CN117483943B - 基于虚拟平面规划的板材激光加工方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于虚拟平面规划的板材激光加工方法及设备。所述方法包括:通过在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数,据此生成加工模型及加工控制器,并得到实用级加工控制器,若激光喷口在实用级加工控制器控制下其加工轨迹函数与轮廓函数完全拟合,则采用激光喷口直接对板材进行加工;虚拟平面的形状及面积与待加工的板材的形状及面积相同;方向控制器为在虚拟平面上控制激光喷口加工方向与第一轴向夹角的控制器。本发明可以实现在板材上对各种形状的图案进行精确加工,避免了对板材加工产品进行二次打磨,降低了板材加工废品的产生几率,提高了板材加工生产的经济效益。
Description
技术领域
本发明实施例涉及激光束加工控制技术领域,尤其涉及一种基于虚拟平面规划的板材激光加工方法及设备。
背景技术
板材加工生产中的重要一环就是对板材进行不同形状的加工,以满足不同用户的装饰需求。目前相关技术手段采用激光喷口对板材进行加工,这种简单的激光喷口目前无法做到精准加工,造成粗加工后的板材加工产品的形状与期望的形状有所不同,如果粗加工后的板材加工产品形状冗余还需要通过人工对粗加工后的板材加工产品进行打磨得到期望形状的板材加工成品,如果粗加工后的板材加工产品形状缺失则直接形成板材加工废品,而这均会造成板材加工的成本上升且工作效率低下,在板材上对由多种曲线组成的复杂图案形状进行加工时,上述两种情况的发生概率更高。因此,开发一种基于虚拟平面规划的板材激光加工方法及设备,可以有效克服上述相关技术中的缺陷,就成为业界亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题,本发明实施例提供了一种基于虚拟平面规划的板材激光加工方法及设备。
第一方面,本发明的实施例提供了一种基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,包括:在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数,确定激光喷口针对所述轮廓函数的加工模型,根据加工模型构建激光喷口的加工控制器;根据所述轮廓函数确定所述加工控制器包含的方向控制器,确定所述方向控制器的控制微调量,得到实用级方向控制器;将实用级方向控制器加载入所述加工控制器,得到实用级加工控制器;采用实用级加工控制器控制激光喷口向所述轮廓函数靠近,若激光喷口的加工轨迹函数与所述轮廓函数完全拟合,则将板材置入所述虚拟平面内并开启激光发射器对板材进行加工;其中,所述虚拟平面的形状及面积与待加工的板材的形状及面积相同;所述方向控制器为在虚拟平面上控制激光喷口加工方向与第一轴向夹角的控制器。
在上述方法实施例内容的基础上,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,所述在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数,包括:所述虚拟平面为数字显示屏,根据在板材上的待加工图案生成至少一组轮廓函数,所述至少一组轮廓函数组成所述待加工图案的全部构成曲线。
在上述方法实施例内容的基础上,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,所述确定激光喷口针对所述轮廓函数的加工模型,包括:
其中,tan为求正切符号;/>为激光喷口沿第一轴向的加工变化量;/>为激光喷口沿第二轴向的加工变化量;/>为激光喷口加工方向与第一轴向的夹角;/>为激光喷口加工方向与第一轴向夹角的变化量;/>为方向控制器;/>为时长变化量;所述第一轴向和第二轴向互相垂直。
在上述方法实施例内容的基础上,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,所述根据加工模型构建激光喷口的加工控制器,包括:若,则存在加工控制器/>可以控制加工模型从当前任一状态变化至若干时长后的另一状态;其中,sec为求正割符号;csc为求余割符号;v为速度控制器。
在上述方法实施例内容的基础上,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,所述根据所述轮廓函数确定所述加工控制器包含的方向控制器,包括:
其中,/>为第一中间参数;/>为第二中间参数;/>为第三中间参数;/>为方向控制器的控制微调量;/>为轮廓函数相对第一轴向坐标/>及第二轴向坐标/>二阶求导;/>为轮廓函数相对第一轴向坐标/>二阶求导;/>为轮廓函数相对第二轴向坐标/>二阶求导;/>为轮廓函数相对第一轴向坐标/>求导;为轮廓函数相对第二轴向坐标/>求导。
在上述方法实施例内容的基础上,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,所述确定所述方向控制器的控制微调量,包括:
其中,/>为所述轮廓函数;/>为一类预调系数;/>为二类预调系数。
第二方面,本发明的实施例提供了一种基于虚拟平面规划的板材激光加工系统,包括:轮廓函数生成器,用于在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数;激光喷口加工模型生成器,用于构建激光喷口针对所述轮廓函数的加工模型;激光喷口方向控制器,用于构建加工控制器中包含的方向控制器;激光喷口速度控制器,用于控制激光喷口加工板材的速度;芯片控制器,用于实现如前述任一方法实施例所述的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法。
