CN117008535A - 一种激光切割数控系统的飞行切割控制方法及装置 - Google Patents
一种激光切割数控系统的飞行切割控制方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117008535A CN117008535A CN202310776504.1A CN202310776504A CN117008535A CN 117008535 A CN117008535 A CN 117008535A CN 202310776504 A CN202310776504 A CN 202310776504A CN 117008535 A CN117008535 A CN 117008535A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- cutting
- switching
- delay time
- control period
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 287
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 77
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 53
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
- G05B2219/35408—Calculate new position data from actual data to compensate for contour error
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本发明涉及一种激光切割数控系统的飞行切割控制方法及装置,装置包括:接收模块,用于接收待切割图形的切割轨迹及该切割轨迹关联的飞行切割指令;第一处理模块,用于计算切割轨迹所属的每一CNC控制周期对应的修正的开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令;第二处理模块,在当前CNC控制周期内,将当前CNC控制周期对应的插补点发送伺服控制器,将当前CNC控制周期对应修正的开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令发送PWM模块。上述方法能提升飞行切割开关光的控制精度,且针对不同的飞行切割图形、飞行切割速度都能达到较佳的切割效果。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术,尤其涉及一种激光切割数控系统的飞行切割控制方法及装置。
背景技术
飞行切割功能是激光数控系统中的重要功能,其主要适用于薄板高速切割。飞行切割通过规划确定的切割路径并在切割路径上辅助开关光达到切割目的,在飞行切割时切割头一直处于高速运行状态,从而能极大提升切割效率和切割质量。
飞行切割中切割速度非常快,对开关光定位精度要求较高,目前飞行切割功能中存在的问题在于:在飞行切割时,针对不规则排列的飞行切割加工图形,不能自适应调整对应的飞行切割开关光延迟时间;并且设定不同的飞行切割速度,切割的质量高低不同,甚至会有过切或者切不断现象,极大影响加工质量。
综上,目前激光数控系统的飞行切割技术,缺乏一种通用性强并且对开关光点控制精度高的飞行切割控制方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足,本发明提供一种激光切割数控系统的飞行切割控制方法及装置。
(二)技术方案
为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案包括:
第一方面,本发明实施例提供一种激光切割数控系统的飞行切割控制装置,包括:
接收模块,用于接收待切割图形的切割轨迹信息及该切割轨迹信息关联的飞行切割指令;
第一处理模块,用于根据所述切割轨迹信息中的插补点和切割轨迹,飞行切割指令中开关激光的坐标点,计算切割轨迹所属的每一CNC控制周期内开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令;计算的开关激光延迟时间和所述开关激光命令是对飞行切割指令中的开关激光延迟时间和开关激光命令进行修正得到的;
第二处理模块,用于在当前CNC控制周期内,将当前CNC控制周期内的插补点发送伺服控制器,将当前CNC控制周期内修正后的开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令发送PWM模块以执行飞行切割。
可选地,第二处理模块包括:队列加入单元,用于基于切割轨迹所属的每一CNC控制周期,将插补点加入插补点队列的队尾,并对开关激光延迟时间以及与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令进行修正,将修正后的开关激光延迟时间和修正的开关激光命令加入开关光控制队列队尾;
发送单元,用于在当前CNC控制周期内,从插补点队列的头部取出当前CNC控制周期的插补点发送给伺服控制器,以及将开关光控制队列头部存储的修正后的开关光延迟时间以及与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令按照发送处理规则处理,并将处理后的属于当前CNC控制周期的开关延迟时间和/或开关激光命令发送PWM模块。
可选地,接收模块包括:从TASK任务模块中接收切割轨迹信息及该切割轨迹信息关联的飞行切割指令;
所述切割轨迹信息包括:包括指定长度的直线运动段或指定弧长的圆弧运动段的切割轨迹、对应切割轨迹的每一个CNC控制周期的插补点;
所述飞行切割指令包括:开关激光的坐标点P、参考向量参考点O、以及坐标点P处开关激光命令即激光开启/关闭的命令;
所述切割轨迹包括直线运动段,则坐标点P位于切割轨迹上对应的运动段衔接位置;为坐标点P两侧运动段的角平分线上的单位向量;参考点O为坐标点P两侧运动段的角平分线上的点,该点到坐标点P的向量与/>相同;
所述切割轨迹包括圆弧运动段,则坐标点P位于切割轨迹上对应的运动段衔接位置;为圆弧所属圆心指向坐标点P的方向向量;参考点O为所述圆心。
可选地,飞行切割控制装置还包括:
第三处理模块,用于基于所述切割轨迹,利用S形加减速方式获取该切割轨迹中每一个CNC控制周期的插补点。
可选地,第一处理模块,包括:
获取参考点O到第n个CNC控制周期的插补点A的第一向量参考点O到第n+1个CNC控制周期的插补点B的第二向量/>并确定/>与/>的第一夹角α、/>与/>的第二夹角β;
