过运动学逆解计算转变成三个电机的对应转角；

伺服驱动模块，用于接收所述转角，并控制所述三个电机按照所述转角转动。

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