第三方面,本发明的实施例提供了一种基于虚拟平面规划的板材激光加工装置,包括:第一主模块,用于实现在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数,确定激光喷口针对所述轮廓函数的加工模型,根据加工模型构建激光喷口的加工控制器;第二主模块,用于实现根据所述轮廓函数确定所述加工控制器包含的方向控制器,确定所述方向控制器的控制微调量,得到实用级方向控制器;第三主模块,用于实现将实用级方向控制器加载入所述加工控制器,得到实用级加工控制器;第四主模块,用于实现采用实用级加工控制器控制激光喷口向所述轮廓函数靠近,若激光喷口的加工轨迹函数与所述轮廓函数完全拟合,则将板材置入所述虚拟平面内并开启激光发射器对板材进行加工;其中,所述虚拟平面的形状及面积与待加工的板材的形状及面积相同;所述方向控制器为在虚拟平面上控制激光喷口加工方向与第一轴向夹角的控制器。
第四方面,本发明的实施例提供了一种电子设备,包括:
至少一个处理器、至少一个存储器和通信接口;其中,
所述处理器、存储器和通信接口相互间进行通信;
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令,执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法。
第五方面,本发明的实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质,非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,计算机指令使计算机执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法。
本发明实施例提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法及设备,通过在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数,据此生成加工模型及加工控制器,并得到实用级加工控制器,若激光喷口在实用级加工控制器控制下其加工轨迹函数与轮廓函数完全拟合,则采用激光喷口直接对板材进行加工,可以实现在板材上对各种形状的图案进行精确加工,避免了对板材加工产品进行二次打磨,降低了板材加工废品的产生几率,提高了板材加工生产的经济效益。
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做一简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图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他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法流程示意图;
图2为本发明实施例提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工装置结构示意图;
图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图;
图4为本发明实施例提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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。另外,本发明提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合,以形成可行的技术方案,这种结合不受步骤先后次序和/或结构组成模式的约束,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时,应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。若以下实施例中存在步骤编号,其仅为了便于阐述说明而设置,对步骤之间的顺序不做任何限定,实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
本发明实施例提供了一种基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,参见图1,该方法包括:在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数,确定激光喷口针对所述轮廓函数的加工模型,根据加工模型构建激光喷口的加工控制器;根据所述轮廓函数确定所述加工控制器包含的方向控制器,确定所述方向控制器的控制微调量,得到实用级方向控制器;将实用级方向控制器加载入所述加工控制器,得到实用级加工控制器;采用实用级加工控制器控制激光喷口向所述轮廓函数靠近,若激光喷口的加工轨迹函数与所述轮廓函数完全拟合,则将板材置入所述虚拟平面内并开启激光发射器对板材进行加工;其中,所述虚拟平面的形状及面积与待加工的板材的形状及面积相同;所述方向控制器为在虚拟平面上控制激光喷口加工方向与第一轴向夹角的控制器。