若α和β满足
则修正第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间tm为AP为第n个CNC控制周期插补点A到开关激光坐标点P的线段长度,AB为第n个CNC控制周期插补点A到第n+1个CNC控制周期插补点B的线段长度,第n+1个CNC控制周期的开关激光命令为飞行切割指令中激光开启/关闭的命令,将第n+1个CNC控制周期的tm与第n+1个CNC控制周期的开关激光命令绑定;所述tm、和与该tm绑定的开关激光命令作为修正后的用于加入开关光控制队列队尾的信息;
T为CNC控制周期,Δt为固定值,具体为伺服控制器接收插补点信息与PWM模块接收修正的开关激光延迟时间、开关激光命令的延迟时间差。n取大于等于1的自然数;开关光控制队列的头部对应的当前CNC控制周期,其开关光控制队列的头部之后的信息是第n+1个CNC控制周期,本实施例中是依序对第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间、开关激光命令进行修正并依序加入开关光控制队列;开关光控制对列和插补点队列中各位置所属CNC控制周期是一致的。
可选地,飞行切割控制装置还包括:
若α和β不满足则
修正第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间tm’为tm’=td+Δt=0+Δt,
以及,第n+1个CNC控制周期内的开关激光命令为第n个CNC控制周期内的开关激光命令,以及将第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间tm’与第n+1个CNC控制周期内的开关激光命令绑定,所述tm’、和与该tm’绑定的开关激光命令作为修正后的用于加入开关光控制队列队尾的信息。
可选地,
在笛卡尔直角右手坐标系中,各坐标点表示为O(xo,yo,0)、A(xa,ya,0)、B(xb,yb,0)、atan2为C语言库函数atan2(y,x);符号×表示向量叉乘,符号·表示向量点乘,为z轴方向单位方向向量(0,0,1)。
第二处理模块的队列加入单元,包括:
根据预先建立的两个缓冲队列,将插补点和修正后的开关激光延迟时间、修正的与该延迟时间绑定的开关激光命令加入各自所属的队列队尾;
所述两个缓冲区队列包括:插补点队列以及开关光控制队列;
插补点队列用于存储计算的插补点,开关光控制队列用于存储开关激光延迟时间以及与开关激光延迟时间绑定的开关激光命令。
可选地,第二处理模块的发送单元中按照发送处理规则处理,并将处理后的开关延迟时间和开关激光命令发送PWM模块,包括:
对开关光控制队列头部的开关光延迟时间进行判定,若开关光控制队列头部的开关光延迟时间大于一个CNC控制周期,则将修正的开关光延迟时间设置为0,并将修正的开关激光命令设置为上一个CNC控制周期输出的开关激光命令;将设置为0的开关光延迟时间和上一个CNC控制周期输出的开关激光命令发送PWM模块;
若开关光控制队列头部的开关光延迟时间小于等于一个CNC控制周期,将开关光控制队列头部的开关光延迟时间及绑定的开关激光命令发送PWM模块;
以及在发送PWM模块后,将开关光控制队列中存储的所有大于T的开关光延迟时间进行更新,更新后的开关光控制队列作为下一CNC控制周期的开关光控制队列;
T为CNC控制周期,所述更新为大于T的开关光延迟时间减去T。
第二方面,本发明实施例提供一种激光切割数控系统,包括存储器和处理器,所述存储器中存储计算机程序,所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序,用以执行上述第一方面任一所述的一种激光切割数控系统的飞行切割控制装置。
第三方面,本发明实施例提供一种激光切割数控系统的飞行切割控制方法,包括:
CNC控制器接收待切割图形的切割轨迹信息及该切割轨迹信息关联的飞行切割指令;
CNC控制器根据所述切割轨迹信息中的插补点和切割轨迹,飞行切割指令中开关激光的坐标点,计算切割轨迹所属的每一CNC控制周期内开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令;计算的开关激光延迟时间和所述开关激光命令是对飞行切割指令中的开关激光延迟时间和开关激光命令进行修正得到的;
CNC控制器在当前CNC控制周期内,将当前CNC控制周期内的插补点发送伺服控制器,将当前CNC控制周期内修正后的开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令发送PWM模块以执行飞行切割。
可选地,在当前CNC控制周期内,将当前CNC控制周期内的插补点发送伺服控制器,将当前CNC控制周期内修正的开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令发送PWM模块,包括:
基于切割轨迹所属的每一CNC控制周期,将插补点加入插补点队列的队尾,并对开关激光延迟时间以及与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令进行修正,将修正后的开关激光延迟时间和修正的开关激光命令加入开关光控制队列队尾;
根据每一CNC控制周期对应的开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令和所述切割轨迹中的插补点,在当前CNC控制周期内,从插补点队列的头部取出当前CNC控制周期的插补点发送给伺服控制器,以及将开关光控制队列头部存储的修正后的开关光延迟时间以及与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令按照发送处理规则处理,并将处理后的属于当前CNC控制周期的开关延迟时间和/或开关激光命令发送PWM模块。
例如,根据预先建立的两个缓冲队列,将插补点和修正后的开关激光延迟时间、修正的与该延迟时间绑定的开关激光命令加入各自所属的队列队尾;
所述两个缓冲区队列包括:插补点队列以及开关光控制队列;
插补点队列用于存储计算的插补点,开关光控制队列用于存储开关激光延迟时间以及与开关激光延迟时间绑定的开关激光命令。
按照发送处理规则处理,并将处理后的开关延迟时间和开关激光命令发送PWM模块,包括:
对开关光控制队列头部的开关光延迟时间进行判定,若开关光控制队列头部的开关光延迟时间大于一个CNC控制周期,则将修正的开关光延迟时间设置为0,并将修正的开关激光命令设置为上一个CNC控制周期输出的开关激光命令;将设置为0的开关光延迟时间和上一个CNC控制周期输出的开关激光命令发送PWM模块;
