CN116493777B - 基于智能化作业的数控切割机械远程控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光切割机控制技术领域，具体地说，涉及基于智能化作业的数控切割机械远程控制系统。其包括数据采集单元，数据采集单元的输出端连接有获取多个切割点位的切割点位获取单元，切割点位获取单元的输出端连接有半向切割控制单元，半向切割控制单元的输出端连接有范围温度采集单元，范围温度采集单元的输出端连接有复向路径规划单元。本发明通过确定切割点位，将切割点位按照序列调整，建立半向切割路径，依据半向切割路径对工件进行有序切割，改变半向切割路径为回向切割路径，复向路径规划单元沿着回向切割路径控制激光切割头对工件剩余的局部切割点位进行切割，避免工件切割点位出现翘边的现象。

Description

基于智能化作业的数控切割机械远程控制系统

技术领域

本发明涉及激光切割机控制技术领域，具体地说，涉及基于智能化作业的数控切割机械远程控制系统。

背景技术

激光切割机在远程控制切割工件时，通常由切割头向工件射出激光，并使工件的切割点位形成一个熔点，伴随着切割头的移动便逐渐对工件进行切割。

其中，因激光切割机射出激光使工件达到熔点，会导致工件的切割点位附近存在较高的温度，目前的切割头对切割点位逐渐切割完成后（此时是切割头在切割点位未切割完成时），切割点位上的工件废料便会因切割点位会受到较高的温度导致废料呈现翘边的现象，伴随着切割头的持续运动，会导致切割头会撞击废料的翘边，因此，目前为了避免此情况，目前的激光切割机切割工件时，通过在切割点位建立多个微连接的方式来限制废料出现翘边的现象，但是微连接的设置会导致工件通过激光切割机切割后，还需对工件切割点位的微连接进行二次的切割处理（消除微连接），但是此过程又会产生额外附属的切割处理步骤，消耗大量的人力、物力成本；

然后，如果在切割过程中预先对多个切割点位切割局部，并留下局部后续的待切割处来避免工件废料产生翘边的现象，但在后续对待切割点位二次切割的过程中，切割头如果切割的是温度较高的切割点位，还是会导致切割点位的废料处于翘边的现象，便会产生上述的翘边的废料与切割头碰撞的现象。

因此，综上所述：本方案的目的旨在提出一种不同于上述方案的一种激光切割机切割工件的方式，具体是通过对切割点位有序的划分，改变目前切割头对切割点位全面的切割方式来规避工件切割点位出现的翘边，同时，依据切割点位有序划分生成有序的切割路径，以降低切割点位存在过高温度导致工件切割点位切割精度不佳或废料与切割头碰撞的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供基于智能化作业的数控切割机械远程控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明目的在于提供了基于智能化作业的数控切割机械远程控制系统，包括用于采集工件点位的数据采集单元，所述数据采集单元的输出端连接有获取多个切割点位的切割点位获取单元，所述切割点位获取单元的输出端连接有半向切割控制单元，所述半向切割控制单元对多个切割点位进行序列调整，并在序列调整后生成半向切割路径，由半向切割控制单元控制切割头沿着半向切割路径对工件进行切割，所述半向切割控制单元的输出端连接有用于分析切割点位温度数据的范围温度采集单元，所述范围温度采集单元的输出端连接有复向路径规划单元，所述复向路径规划单元依据半向切割路径及切割点位的温度生成回向切割路径，复向路径规划单元沿着回向切割路径对切割点位进行回向切割。

作为本技术方案的进一步改进，所述数据采集单元用于采集工件在切割平台上的位置，并通过无线信号与控制终端电连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述切割点位获取单元用于获取工件的切割点位，并使半向切割控制单元依据切割点位控制切割头对工件进行半向切割。

作为本技术方案的进一步改进，所述半向切割控制单元包括切点尺寸分析模块，所述切点尺寸分析模块用于获取工件切割点位处于半向切割状态下的切割行程量，所述切点尺寸分析模块的输出端连接有多项切点序列模块，所述多项切点序列模块用于依据切割行程量及温度数据对切割点位序列整理，其中，所述切割点位进行序列整理时采用如下序列方法：