具体的,虚拟平面是平板电脑的数字显示屏,该平板电脑水平放置且内部存储有多种形状的板材待加工图案,当需要对那种图案进行加工时,即可在平板电脑上输入显示该种待加工图案的指令,则平板电脑的数字显示屏上显示出待加工图案,这样不但可以快速生成板材上待加工图案,而且可以避免直接在板材上由人工刻画待加工图案(之后再由激光喷口进行加工)而可能造成的误刻导致的板材浪费。待加工图案生成后,根据上述方法生成激光喷口的加工控制器,控制激光喷口开始虚拟加工(此时并未开启激光发射器),若激光喷口的加工轨迹与待加工图案的轮廓完全拟合,则认为加工控制器已经可以控制激光喷口对待加工图案进行精确加工,此时打开激光发射器,即可对板材待加工图案进行精确加工。在将板材置入所述虚拟平面内前,可以在数字显示屏上加盖一层透明保护盖,以防止激光束对数字显示屏造成损伤。
基于上述方法实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,所述在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数,包括:所述虚拟平面为数字显示屏,根据在板材上的待加工图案生成至少一组轮廓函数,所述至少一组轮廓函数组成所述待加工图案的全部构成曲线。
基于上述方法实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,所述确定激光喷口针对所述轮廓函数的加工模型,包括:
其中,tan为求正切符号;/>为激光喷口沿第一轴向的加工变化量;/>为激光喷口沿第二轴向的加工变化量;/>为激光喷口加工方向与第一轴向的夹角;/>为激光喷口加工方向与第一轴向夹角的变化量;/>为方向控制器;/>为时长变化量;所述第一轴向和第二轴向互相垂直。
基于上述方法实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,所述根据加工模型构建激光喷口的加工控制器,包括:若,则存在加工控制器/>可以控制加工模型从当前任一状态变化至若干时长后的另一状态;其中,sec为求正割符号;csc为求余割符号;v为速度控制器。
需要说明的是,加工控制器是建立在激光喷口仅进行加工方向运动的前提下,即公式是成立的,此时能够设计出加工控制器对激光喷口进行加工控制,以对板材待加工图案进行精确加工。
基于上述方法实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,所述根据所述轮廓函数确定所述加工控制器包含的方向控制器,包括:
其中,/>为第一中间参数;/>为第二中间参数;/>为第三中间参数;/>为方向控制器的控制微调量;/>为轮廓函数相对第一轴向坐标/>及第二轴向坐标/>二阶求导;为轮廓函数相对第一轴向坐标/>二阶求导;/>为轮廓函数相对第二轴向坐标/>二阶求导;/>为轮廓函数相对第一轴向坐标/>求导;为轮廓函数相对第二轴向坐标/>求导。
基于上述方法实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,所述确定所述方向控制器的控制微调量,包括:
其中,/>为所述轮廓函数;/>为一类预调系数;/>为二类预调系数。
在另一实施例中,为了稳定的加工效果,速度控制器v(控制激光喷口在虚拟平面上的移动速度)可以设定为匀速(如0.8厘米每秒),一类预调系数的设定范围为-2至-8(如可以设定为-4),二类预调系数/>的设定范围为-3至-16(如可以设定为-6),需要说明的是,板材待加工图案的轮廓函数可以是由完整函数表达的,也可以是由多种函数表达组成的,只要能够整体确定或分组确定每种函数表达即可,在具体实施时仅需要对每组函数表达使用本发明的技术方案即可,即分组表达的轮廓函数组构成的板材待加工图案的加工模式也在本发明的保护范围之内。
本发明实施例提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,通过在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数,据此生成加工模型及加工控制器,并得到实用级加工控制器,若激光喷口在实用级加工控制器控制下其加工轨迹函数与轮廓函数完全拟合,则采用激光喷口直接对板材进行加工,可以实现在板材上对各种形状的图案进行精确加工,避免了对板材加工产品进行二次打磨,降低了板材加工废品的产生几率,提高了板材加工生产的经济效益。
本发明实施例提供了一种基于虚拟平面规划的板材激光加工系统,参见图4,该系统包括:轮廓函数生成器,用于在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数;激光喷口加工模型生成器,用于构建激光喷口针对所述轮廓函数的加工模型;激光喷口方向控制器,用于构建加工控制器中包含的方向控制器;激光喷口速度控制器,用于控制激光喷口加工板材的速度;芯片控制器,用于实现如前述任一方法实施例所述的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法。
本发明各个实施例的实现基础是通过具有处理器功能的设备进行程序化的处理实现的。因此在工程实际中,可以将本发明各个实施例的技术方案及其功能封装成各种模块。基于这种现实情况,在上述各实施例的基础上,本发明的实施例提供了一种基于虚拟平面规划的板材激光加工装置,该装置用于执行上述方法实施例中的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法。参见图2,该装置包括:第一主模块,用于实现在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数,确定激光喷口针对所述轮廓函数的加工模型,根据加工模型构建激光喷口的加工控制器;第二主模块,用于实现根据所述轮廓函数确定所述加工控制器包含的方向控制器,确定所述方向控制器的控制微调量,得到实用级方向控制器;第三主模块,用于实现将实用级方向控制器加载入所述加工控制器,得到实用级加工控制器;第四主模块,用于实现采用实用级加工控制器控制激光喷口向所述轮廓函数靠近,若激光喷口的加工轨迹函数与所述轮廓函数完全拟合,则将板材置入所述虚拟平面内并开启激光发射器对板材进行加工;其中,所述虚拟平面的形状及面积与待加工的板材的形状及面积相同;所述方向控制器为在虚拟平面上控制激光喷口加工方向与第一轴向夹角的控制器。在另一实施例中,板材的种类可以包括木板、金属板、人造水晶板和塑料板等。