若开关光控制队列头部的开关光延迟时间小于等于一个CNC控制周期,将开关光控制队列头部的开关光延迟时间及绑定的开关激光命令发送PWM模块;
以及在发送PWM模块后,将开关光控制队列中存储的所有大于T的开关光延迟时间进行更新,更新后的开关光控制队列作为下一CNC控制周期的开关光控制队列;
T为CNC控制周期,所述更新为大于T的开关光延迟时间减去T。
可选地,CNC控制器接收待切割图形的切割轨迹及该切割轨迹关联的飞行切割指令,包括:从TASK模块中接收切割轨迹信息及该切割轨迹信息关联的飞行切割指令;
所述切割轨迹信息包括:包括指定长度的直线运动段或指定弧长的圆弧运动段的切割轨迹、对应切割轨迹的每一个CNC控制周期的插补点;
所述飞行切割指令包括:开关激光的坐标点P、参考向量参考点O、以及坐标点P处开关激光命令即激光开启/关闭的命令;
所述切割轨迹包括直线运动段,则坐标点P位于切割轨迹上对应的运动段衔接位置;为坐标点P两侧运动段的角平分线上的单位向量;参考点O为坐标点P两侧运动段的角平分线上的点,该点到坐标点P的向量与/>相同;
所述切割轨迹包括圆弧运动段,则坐标点P位于切割轨迹上对应的运动段衔接位置;为圆弧所属圆心指向坐标点P的方向向量;参考点O为所述圆心。
本实施例中,CNC控制器可基于所述切割轨迹,利用S形加减速方式获取该切割轨迹中每一个CNC控制周期的插补点。
可选地,计算切割轨迹所属的每一CNC控制周期对应的修正的开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令,包括:
获取参考点O到第n个CNC控制周期的插补点A的第一向量参考点O到第n+1个CNC控制周期的插补点B的第二向量/>并确定/>与/>的第一夹角α、/>与/>的第二夹角β;
若α和β满足
则修正第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间tm为AP为第n个CNC控制周期插补点A到开关激光坐标点P的线段长度,AB为第n个CNC控制周期插补点A到第n+1个CNC控制周期插补点B的线段长度,第n+1个CNC控制周期的开关激光命令为飞行切割指令中激光开启/关闭的命令,将第n+1个CNC控制周期的tm与第n+1个CNC控制周期的开关激光命令绑定;所述tm、和与该tm绑定的开关激光命令作为修正后的用于加入开关光控制队列队尾的信息;
T为CNC控制周期,Δt为固定值,具体为伺服控制器接收插补点信息与PWM模块接收修正的开关激光延迟时间、开关激光命令的延迟时间差。
可选地,若α和β不满足则
修正第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间tm’为tm’=td+Δt=0+Δt,
以及,第n+1个CNC控制周期内的开关激光命令为第n个CNC控制周期内的开关激光命令,以及将第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间tm’与第n+1个CNC控制周期内的开关激光命令绑定,所述tm’、和与该tm’绑定的开关激光命令作为修正后的用于加入开关光控制队列队尾的信息。
其中,
在笛卡尔直角右手坐标系中,各坐标点表示为O(xo,yo,0)、A(xa,ya,0)、B(xb,yb,0)、atan2为C语言库函数atan2(y,x);符号×表示向量叉乘,符号·表示向量点乘,为z轴方向单位方向向量(0,0,1)。
(三)有益效果
本发明实施例的方法通过预先接收的切割轨迹及飞行切割指令对该切割轨迹所属的每一CNC控制周期内的开关光延迟时间和开关激光命令进行修改,进而基于修正后的开关光延迟时间和开关激光命令再使能PWM模块之前进行二次判定,并将判定后的信息使能PWM模块,实现切割轨迹的精准飞行切割,提升飞行切割开关光的控制精度,并且本方法通用型强,针对不同的飞行切割图形、飞行切割速度都能达到较佳的切割效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种激光切割数控系统的飞行切割控制方法的流程示意图;
图2为本发明实施例的直线飞行切割控制方法的示意图;
图3为本申请一个实施例中的直线飞行切割指令示意图;
图4为本申请一个实施例中的圆弧飞行切割指令示意图;
图5为本申请一个实施例中的结合飞行切割指令计算飞行切割开关光延迟时间以及开关激光命令示意图;
图6为本申请一个实施例中的以圆弧飞行切割为例,计算开关光延迟时间以及开关激光命令示意图;
图7为本申请一个实施例中的飞行切割时序图;
图8为本发明实施例提供的一种激光切割数控系统的飞行切割控制装置的示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本发明作详细描述。
当前,飞行切割加工图形均由直线或圆弧拼接而成,本申请实施例中考虑在飞切开关光点的两侧的切割轨迹时直线还是圆弧为实例进行说明,其他图形均可细化为直线或圆弧实现。
下述实施例中的开关光可理解为打开激光或关闭激光,开关激光的命令可理解为打开激光的指令或关闭激光的指令。
如图1所示,本实施例提供一种激光切割数控系统的飞行切割控制方法,本实施例的方法可借助于激光切割数控系统的CNC控制器实现,本实施例的方法包括:
101、CNC控制器接收待切割图形的切割轨迹信息及该切割轨迹信息关联的飞行切割指令。
举例来说,CNC控制器可从TASK模块中接收切割轨迹及该切割轨迹关联的飞行切割指令;
所述切割轨迹信息包括:包括指定长度的直线运动段或指定弧长的圆弧运动段的切割轨迹、对应切割轨迹的每一个CNC控制周期插补点。
本实施例中的插补点可为通过插补模块对切割轨迹进行插补得到的,例如通过S形加减速方式对切割轨迹进行插补获取的插补点。
该处的飞行切割指令包括:开关激光的坐标点P、参考向量参考点O、以及坐标点P处开关激光命令即激光开启/关闭的命令。
通常,切割轨迹包括直线运动段,则坐标点P位于切割轨迹上对应的运动段衔接位置;为坐标点P两侧运动段的角平分线上的单位向量;参考点O为坐标点P两侧运动段的角平分线上的点,该点到坐标点P的向量与/>相同;
另外,切割轨迹还可包括圆弧运动段,则坐标点P位于切割轨迹上对应的运动段衔接位置;为圆弧所属圆心指向坐标点P的方向向量;参考点O为所述圆心。
102、CNC控制器根据所述切割轨迹信息中的插补点和切割轨迹,飞行切割指令中开关激光的坐标点,计算切割轨迹所属的每一CNC控制周期内开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令;计算的开关激光延迟时间和所述开关激光命令是对飞行切割指令中的开关激光延迟时间和开关激光命令进行修正得到的。