步骤一：获取切割点位的切割行程量、温度数据；

步骤二：将切割行程量标记为.../>.../>，温度数据标记为/>.../>.../>；

步骤三：按照数值由大至小，将切割行程量.../>.../>和温度数据/>.../>.../>进行排序。

作为本技术方案的进一步改进，所述半向切割控制单元还包括半向切割规划模块，所述半向切割规划模块用于依据切割点位的切割行程量、温度生成半向切割路径，所述复向路径规划单元依据半向切割路径对工件的切割点位进行切割。

作为本技术方案的进一步改进，所述半向切割路径在生成时，受到工件表面异形区域的影响，具体为：

由数据采集单元获取工件表面的异形区域，半向切割规划模块规避异形区域并生成半向切割路径。

作为本技术方案的进一步改进，所述范围温度采集单元用于采集多个切割点位处于半向切割状态下的温度数据，并对温度数据进行存储。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该基于智能化作业的数控切割机械远程控制系统中，通过确定工件的多个切割点位，将切割点位按照切割行程量、温度数值进行序列调整，并由此建立半向切割路径，通过半向切割规划模块依据半向切割路径对工件进行有序切割，完成工件局部切割，同时使工件表面的多位切割点位进行有序散热，利于后续对工件切割点位的剩余局部切割。

2、该基于智能化作业的数控切割机械远程控制系统中，依据半向切割路径、切割点位完成后的切割点位温度数值重新调整切割路径，并由此生成回向切割路径，复向路径规划单元沿着回向切割路径控制激光切割头对工件剩余的局部切割点位进行切割，避免工件切割点位出现翘边的现象，也摒弃目前激光切割微连接导致后续采用额外对切割点位处理的切割步骤。

附图说明

图1为本发明的整体流程图。

图中各个标号意义为：

10、数据采集单元；

20、切割点位获取单元；

30、半向切割控制单元；301、切点尺寸分析模块；302、多项切点序列模块；303、半向切割规划模块；

40、范围温度采集单元；

50、复向路径规划单元。

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，都属于本发明保护的范围。

因激光切割机射出激光使工件达到熔点，会导致工件的切割点位附近存在较高的温度，目前的切割头对切割点位逐渐切割完成后（此时是切割头在切割点位未切割完成时），切割点位上的工件废料便会因切割点位会受到较高的温度导致废料呈现翘边的现象，伴随着切割头的持续运动，会导致切割头会撞击废料的翘边，因此，目前为了避免此情况，目前的激光切割机切割工件时，通过在切割点位建立多个微连接的方式来限制废料出现翘边的现象，但是微连接的设置会导致工件通过激光切割机切割后，还需对工件切割点位的微连接进行二次的切割处理（消除微连接），但是此过程又会产生额外附属的切割处理步骤，消耗大量的人力、物力成本；

然后，如果在切割过程中预先对多个切割点位切割局部，并留下局部后续的待切割处来避免工件废料产生翘边的现象，但在后续对待切割点位二次切割的过程中，切割头如果切割的是温度较高的切割点位，还是会导致切割点位的废料处于翘边的现象，便会产生上述的翘边的废料与切割头碰撞的现象。

因此，本方案的目的旨在提出一种不同于上述方案的一种激光切割机切割工件的方式，具体是通过对切割点位有序的划分，改变目前切割头对切割点位全面的切割方式来规避工件切割点位出现的翘边，同时，依据切割点位有序划分生成有序的切割路径，以降低切割点位存在过高温度导致工件切割点位切割精度不佳或废料与切割头碰撞的问题，具体如下：