本发明实施例提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工装置,采用图2中的若干模块,通过在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数,据此生成加工模型及加工控制器,并得到实用级加工控制器,若激光喷口在实用级加工控制器控制下其加工轨迹函数与轮廓函数完全拟合,则采用激光喷口直接对板材进行加工,可以实现在板材上对各种形状的图案进行精确加工,避免了对板材加工产品进行二次打磨,降低了板材加工废品的产生几率,提高了板材加工生产的经济效益。
需要说明的是,本发明提供的装置实施例中的装置,除了可以用于实现上述方法实施例中的方法外,还可以用于实现本发明提供的其他方法实施例中的方法,区别仅仅在于设置相应的功能模块,其原理与本发明提供的上述装置实施例的原理基本相同,只要本领域技术人员在上述装置实施例的基础上,参考其他方法实施例中的具体技术方案,通过组合技术特征获得相应的技术手段,以及由这些技术手段构成的技术方案,在保证技术方案具备实用性的前提下,就可以对上述装置实施例中的装置进行改进,从而得到相应的装置类实施例,用于实现其他方法类实施例中的方法。例如:
基于上述装置实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工装置,还包括:第一子模块,用于实现所述在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数,包括:所述虚拟平面为数字显示屏,根据在板材上的待加工图案生成至少一组轮廓函数,所述至少一组轮廓函数组成所述待加工图案的全部构成曲线。
基于上述装置实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工装置,还包括:第二子模块,用于实现所述确定激光喷口针对所述轮廓函数的加工模型,包括:
其中,tan为求正切符号;/>为激光喷口沿第一轴向的加工变化量;/>为激光喷口沿第二轴向的加工变化量;/>为激光喷口加工方向与第一轴向的夹角;/>为激光喷口加工方向与第一轴向夹角的变化量;/>为方向控制器;/>为时长变化量;所述第一轴向和第二轴向互相垂直。
基于上述装置实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工装置,还包括:第三子模块,用于实现所述根据加工模型构建激光喷口的加工控制器,包括:若,则存在加工控制器/>可以控制加工模型从当前任一状态变化至若干时长后的另一状态;其中,sec为求正割符号;csc为求余割符号;v为速度控制器。
基于上述装置实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工装置,还包括:第四子模块,用于实现所述根据所述轮廓函数确定所述加工控制器包含的方向控制器,包括:
其中,/>为第一中间参数;/>为第二中间参数;/>为第三中间参数;/>为方向控制器的控制微调量;/>为轮廓函数相对第一轴向坐标/>及第二轴向坐标/>二阶求导;为轮廓函数相对第一轴向坐标/>二阶求导;/>为轮廓函数相对第二轴向坐标/>二阶求导;/>为轮廓函数相对第一轴向坐标/>求导;为轮廓函数相对第二轴向坐标/>求导。
基于上述装置实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的基于虚拟平面规划的板材激光加工装置,还包括:第五子模块,用于实现所述确定所述方向控制器的控制微调量,包括:
其中,/>为所述轮廓函数;/>为一类预调系数;/>为二类预调系数。
本发明实施例的方法是依托电子设备实现的,因此对相关的电子设备有必要做一下介绍。基于此目的,本发明的实施例提供了一种电子设备,如图3所示,该电子设备包括:至少一个处理器(processor)、通信接口(Communications Interface)、至少一个存储器(memory)和通信总线,其中,至少一个处理器,通信接口,至少一个存储器通过通信总线完成相互间的通信。至少一个处理器可以调用至少一个存储器中的逻辑指令,以执行前述各个方法实施例提供的方法的全部或部分步骤。