举例来说,可根据切割轨迹所属的每一CNC控制周期,将插补点加入插补点队列的队尾,并对开关激光延迟时间以及与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令进行修正,将修正后的开关激光延迟时间和修正的开关激光命令加入开关光控制队列队尾。
也就是说,CNC控制器中预先建立有两个缓冲队列,将插补点和开关激光延迟时间以及与该延迟时间绑定的开关激光命令加入各自所属的队列的队尾;所述两个缓冲区队列包括:插补点队列以及开关光控制队列;
插补点队列用于存储计算的插补点,开关光控制队列用于存储开关激光延迟时间以及与开关激光延迟时间绑定的开关激光命令。
103、CNC控制器在当前CNC控制周期内,将当前CNC控制周期对应的插补点发送伺服控制器,将当前CNC控制周期对应修正后的开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令发送PWM模块以执行飞行切割。
可理解的是,在当前CNC控制周期内,从插补点队列的头部取出当前CNC控制周期的插补点发送给伺服控制器,以及将开关光控制队列头部存储的修正后的开关光延迟时间以及与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令按照发送处理规则处理,并将处理后的属于当前CNC控制周期的开关延迟时间和/或开关激光命令发送PWM模块。
举例来说,按照发送处理规则处理,并将处理后的开关延迟时间和开关激光命令发送PWM模块,包括:
对开关光控制队列头部的开关光延迟时间进行判定,若开关光控制队列头部的开关光延迟时间大于一个CNC控制周期,则将修正的开关光延迟时间设置为0,并将修正的开关激光命令设置为上一个CNC控制周期输出的开关激光命令;将设置为0的开关光延迟时间和上一个CNC控制周期输出的开关激光命令发送PWM模块;
若开关光控制队列头部的开关光延迟时间小于等于一个CNC控制周期,将开关光控制队列头部的开关光延迟时间及绑定的开关激光命令发送PWM模块;
以及在发送PWM模块后,将开关光控制队列中存储的所有大于T的开关光延迟时间进行更新,更新后的开关光控制队列作为下一CNC控制周期的开关光控制队列;
T为CNC控制周期,所述更新为大于T的开关光延迟时间减去T。
本实施例的方法通过预先接收的切割轨迹及飞行切割指令对该切割轨迹所属的每一CNC控制周期内的开关光延迟时间和开关激光命令进行修改,进而基于修正后的开关光延迟时间和开关激光命令再使能PWM模块之前进行二次判定,并将判定后的信息使能PWM模块,实现切割轨迹的精准飞行切割,提升飞行切割开关光的控制精度,并且本方法通用型强,针对不同的飞行切割图形、飞行切割速度都能达到较佳的切割效果。
下面是对加入到开关光控制队列中的开关光延迟时间和开关激光命令进行修正的过程说明。
为更好的理解上述图1所示的方法,下面对上述步骤102进行详细的说明。
102-1、获取参考点O到第n个CNC控制周期的插补点的第一向量参考点O到第n+1个CNC控制周期的插补点的第二向量/>并确定/>与/>的第一夹角α、/>与/>的第二夹角β;
若α和β满足
则修正第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间tm为第n+1个CNC控制周期的开关激光命令为飞行切割指令中激光开启/关闭的命令,将第n+1个CNC控制周期的tm与第n+1个CNC控制周期的开关激光命令绑定;所述tm、和与该tm绑定的开关激光命令作为修正后的用于加入开关光控制队列队尾的信息;
AP为第n个CNC控制周期插补点A到开关激光坐标点P的线段长度,AB为第n个CNC控制周期插补点A到当前CNC控制周期插补点B的线段长度,T为CNC控制周期,Δt为固定值,具体为伺服控制器接收插补点信息与PWM模块接收修正的开关激光延迟时间、开关激光命令的延迟时间差。
102-2、若α和β不满足则
修正第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间tm’为tm’=td+Δt=0+Δt,
以及,第n+1个CNC控制周期内的开关激光命令为第n个CNC控制周期内的开关激光命令,以及将第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间tm’与第n+1个CNC控制周期内的开关激光命令绑定,所述tm’、和与该tm’绑定的开关激光命令作为修正后的用于加入开关光控制队列队尾的信息。
本实施例中,上述参数与/>第一夹角α、第二夹角β表示如下:
在笛卡尔直角右手坐标系中,各坐标点表示为O(xo,yo,0)、A(xa,ya,0)、B(xb,yb,0)、atan2为C语言库函数atan2(y,x);符号×表示向量叉乘,符号·表示向量点乘,为z轴方向单位方向向量(0,0,1)。
可理解的是,通过插补点向量及指定夹角的计算,进而能够有效修正CNC控制周期内开关光延迟时间和对应的开关激光的命令,进而提升飞行切割开关光的控制精度,并且本方法通用型强,针对不同的飞行切割图形、飞行切割速度都能达到较佳的切割效果。
为更好的理解上述图1所示的方法,下面结合图2至图7对图1所示的方法进行详细说明。
如图2所示,本实施例提供一种激光切割数控系统的飞行切割控制方法,包括:
201、CNC控制器可从上位机的TASK模块中接收待切割图形的切割轨迹信息及该切割轨迹信息关联的飞行切割指令;
这里的上位机为激光数控系统。通常,激光数控系统的CAM模块生成切割轨迹及该切割轨迹的飞行切割开关光的标识,以借助于G代码描述,TASK模块对G代码进行译码,生成待切割图形的切割轨迹及该切割轨迹关联的飞行切割指令。即在飞行切割每一开光点处都有一条飞行切割指令。
实际中,切割轨迹可理解为运动指令,飞行切割指令可理解为非运动指令,运动指令和非运动指令关联共同确定了飞行切割方式。
所述切割轨迹信息包括:包括指定长度的直线运动段或指定弧长的圆弧运动段切割轨迹;切割轨迹所属的各CNC控制周期的插补点;
所述飞行切割指令包括:预设的开关激光的坐标点P(简称开关光点P)、预设参考向量预设参考点O、以及坐标点P处激光开启/关闭的状态标志;
预设开关光点可具体为CAM模块生成飞行切割G代码时,加工轮廓激光开光位置点或加工轮廓关闭激光位置点,开关光点位于切割轨迹上;为运动段衔接处位置。
所述切割轨迹包括直线运动段,则坐标点P位于切割轨迹上对应的运动段衔接位置;为坐标点P两侧运动段的角平分线上的单位向量;参考点O为坐标点P两侧运动段的角平分线上的点,该点到坐标点P的向量与/>相同;
所述切割轨迹包括圆弧运动段,则坐标点P位于切割轨迹上对应的运动段衔接位置;为圆弧所属圆心指向坐标点P的方向向量;参考点O为所述圆心。