实施例1

请参阅图1所示，本实施例提供了基于智能化作业的数控切割机械远程控制系统，包括用于采集工件点位的数据采集单元10，且数据采集单元10通过无线信号与控制终端电连接，控制终端可为手机、电脑、平板等电子设备，这样操作人员便可远程的了解激光切割机对工件的切割情况，其中，数据采集单元10的输出端连接有获取工件上多个切割点位的切割点位获取单元20，且切割点位获取单元20的输出端连接有半向切割控制单元30，半向切割控制单元30用于依据切割点位控制切割头对工件进行半向切割，本方案中的半向切割是指：根据切割点位，对每个切割点位进行半位的切割，也就是说给切割点位留下部分待切割的区域，待切割区域的尺寸是以废料不会出现翘边而建立的，通过剩余待切割的区域使工件切割点位上的废料受到与工件连接的限制影响，未切割完成切割点位上的废料不会出现翘边；

其中，半向切割控制单元30在进行半向切割前，通过将大量的切割点位按照切割行程量和切割产生的温度由大至小排序生成半向切割路径，半向切割控制单元30按照半向切割路径对工件进行切割，这样就使半向切割控制单元30控制切割头预先对大切割行程量的切割点位进行半向切割，并以此类推，当半向切割控制单元30在切割至最后一个切割点位时，大行程切割量切割点位已经进行长时间的冷却，半向切割控制单元30的输出端连接有用于分析切割点位温度的范围温度采集单元40，通过分析多个切割点位已切割完成后的温度变化，范围温度采集单元40的输出端连接有复向路径规划单元50，复向路径规划单元50依据半向切割路径及切割点位的温度生成回向切割路径，复向路径规划单元50沿着回向切割路径对切割点位进行回向切割，完成对工件切割点位的切割处理，实现有序对工件的切割，也避免切割头切割工件时切割点位的废料出现翘边的现象，并且使切割头不会与切割点位的废料发生碰撞。

其中，半向切割控制单元30包括切点尺寸分析模块301，切点尺寸分析模块301用于获取工件切割点位处于半向切割状态下的切割行程量，切点尺寸分析模块301的输出端连接有多项切点序列模块302，多项切点序列模块302用于依据切割行程量及温度数据对切割点位序列整理，其中，切割点位进行序列整理时采用如下序列方法：

步骤一：获取切割点位的切割行程量、温度数据；

步骤二：将切割行程量标记为.../>.../>，温度数据标记为/>.../>.../>；

步骤三：按照数值由大到小，将切割行程量.../>.../>和温度数据/>.../>.../>进行排序。

参照上述，对于切割行程量较大的切割点位来说，其通过切割头对工件进行半向切割时同样会产生较高的温度，因此，切割行程量与切割温度是一一对应的，这样通过对切割行程量.../>.../>和温度数据/>.../>.../>由大至小进行排序，便可得到有序切割点位的序列的切割顺序，以便于后续切割头对工件的切割点位有序的进行切割；

具体的，半向切割控制单元30还包括半向切割规划模块303，根据上述：半向切割规划模块303用于依据切割点位的切割行程量、温度生成半向切割路径，复向路径规划单元50依据半向切割路径对工件的切割点位进行切割，进而，在半向切割路径生成时，半向切割规划模块303便可控制切割头按照半向切割路径对工件进行半向切割了，具体是：切割头按照大切割行程量的切割点位逐次向小切割行程量的切割点位进行切割，且在切割的过程中，因大切割行程量对应的切割点位是预先切割的，因此按照半向切割路径切割至末端的切割点位后，初始的大切割行程量对应的切割点位已经冷却完成，此种设置的目的是因为：对于大切割行程量的切割点位来说会需要更大及更多的切割熔点温度，因此，大切割行程量对应的切割点位所需要的温度更高，按照半向切割路径对切割点位进行有序划分，使切割头在对切割点位半向切割后，再反向对切割点位切割时，因切割点位的温度降低，来降低切割点位后续切割该处的废料出现翘边的现象。