此外,上述的至少一个存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个方法实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件实现。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的一些部分所述的方法。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。基于这种认识,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,其特征在于,包括:在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数,确定激光喷口针对所述轮廓函数的加工模型,根据加工模型构建激光喷口的加工控制器;根据所述轮廓函数确定所述加工控制器包含的方向控制器,确定所述方向控制器的控制微调量,得到实用级方向控制器;将实用级方向控制器加载入所述加工控制器,得到实用级加工控制器;采用实用级加工控制器控制激光喷口向所述轮廓函数靠近,若激光喷口的加工轨迹函数与所述轮廓函数完全拟合,则将板材置入所述虚拟平面内并开启激光发射器对板材进行加工;其中,所述虚拟平面的形状及面积与待加工的板材的形状及面积相同;所述方向控制器为在虚拟平面上控制激光喷口加工方向与第一轴向夹角的控制器;所述确定激光喷口针对所述轮廓函数的加工模型,包括:
其中,tan为求正切符号;Δd1为激光喷口沿第一轴向的加工变化量;Δd2为激光喷口沿第二轴向的加工变化量;为激光喷口加工方向与第一轴向的夹角;/>为激光喷口加工方向与第一轴向夹角的变化量;μ为方向控制器;Δt为时长变化量;所述第一轴向和第二轴向互相垂直;所述根据加工模型构建激光喷口的加工控制器,包括:若则存在加工控制器/>可以控制加工模型从当前任一状态变化至若干时长后的另一状态;其中,sec为求正割符号;csc为求余割符号;v为速度控制器;所述根据所述轮廓函数确定所述加工控制器包含的方向控制器,包括:
其中,k1为第一中间参数;k2为第二中间参数;k3为第三中间参数;ε为方向控制器的控制微调量;为轮廓函数相对第一轴向坐标d1及第二轴向坐标d2二阶求导;为轮廓函数相对第一轴向坐标d1二阶求导;/>为轮廓函数相对第二轴向坐标d2二阶求导;/>为轮廓函数相对第一轴向坐标d1求导;为轮廓函数相对第二轴向坐标d2求导。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,其特征在于,所述在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数,包括:所述虚拟平面为数字显示屏,根据在板材上的待加工图案生成至少一组轮廓函数,所述至少一组轮廓函数组成所述待加工图案的全部构成曲线。
3.根据权利要求2所述的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法,其特征在于,所述确定所述方向控制器的控制微调量,包括:
其中,ctr(d1,d2)为所述轮廓函数;τ1为一类预调系数;τ2为二类预调系数。
4.一种基于虚拟平面规划的板材激光加工系统,其特征在于,包括:轮廓函数生成器,用于在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数;激光喷口加工模型生成器,用于构建激光喷口针对所述轮廓函数的加工模型;激光喷口方向控制器,用于构建加工控制器中包含的方向控制器;激光喷口速度控制器,用于控制激光喷口加工板材的速度;芯片控制器,用于实现如权利要求1至3任一权利要求所述的基于虚拟平面规划的板材激光加工方法。
5.一种基于虚拟平面规划的板材激光加工装置,其特征在于,包括:第一主模块,用于实现在虚拟平面上生成板材待加工图案的轮廓函数,确定激光喷口针对所述轮廓函数的加工模型,根据加工模型构建激光喷口的加工控制器;第二主模块,用于实现根据所述轮廓函数确定所述加工控制器包含的方向控制器,确定所述方向控制器的控制微调量,得到实用级方向控制器;第三主模块,用于实现将实用级方向控制器加载入所述加工控制器,得到实用级加工控制器;第四主模块,用于实现采用实用级加工控制器控制激光喷口向所述轮廓函数靠近,若激光喷口的加工轨迹函数与所述轮廓函数完全拟合,则将板材置入所述虚拟平面内并开启激光发射器对板材进行加工;其中,所述虚拟平面的形状及面积与待加工的板材的形状及面积相同;所述方向控制器为在虚拟平面上控制激光喷口加工方向与第一轴向夹角的控制器;所述确定激光喷口针对所述轮廓函数的加工模型,包括:
其中,tan为求正切符号;Δd1为激光喷口沿第一轴向的加工变化量;Δd2为激光喷口沿第二轴向的加工变化量;为激光喷口加工方向与第一轴向的夹角;/>为激光喷口加工方向与第一轴向夹角的变化量;μ为方向控制器;Δt为时长变化量;所述第一轴向和第二轴向互相垂直;所述根据加工模型构建激光喷口的加工控制器,包括:若则存在加工控制器/>可以控制加工模型从当前任一状态变化至若干时长后的另一状态;其中,sec为求正割符号;csc为求余割符号;v为速度控制器;所述根据所述轮廓函数确定所述加工控制器包含的方向控制器,包括:
其中,k1为第一中间参数;k2为第二中间参数;k3为第三中间参数;ε为方向控制器的控制微调量;为轮廓函数相对第一轴向坐标d1及第二轴向坐标d2二阶求导;为轮廓函数相对第一轴向坐标d1二阶求导;/>为轮廓函数相对第二轴向坐标d2二阶求导;/>为轮廓函数相对第一轴向坐标d1求导;为轮廓函数相对第二轴向坐标d2求导。
6.一种电子设备,其特征在于,包括:
至少一个处理器、至少一个存储器和通信接口;其中,
所述处理器、存储器和通信接口相互间进行通信;
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令,所述处理器调用所述程序指令,以执行权利要求1至3任一项权利要求所述的方法。
7.一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令使计算机执行权利要求1至3中任一项权利要求所述的方法。
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