如图3所示,图3示出了直线飞行切割指令的示意图,为适应一般切割情况,该图3中直线飞行切割两侧直线不在同一条直线上,一般激光切割对拐角进行平滑过渡处理,如图3中,两段直线为理想切割段,弧线为实际加工路径,此时P点为预设开关光点,预设参考向量为/>预设参考点为O,
假设CAM模块生成的辅助开关光代码指明在P点开启激光,则在图3中对直线进行飞行切割会产生一段飞行切割预设参数,即生成预设开关光点P,预设参考向量以及预设参考点O,在P点开启激光,该参数封装在飞行切割指令中,通过TASK模块发送给CNC控制器处理。
当然,飞行切割两侧直线在同一条直线上同上方式。
图4为本申请一个实施例中的圆弧飞行切割指令示意图,如图4所示,对圆弧进行飞行切割,其预设开关光点为P,预设参考向量为预设参考点为圆心O,开关光点处当切割头沿直线运动到P点时开启激光,对圆弧切割后,沿着圆弧路径运动再次经过P点关闭激光。
开启激光或者关闭激光的信息都通过CAM生成的辅助代码实现。所以在图4中对圆弧进行飞行切割会产生两段飞行切割预设参数,即第一段飞行切割预设参数为预设开关光点P,预设参考向量以及预设参考点O,切割头经过P点开启激光;第二段飞行切割预设参数为预设开关光点P,预设参考向量/>以及预设参考点O,切割头经过P点关闭激光。
202、获取参考点O到第n个CNC控制周期的插补点的第一向量参考点O到第n+1个CNC控制周期的插补点的第二向量/>并确定/>与/>的第一夹角α、/>与/>的第二夹角β;n大于等于1。
在笛卡尔直角右手坐标系中,各坐标点表示为O(xo,yo,0)、A(xa,ya,0)、B(xb,yb,0);A(xa,ya,0)为第n个CNC控制周期的插补点,B(xb,yb,0)为第n+1个CNC控制周期的插补点;
atan2为C语言库函数atan2(y,x);符号×表示向量叉乘,符号·表示向量点乘,为z轴方向单位方向向量(0,0,1)。/>
203、若α和β满足则修正后的开关激光延迟时间tm为第n+1个CNC控制周期的开关激光命令为飞行切割指令中激光开启/关闭的命令,将第n+1个CNC控制周期的tm与当前CNC控制周期的开关激光命令绑定;所述tm、和与该tm绑定的开关激光命令作为修正后的用于加入开关光控制队列队尾的信息。
T为CNC控制周期/插补周期,Δt为固定值,具体为伺服控制器接收插补点信息与PWM模块接收修正的开关激光延迟时间、修正的开关激光命令的延迟时间差。通常,Δt的时间与具体机床物理结构有关,需要根据不同的机床具体进行测量。开关光控制队列的头部对应的当前CNC控制周期,其开关光控制队列的头部之后的信息是第n+1个CNC控制周期,本实施例中是依序对第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间、开关激光命令进行修正并依序加入开关光控制队列;开关光控制对列和插补点队列中各位置所属CNC控制周期是一致的。
204、若α和β不满足则修正后的本次开关激光延迟时间tm’为tm’=td+Δt=0+Δt,即第n+1个CNC控制周期内的开关激光命令为第n个CNC控制周期内的开关激光命令,以及将第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间tm’与第n+1个CNC控制周期内的开关激光命令绑定,所述tm’、和与该tm’绑定的开关激光命令作为修正后的用于加入开关光控制队列队尾的信息。
本实施例中CNC控制周期和插补周期\伺服控制周期相同,且通过飞行切割指令中开关激光命令对应的激光开启或关闭的状态设定激光端口状态。
将插补点加入插补点队列的队尾,对开关激光延迟时间以及与该延迟时间绑定的开关激光命令进行修正并将修正后的信息加入开关光控制队列的队尾。
本实施例中,预先建立两个缓冲区队列分别为插补点队列以及开关光控制队列。插补点队列用于存储计算的插补点,开关光控制队列用于存储开关激光延迟时间以及与开关激光延迟时间绑定的开关激光命令。
205、用于在当前CNC控制周期内,从插补点队列的头部取出当前CNC控制周期所属的插补点发送给伺服控制器,以及将开关光控制队列头部存储的修正后的开关光延迟时间以及与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令按照发送处理规则处理,并将处理后的属于当前CNC控制周期的开关延迟时间和/或开关激光命令发送PWM模块。
具体地,按照发送处理规则处理,并将处理后的开关延迟时间和开关激光命令发送PWM模块,包括:
对开关光控制队列头部的开关光延迟时间进行判定,若开关光控制队列头部的开关光延迟时间大于一个CNC控制周期,则将修正的开关光延迟时间设置为0,并将修正的开关激光命令设置为上一个CNC控制周期输出的开关激光命令;将设置为0的开关光延迟时间和上一个CNC控制周期输出的开关激光命令发送PWM模块;
若开关光控制队列头部的开关光延迟时间小于等于一个CNC控制周期,将开关光控制队列头部的开关光延迟时间及绑定的开关激光命令发送PWM模块;
以及在发送PWM模块后,将开关光控制队列中存储的所有大于T的开关光延迟时间进行更新,更新后的开关光控制队列作为下一CNC控制周期的开关光控制队列;(即开关光控制队列中存储的所有的开关光延迟时间,若大于一个CNC控制周期的值,则在每一个伺服控制周期下都会减去一个CNC控制周期进行修正,否则,不进行修正。)
T为CNC控制周期,所述更新为大于T的开关光延迟时间减去T
特别说明,本申请中,插补点并不修正,其修正的是开关光延迟时间,以及开关激光的命令。
可理解的是,当在切割轨迹上需要开激光时,激光就处于开启状态,当在切割轨迹上不需要开激光时,激光处于关闭状态,这个状态时TASK提前计算好,并封装在飞行切割指令中的。
虽然TASK给出了激光开启或关闭的时机,但是这是不精确的位置,本方法通过这些参考位置进行调整,达到精细的开关光调节。
图5为本申请一个实施例中的结合飞行切割指令计算飞行切割开关光延迟时间以及开关激光命令示意图,修正切割轨迹对应的用于排列在两个队列中的信息可为对当前CNC控制周期之后的CNC控制周期的信息处理,当前控制周期的信息对应的是两个队列的头部的信息。具体步骤包括:
步骤C1,计算飞行切割预设参考点到上一个周期的插补点的向量与飞行切割预设参考点到本次周期的插补点的向量形成的夹角α以及飞行切割预设参考点到上一个周期的插补点的向量与预设参考向量夹角β。
步骤C2,判定是否成立,若成立,转步骤C3;否则,本次计算开关激光延迟时间tm’为tm’=td+Δt=0+Δt,本次开关激光命令为上一次计算得到的开关激光命令。并将本次的延迟时间与本次的开关激光命令绑定,tm’和上一次计算得到的开关激光命令作为修正后的信息,转步骤C4.