其中，通过范围温度采集单元40分析切割点位在处于半向切割状态下的对应范围温度数据，也就是每个切割点位在半向切割完成后，由范围温度采集单元40采集该切割点位的整体温度数据，根据整体温度数据的变化情况，分析在半向切割路径切割过程中，存在切割点位被遮挡导致散热冷却效率受到影响的切割点位，因对于不同的激光切割机来说，可能会因自身的切割机构造会导致对一些切割区域造成散热阻挡，从而会导致多个切割点位上存在不同的温度散热冷却变化，因此，对于受到遮挡，散热存在影响的切割点位来说，其切割点位的温度变化较少，因此，将此处的切割点位温度按照整体温度数值由小至大进行重新采集调整，具体是通过上述的排序算法按照由小至大排序生成温度序列的，由此，复向路径规划单元50根据当前的温度序列建立回向切割路径，使复向路径规划单元50控制切割头对工件的切割点位进行回向切割，实现对工件切割点位的稳定切割处理。

上述中，范围温度采集单元40通过设置温度传感器对温度数据进行采集。

半向切割路径在生成时，受到工件表面异形区域的影响，具体为：

由数据采集单元10获取工件表面的异形区域，根据异形区域的位置，使半向切割规划模块303控制切割头进行移动的过程中规避异形区域，例如，当切割头处于半向切割路向下会经过异形区域时，且异形区域呈凸出工件的表面状态，根据裕异形区域生成切割头升、降运动区域，使切割头在依据半向切割路径对切割点位切割时，便可越过异形区域，避免切割头切割工件时于工件发生碰撞。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.基于智能化作业的数控切割机械远程控制系统，包括用于采集工件点位的数据采集单元（10），所述数据采集单元（10）的输出端连接有获取多个切割点位的切割点位获取单元（20），其特征在于：所述切割点位获取单元（20）的输出端连接有半向切割控制单元（30），所述半向切割控制单元（30）对多个切割点位进行序列调整，并在序列调整后生成半向切割路径，由半向切割控制单元（30）控制切割头沿着半向切割路径对工件进行切割，所述半向切割控制单元（30）的输出端连接有用于分析切割点位温度数据的范围温度采集单元（40），所述范围温度采集单元（40）的输出端连接有复向路径规划单元（50），所述复向路径规划单元（50）依据半向切割路径及切割点位的温度生成回向切割路径，复向路径规划单元（50）沿着回向切割路径对切割点位进行回向切割，完成对工件切割点位的切割处理；

所述半向切割控制单元（30）包括切点尺寸分析模块（301），所述切点尺寸分析模块（301）用于获取工件切割点位处于半向切割状态下的切割行程量，所述切点尺寸分析模块（301）的输出端连接有多项切点序列模块（302），所述多项切点序列模块（302）用于依据切割行程量及温度数据对切割点位序列整理，其中，所述切割点位进行序列整理时采用如下序列方法：

步骤一：获取切割点位的切割行程量、温度数据；

步骤二：将切割行程量标记为，温度数据标记为/>；

步骤三：按照数值由大至小，将切割行程量和温度数据/>进行排序；

所述半向切割控制单元（30）还包括半向切割规划模块（303），所述半向切割规划模块（303）用于依据切割点位的切割行程量、温度生成半向切割路径，并控制切割头按照大切割行程量的切割点位逐次向小切割行程量的切割点位进行切割，半向切割是指：根据切割点位，对每个切割点位进行半位的切割，也就是说给切割点位留下部分待切割的区域；

所述半向切割路径在生成时，受到工件表面异形区域的影响，具体为：

由数据采集单元（10）获取工件表面的异形区域，半向切割规划模块（303）规避异形区域并生成半向切割路径。

2.根据权利要求1所述的基于智能化作业的数控切割机械远程控制系统，其特征在于：所述数据采集单元（10）用于采集工件在切割平台上的位置，并通过无线信号与控制终端电连接。

3.根据权利要求1所述的基于智能化作业的数控切割机械远程控制系统，其特征在于：所述切割点位获取单元（20）用于获取工件的切割点位，并使半向切割控制单元（30）依据切割点位控制切割头对工件进行半向切割。

4.根据权利要求1所述的基于智能化作业的数控切割机械远程控制系统，其特征在于：所述范围温度采集单元（40）用于采集多个切割点位处于半向切割状态下的温度数据，并对温度数据进行存储。