步骤C3,本次计算开关激光延迟时间tm为本次开关激光命令为飞行切割指令中激光开启/关闭的命令,并将tm和本次开关激光命令作为修正后的信息。并将本次的延迟时间与本次的开关激光命令绑定。这里的上一个和本次是相邻关系,且属于相当于当前CNC控制周期来说的后续的待处理的CNC控制周期。
步骤C4,将插补点加入插补点队列的队尾、修正后的开关激光延迟时间以及与该延迟时间绑定的开关激光命令加入开关光控制队列的队尾。
步骤C5,在同一个CNC控制周期下,从插补点队列的头部中取出一个插补点发送给伺服控制器、通过开关光控制队列生成修正的开关光延迟时间以及修正的开关激光命令按照发送处理规则处理,并将处理后的开关延迟时间和开关激光命令并发送给PWM模块。
图6为本申请一个实施例中的以圆弧飞行切割为例,计算开关光延迟时间以及开关激光命令示意图,为简单起见,仅仅给出切割头在圆弧上切割过后,在P点关闭激光的情况,如图6所示,切割头沿圆弧切割,运动到P点时需要关闭激光,参考向量为上一个CNC控制周期插补点为A(xa,ya,0),当前周期插补点为B(xb,yb,0),开关光点为P(xp,yp,0),计算飞行切割参考点到上一个周期的插补点的向量/>以及参考点到当前周期的插补点的向量/>
通过式分别计算与/>夹角α以及/>与/>的夹角β
其中的atan2为C语言库函数atan2(y,x);符号×表示向量叉乘,符号·表示向量点乘。为(0,0,1).
则当满足时,表明此时前一个周期的插补点A与当前周期插补点B在预设参考向量/>两侧,即表明开关激光点P在该控制周期内,此时需要在该控制周期计算开关光延迟时间tm,并设置开关激光命令。
其中v为当前CNC控制周期进给速度v=|AB|/T,T为CNC控制周期,并且插补周期与CNC控制周期保持相同。AP为上一个CNC控制周期插补点A到开关激光坐标点P的线段,AB为上一个CNC控制周期插补点A到本次CNC控制周期插补点B的线段。| |表示取模运算。
若不成立,表明上一个周期的插补点A与当前周期插补点B在预设参考向量/>同侧,则本次计算开关激光延迟时间tm’为tm’=td+Δt=0+Δt,本次开关激光命令为上一次计算得到的开关激光命令。并将本次的延迟时间与本次的开关激光命令绑定。
将插补点压入插补点队列、修正后的开关激光延迟时间以及与该延迟时间绑定的开关激光命令压入开关光控制队列。
图7为本申请一个实施例中的飞行切割时序图,如图7所示,加工方向为沿着周期增加的方向,上一个周期的插补点A对应第n’周期的左侧位置,插补点B对应第n’周期的右侧位置,预设开关激光点P对应的时刻在第n’周期内,延迟时间为tm,若没有其他物理延时,应该在第n’周期开始按照延迟时间td开启或关闭激光,但此时因为物理线路的延时,导致总的延迟时间tm累加到第n’+1周期上;此时表明,此时应该在第n’+1周期中的P′处对应的时刻开启或关闭激光,即对应第n’+1周期开始延时tc开启或关闭激光,n’取大于等于1的自然数。
采用本实施例的激光数控系统飞行切割的控制方法,具有精度高、加工效率高的优势,计算开关光点精确,并且将圆弧飞行切割与直线飞行切割的临界条件统一,计算过程简单,提升切割效率,并且解决开关点计算不精确导致飞行切割过切或切不断的问题。
实施例二
根据本发明实施例的另一方面,本实施例还提供一种激光切割数控系统的飞行切割控制装置,如图8所示,其包括:
接收模块,用于接收待切割图形的切割轨迹信息及该切割轨迹信息关联的飞行切割指令;
第一处理模块,用于根据所述切割轨迹信息中的插补点和切割轨迹,飞行切割指令中开关激光的坐标点,计算切割轨迹所属的每一CNC控制周期内开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令;计算的开关激光延迟时间和所述开关激光命令是对飞行切割指令中的开关激光延迟时间和开关激光命令进行修正得到的;
第二处理模块,用于在当前CNC控制周期内,将当前CNC控制周期内的插补点发送伺服控制器,将当前CNC控制周期内修正后的开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令发送PWM模块以执行飞行切割。
另外,在实际应用中,飞行切割控制装置还包括:
第三处理模块,用于基于所述切割轨迹,利用S形加减速方式获取该切割轨迹的插补点,且该切割轨迹的每一个CNC控制周期内存在一个插补点。
相应地,接收模块可具体用于从TASK模块中接收切割轨迹信息及该切割轨迹信息关联的飞行切割指令;
所述切割轨迹包括:包括指定长度的直线运动段或指定弧长的圆弧运动段的切割轨迹、对应切割轨迹的插补点;
所述飞行切割指令包括:开关激光的坐标点P、参考向量参考点O、以及坐标点P处激光开启/关闭的命令;
所述切割轨迹包括直线运动段,则坐标点P位于切割轨迹上对应的运动段衔接位置;为坐标点P两侧运动段的角平分线上的单位向量;参考点O为坐标点P两侧运动段的角平分线上的点,该点到坐标点P的向量与/>相同;
所述切割轨迹包括圆弧运动段,则坐标点P位于切割轨迹上对应的运动段衔接位置;为圆弧所属圆心指向坐标点P的方向向量;参考点O为所述圆心。
本实施例中,上述的第一处理模块可具体用于:
获取参考点O到上一个CNC控制周期的插补点的第一向量参考点O到本次CNC控制周期的插补点的第二向量/>并确定/>与/>的第一夹角α、/>与/>的第二夹角β;上一个和本次为相邻的未来的CNC控制周期,其对应需要排列在两个队列队尾信息的CNC控制周期。
若α和β满足
则修正本次CNC控制周期的开关激光延迟时间tm为:AP为上一个CNC控制周期插补点A到开关激光坐标点P的线段长度,AB为上一个CNC控制周期插补点A到本次CNC控制周期插补点B的线段长度,本次CNC控制周期的开关激光命令为飞行切割指令中激光开启/关闭的命令,将本次CNC控制周期的tm与本次CNC控制周期的开关激光命令绑定;所述tm、和与该tm绑定的开关激光命令作为修正后的用于加入开关光控制队列队尾的信息;T为CNC控制周期,Δt为固定值,具体为伺服控制器接收插补点信息与PWM模块接收修正的开关激光延迟时间、修正的开关激光命令的延迟时间差。
进一步地,若α和β不满足则
修正本次CNC控制周期的开关激光延迟时间tm’为:tm’=0+Δt,
以及,本次CNC控制周期内的开关激光命令为上一CNC控制周期内的开关激光命令,以及将本次CNC控制周期的开关激光延迟时间tm’与本次CNC控制周期内的开关激光命令绑定,所述tm’、和与该tm’绑定的开关激光命令作为修正后的用于加入开关光控制队列队尾的信息。
该处的与/>α、β满足:/>
在笛卡尔直角右手坐标系中,各坐标点表示为O(xo,yo,0)、A(xa,ya,0)、B(xb,yb,0)、atan2为C语言库函数atan2(y,x);符号×表示向量叉乘,符号·表示向量点乘,为z轴方向单位方向向量(0,0,1)。
本实施例中的第二处理模块包括:队列加入单元和发送单元;
队列加入单元,用于基于切割轨迹所属的每一CNC控制周期,将插补点加入插补点队列的队尾,并对开关激光延迟时间以及与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令进行修正,将修正后的开关激光延迟时间和修正的开关激光命令加入开关光控制队列队尾;
发送单元,用于在当前CNC控制周期内,从插补点队列的头部取出当前CNC控制周期的插补点发送给伺服控制器,以及将开关光控制队列头部存储的修正后的开关光延迟时间以及与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令按照发送处理规则处理,并将处理后的属于当前CNC控制周期的开关延迟时间和/或开关激光命令发送PWM模块。
其中,队列加入单元,包括:
根据预先建立的两个缓冲队列,将插补点和修正后的开关激光延迟时间、修正的与该延迟时间绑定的开关激光命令加入各自所属的队列队尾;
所述两个缓冲区队列包括:插补点队列以及开关光控制队列;
插补点队列用于存储计算的插补点,开关光控制队列用于存储开关激光延迟时间以及与开关激光延迟时间绑定的开关激光命令;
第二处理模块的发送单元中按照发送处理规则处理,并将处理后的开关延迟时间和开关激光命令发送PWM模块,包括:
对开关光控制队列头部的开关光延迟时间进行判定,若开关光控制队列头部的开关光延迟时间大于一个CNC控制周期,则将修正的开关光延迟时间设置为0,并将修正的开关激光命令设置为上一个CNC控制周期输出的开关激光命令;将设置为0的开关光延迟时间和上一个CNC控制周期输出的开关激光命令发送PWM模块;
若开关光控制队列头部的开关光延迟时间小于等于一个CNC控制周期,将开关光控制队列头部的开关光延迟时间及绑定的开关激光命令发送PWM模块;
以及在发送PWM模块后,将开关光控制队列中存储的所有大于T的开关光延迟时间进行更新,更新后的开关光控制队列作为下一CNC控制周期的开关光控制队列;
T为CNC控制周期,所述更新为大于T的开关光延迟时间减去T。
根据本发明实施例的再一方面,本发明实施例还提供一种激光切割数控系统,其包括存储器和处理器,所述存储器中存储计算机程序,所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序,用以执行上述任意实施例所述的一种激光切割数控系统的飞行切割控制装置。
应当注意的是,在权利要求中,不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件来具体体现。词语第一、第二、第三等的使用,仅是为了表述方便,而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。
此外,需要说明的是,在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述,是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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也应该包含这些修改和变型在内。
Claims (10)
1.一种激光切割数控系统的飞行切割控制装置,其特征在于,包括:
接收模块,用于接收待切割图形的切割轨迹信息及该切割轨迹信息关联的飞行切割指令;
第一处理模块,用于根据所述切割轨迹信息中的插补点和切割轨迹,飞行切割指令中开关激光的坐标点,计算切割轨迹所属的每一CNC控制周期内开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令;计算的开关激光延迟时间和所述开关激光命令是对飞行切割指令中的开关激光延迟时间和开关激光命令进行修正得到的;
第二处理模块,用于在当前CNC控制周期内,将当前CNC控制周期内的插补点发送伺服控制器,将当前CNC控制周期内修正后的开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令发送PWM模块以执行飞行切割。
2.根据权利要求1所述的飞行切割控制装置,其特征在于,第二处理模块包括:
队列加入单元,用于基于切割轨迹所属的每一CNC控制周期,将插补点加入插补点队列的队尾,并对开关激光延迟时间以及与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令进行修正,将修正后的开关激光延迟时间和修正的开关激光命令加入开关光控制队列队尾;
发送单元,用于在当前CNC控制周期内,从插补点队列的头部取出当前CNC控制周期的插补点发送给伺服控制器,以及将开关光控制队列头部存储的修正后的开关光延迟时间以及与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令按照发送处理规则处理,并将处理后的属于当前CNC控制周期的开关延迟时间和/或开关激光命令发送PWM模块。
3.根据权利要求1所述的飞行切割控制装置,其特征在于,接收模块包括:从TASK任务模块中接收切割轨迹信息及该切割轨迹信息关联的飞行切割指令;
所述切割轨迹信息包括:包括指定长度的直线运动段或指定弧长的圆弧运动段的切割轨迹、对应切割轨迹的每一个CNC控制周期的插补点;
所述飞行切割指令包括:开关激光的坐标点P、参考向量参考点O、以及坐标点P处开关激光命令即激光开启/关闭的命令;
所述切割轨迹包括直线运动段,则坐标点P位于切割轨迹上对应的运动段衔接位置;为坐标点P两侧运动段的角平分线上的单位向量;参考点O为坐标点P两侧运动段的角平分线上的点,该点到坐标点P的向量与/>相同;
所述切割轨迹包括圆弧运动段,则坐标点P位于切割轨迹上对应的运动段衔接位置;为圆弧所属圆心指向坐标点P的方向向量;参考点O为所述圆心。
4.根据权利要求3所述的飞行切割控制装置,其特征在于,飞行切割控制装置还包括:
第三处理模块,用于基于所述切割轨迹,利用S形加减速方式获取该切割轨迹中每一个CNC控制周期的插补点。
5.根据权利要求3所述的飞行切割控制装置,其特征在于,第一处理模块,包括:
获取参考点O到第n个CNC控制周期的插补点A的第一向量参考点O到第n+1个CNC控制周期的插补点B的第二向量/>并确定/>与/>的第一夹角α、/>与/>的第二夹角β;
若α和β满足
则修正第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间tm为:AP为第n个CNC控制周期插补点A到开关激光坐标点P的线段长度,AB为第n个CNC控制周期插补点A到第n+1个CNC控制周期插补点B的线段长度,第n+1个CNC控制周期的开关激光命令为飞行切割指令中激光开启/关闭的命令,将第n+1个CNC控制周期的tm与第n+1个CNC控制周期的开关激光命令绑定;所述tm、和与该tm绑定的开关激光命令作为修正后的用于加入开关光控制队列队尾的信息;T为CNC控制周期,Δt为固定值,n为大于等于1的自然数。
6.根据权利要求5所述的飞行切割控制装置,其特征在于,飞行切割控制装置还包括:
若α和β不满足则
修正第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间tm’为:tm’=0+Δt,
以及,第n+1个CNC控制周期内的开关激光命令为第n个CNC控制周期内的开关激光命令,以及将第n+1个CNC控制周期的开关激光延迟时间tm’与第n+1个CNC控制周期内的开关激光命令绑定,所述tm’、和与该tm’绑定的开关激光命令作为修正后的用于加入开关光控制队列队尾的信息。
7.根据权利要求5或6所述的飞行切割控制装置,其特征在于,
在笛卡尔直角右手坐标系中,各坐标点表示为O(xo,yo,0)、A(xa,ya,0)、B(xb,yb,0)、atan2为C语言库函数atan2(y,x);符号×表示向量叉乘,符号·表示向量点乘,为z轴方向单位方向向量(0,0,1);
第二处理模块的队列加入单元,包括:
根据预先建立的两个缓冲队列,将插补点和修正后的开关激光延迟时间、修正的与该延迟时间绑定的开关激光命令加入各自所属的队列队尾;
所述两个缓冲区队列包括:插补点队列以及开关光控制队列;
插补点队列用于存储计算的插补点,开关光控制队列用于存储开关激光延迟时间以及与开关激光延迟时间绑定的开关激光命令。
8.根据权利要求2所述的飞行切割控制装置,其特征在于,第二处理模块的发送单元中按照发送处理规则处理,并将处理后的开关延迟时间和开关激光命令发送PWM模块,包括:
对开关光控制队列头部的开关光延迟时间进行判定,若开关光控制队列头部的开关光延迟时间大于一个CNC控制周期,则将修正的开关光延迟时间设置为0,并将修正的开关激光命令设置为上一个CNC控制周期输出的开关激光命令;将设置为0的开关光延迟时间和上一个CNC控制周期输出的开关激光命令发送PWM模块;
若开关光控制队列头部的开关光延迟时间小于等于一个CNC控制周期,将开关光控制队列头部的开关光延迟时间及绑定的开关激光命令发送PWM模块;
以及在发送PWM模块后,将开关光控制队列中存储的所有大于T的开关光延迟时间进行更新,更新后的开关光控制队列作为下一CNC控制周期的开关光控制队列;
T为CNC控制周期,所述更新为大于T的开关光延迟时间减去T。
9.一种激光切割数控系统,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器中存储计算机程序,所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序,用以执行上述权利要求1至8任一所述的一种激光切割数控系统的飞行切割控制装置。
10.一种激光切割数控系统的飞行切割控制方法,其特征在于,包括:
CNC控制器接收待切割图形的切割轨迹信息及该切割轨迹信息关联的飞行切割指令;
CNC控制器根据所述切割轨迹信息中的插补点和切割轨迹,飞行切割指令中开关激光的坐标点,计算切割轨迹所属的每一CNC控制周期内开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令;计算的开关激光延迟时间和所述开关激光命令是对飞行切割指令中的开关激光延迟时间和开关激光命令进行修正得到的;
CNC控制器在当前CNC控制周期内,将当前CNC控制周期内插补点发送伺服控制器,将当前CNC控制周期内修正后的开关激光延迟时间、与该开关激光延迟时间绑定的开关激光命令发送PWM模块以执行飞行切割。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310776504.1A CN117008535A (zh) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | 一种激光切割数控系统的飞行切割控制方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310776504.1A CN117008535A (zh) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | 一种激光切割数控系统的飞行切割控制方法及装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117008535A true CN117008535A (zh) | 2023-11-07 |
Family
ID=88560962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310776504.1A Pending CN117008535A (zh) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | 一种激光切割数控系统的飞行切割控制方法及装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117008535A (zh) |
-
2023
- 2023-06-28 CN CN202310776504.1A patent/CN117008535A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3566822B1 (en) | Robot joint space point-to-point movement trajectory planning method | |
US8290611B2 (en) | Blending algorithm for trajectory planning | |
JPS61157909A (ja) | ロボツトの経路誤差補正方式 | |
CN103970139B (zh) | 一种机器人连续点位运动规划方法 | |
CN109254563B (zh) | 一种数控速度滤波方法及其滤波系统 | |
JP3673383B2 (ja) | ロボットの制御装置 | |
CN102205469A (zh) | 一种对电池极片进行激光切割的控制方法及系统 | |
CN112965501A (zh) | 一种自动驾驶速度规划方法及装置 | |
JP5608074B2 (ja) | レーザ加工システム及びその制御方法 | |
JP2001125613A (ja) | 数値制御シミュレーション装置 | |
CN113189938A (zh) | 一种连续加工路径的速度曲线规划方法 | |
JPH0944225A (ja) | ロボットの制御方法 | |
CN117008535A (zh) | 一种激光切割数控系统的飞行切割控制方法及装置 | |
JPH02146607A (ja) | Nc移動指令補間方式 | |
JP3287225B2 (ja) | レーザ加工機用数値制御装置の補間装置および補間方法 | |
JP2003076410A (ja) | 速度制御装置、速度制御方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラム | |
JPH0615370A (ja) | 曲げロボットにおける曲げ追従動作方法および装置 | |
WO2020137286A1 (ja) | 同期制御装置、同期制御システム、同期制御方法及びシミュレーション装置 | |
JP2002123319A (ja) | 加減速方法 | |
KR20020085716A (ko) | 수치 제어 장치용 수치 제어 코드 변경 방법 | |
CN111098311A (zh) | 一种提高机器人工作节拍的方法 | |
JP2003076411A (ja) | 加減速制御装置、加減速制御方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラム | |
CN115616982B (zh) | 一种拐弯轨迹的过度方法及激光装置和计算机设备 | |
JP2001154719A (ja) | 自由曲線補間方法 | |
JP2601433B2 (ja) | 工業用ロボットの補間制御方法および装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |