CN117697170A - 一种激光切割设备的激光切割控制方法及相关装置 - Google Patents

一种激光切割设备的激光切割控制方法及相关装置 Download PDF

Info

Publication number
CN117697170A
CN117697170A CN202311789909.5A CN202311789909A CN117697170A CN 117697170 A CN117697170 A CN 117697170A CN 202311789909 A CN202311789909 A CN 202311789909A CN 117697170 A CN117697170 A CN 117697170A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser cutting
workpiece
cutting
cut
data
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
Application number
CN202311789909.5A
Other languages
English (en)
Inventor
黄伟溪
李文威
梁佳楠
曹永军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China Robotics Innovation Research Institute
Original Assignee
South China Robotics Innovation Research Institute
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China Robotics Innovation Research Institute filed Critical South China Robotics Innovation Research Institute
Priority to CN202311789909.5A priority Critical patent/CN117697170A/zh
Publication of CN117697170A publication Critical patent/CN117697170A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种激光切割设备的激光切割控制方法及相关装置，其中，所述方法包括：获得待切割工件的工件参数以及切割加工需求数据；对待切割工件在所述切割台上的位置进行定位处理，获得姿态位置信息；基于切割加工需求数据和姿态位置信息生成待切割工件的激光切割路径数据；基于工件参数对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理；基于优化激光切割路径数据控制所述激光切割头对所述待切割工件进行激光切割处理；在对待切割工件进行激光切割处理时，获得激光切割头的实时位置信息，并基于实时位置信息按照优化激光切割路径数据对激光切割头进行调整控制。在本发明实施例中，实现控制激光切割设备对目标工件的精确切割，提高切割精度。

Description

一种激光切割设备的激光切割控制方法及相关装置
技术领域
本发明涉及精度控制技术领域，尤其涉及一种激光切割设备的激光切割控制方法及相关装置。
背景技术
在激光切割为利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成宽度很窄的(如0.1mm左右)切缝，完成对材料的切割。但是由于被切割的工件在切割过程中可能发生翘起或者激光切割设备的控制机械臂的精度出现问题时，将会导致无法按照预先生成的激光切割路径完成精确切割处理；从而导致工件的切割加工精度较低或者成品率较低的问题。
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设备的激光切割控制方法及相关装置，实现控制激光切割设备对目标工件的精确切割，提高切割精度。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种激光切割设备的激光切割控制方法，所述方法包括：
获得待切割工件的工件参数以及切割加工需求数据，所述工件参数包括工件形状数据、工件厚度数据；
将所述待切割工件放置在切割工作台上后，并对所述待切割工件在所述切割台上的位置进行定位处理，获得所述待切割工件在所述切割工作台上的姿态位置信息；
基于所述切割加工需求数据和所述姿态位置信息生成所述待切割工件的激光切割路径数据，所述激光切割路径数据中包含激光切割起点位置信息、激光切割终点位置信息和路径几何点位置信息；
基于所述工件参数对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理，形成优化激光切割路径数据；
基于所述激光切割起点位置信息控制激光切割设备的激光切割头移动至所述待切割工件的激光切割起点，并基于所述优化激光切割路径数据控制所述激光切割头对所述待切割工件进行激光切割处理；
在对待切割工件进行激光切割处理时，获得所述激光切割头的实时位置信息，并基于所述实时位置信息按照所述优化激光切割路径数据对所述激光切割头进行调整控制。
可选的，所述获得待切割工件的工件参数以及切割加工需求数据，包括：
基于所述激光切割设备的控制器接收操作用户输入的方式获得所述待切割工件的待切割工件的工件参数及所述切割加工需求数据；所述切割加工需求数据为切割加工需求模型，所述切割加工需求模型包括模型形状数据和模型尺寸数据。
可选的，所述对所述待切割工件在所述切割台上的位置进行定位处理，获得所述待切割工件在所述切割工作台上的姿态位置信息，包括：
基于设置在所述切割工作台上方的图像采集设备对放置在所述切割工作台上的待切割工件进行图像采集处理，获得采集图像；
基于所述采集图像提取所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息；
基于所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息获得待切割工件在所述切割工作台上的姿态位置信息。
可选的，所述基于所述采集图像提取所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息，包括：
将所述采集图像输入三维空间提取模型内的编码器中获得所述采集图像的图像特征；所述三维空间提取模型为Vision Transformer模型；
采用卷积解码器将所述图像特征解码为与所述采集图像相同的深度图像，所述深度图像中不同像素点的取值对应该位置距离所述图像采集设备的距离；
基于所述图像采集设备的内参矩阵利用图像采集设备的成像逆变换将所述深度图像转换为图像采集设备坐标矩阵中的空间坐标点集，并获得所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息。
可选的，所述基于所述切割加工需求数据和所述姿态位置信息生成所述待切割工件的激光切割路径数据，包括：
利用所述切割加工需求数据中的模型形状数据和模型尺寸数据与以所述姿态位置信息为基准调整姿态的所述工件参数中的工件形状数据进行拟合处理，获得拟合切割模型数据；
基于所述拟合切割模型数据的边缘生成所述待切割工件的激光切割路径数据。
可选的，所述基于所述工件参数对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理，包括：
基于所述工件参数中的工件厚度数据与所述激光切割路径数据进行匹配处理，获得激光切割路径数据中路径位置对应的工件厚度数据；
利用激光切割路径数据中路径位置对应的工件厚度数据对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理。
可选的，所述基于所述实时位置信息按照所述优化激光切割路径数据对所述激光切割头进行调整控制，包括：
利用所述实时位置信息与所述优化激光切割路径数据中的路径几何点位置信息进行匹配处理，判断当前位置是否为切割偏离位置；
在当前位置为切割偏离位置时，通过所述实时位置信息与所述路径几何点位置信息的匹配计算方式获得切割偏离数据，并基于所述切割偏离数据对所述激光切割头进行调整控制；
若当前位置不为切割偏离位置时，则无需对所述激光切割头进行调整控制。
另外，本发明实施例还提供了一种激光切割设备的激光切割控制装置，所述装置包括：
获得模块：用于获得待切割工件的工件参数以及切割加工需求数据，所述工件参数包括工件形状数据、工件厚度数据；
定位模块：用于将所述待切割工件放置在切割工作台上后，并对所述待切割工件在所述切割台上的位置进行定位处理，获得所述待切割工件在所述切割工作台上的姿态位置信息；
生成模块：用于基于所述切割加工需求数据和所述姿态位置信息生成所述待切割工件的激光切割路径数据，所述激光切割路径数据中包含激光切割起点位置信息、激光切割终点位置信息和路径几何点位置信息；
优化处理模块：用于基于所述工件参数对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理，形成优化激光切割路径数据；
切割模块：用于基于所述激光切割起点位置信息控制激光切割设备的激光切割头移动至所述待切割工件的激光切割起点，并基于所述优化激光切割路径数据控制所述激光切割头对所述待切割工件进行激光切割处理；
调整控制模块：用于在对待切割工件进行激光切割处理时，获得所述激光切割头的实时位置信息，并基于所述实时位置信息按照所述优化激光切割路径数据对所述激光切割头进行调整控制。
另外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述中任意一项所述的激光切割控制方法。
另外，本发明实施例还提供了一种激光切割设备，所述激光切割设备包括控制器，所述控制器包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个应用程序配置用于：执行根据上述中任意一项所述的激光切割控制方法。
在本发明实施例中，通过生成待切割工件的激光切割路径数据，并通过工件参数激光切割路径数据进行切割参数的优化处理，最后根据切割的实时位置进行激光切割头的调整控制，从而实现控制激光切割设备对目标工件的精确切割，提高切割精度。
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是本发明实施例中的激光切割设备的激光切割控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中的激光切割设备的激光切割控制装置的结构组成示意图；
图3是本发明实施例中的激光切割设备的控制器的结构组成示意图。
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。
实施例一，请参阅图1，图1是本发明实施例中的激光切割设备的激光切割控制方法的流程示意图。
如图1所示，一种激光切割设备的激光切割控制方法，所述方法包括：
S11：获得待切割工件的工件参数以及切割加工需求数据，所述工件参数包括工件形状数据、工件厚度数据；
在本发明具体实施过程中，所述获得待切割工件的工件参数以及切割加工需求数据，包括：基于所述激光切割设备的控制器接收操作用户输入的方式获得所述待切割工件的待切割工件的工件参数及所述切割加工需求数据；所述切割加工需求数据为切割加工需求模型，所述切割加工需求模型包括模型形状数据和模型尺寸数据。
具体的，激光切割设备内存在有控制器，在控制器上具有接收用户输入的输入端，用户可以在该输入端上操作，并进行输入操作，然后该控制器即可接收获得待切割工件的待切割工件的工件参数及所述切割加工需求数据；工件参数包括工件形状数据、工件厚度数据；切割加工需求数据为切割加工需求模型，切割加工需求模型包括模型形状数据和模型尺寸数据。
S12：将所述待切割工件放置在切割工作台上后，并对所述待切割工件在所述切割台上的位置进行定位处理，获得所述待切割工件在所述切割工作台上的姿态位置信息；
在本本发明具体实施过程中，所述对所述待切割工件在所述切割台上的位置进行定位处理，获得所述待切割工件在所述切割工作台上的姿态位置信息，包括：基于设置在所述切割工作台上方的图像采集设备对放置在所述切割工作台上的待切割工件进行图像采集处理，获得采集图像；基于所述采集图像提取所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息；基于所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息获得待切割工件在所述切割工作台上的姿态位置信息。
进一步的，所述基于所述采集图像提取所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息，包括：将所述采集图像输入三维空间提取模型内的编码器中获得所述采集图像的图像特征；所述三维空间提取模型为Vision Transformer模型；采用卷积解码器将所述图像特征解码为与所述采集图像相同的深度图像，所述深度图像中不同像素点的取值对应该位置距离所述图像采集设备的距离；基于所述图像采集设备的内参矩阵利用图像采集设备的成像逆变换将所述深度图像转换为图像采集设备坐标矩阵中的空间坐标点集，并获得所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息。
具体的，通过机械臂抓去的方式将待切割工件放置在切割工作台上，其中该切割工作台上设置有若干个标记参考点，在待切割工件放置在切割工作台之后，需要对该待切割工件在切割工作台上的位置进行定位，并获得待切割工件在切割工作台上的姿态位置信息。
在进行定位处理时，首先是通过设置在切割工作台上方的图像采集设备对放置在切割工作台上的待切割工件进行图像采集处理，获得采集图像；然后通过对采集图像内的目标进行三维空间坐标信息提取，即可得道待切割工件在切割工作台上的三维空间坐标信息；然后根据该待切割工件在切割工作台上的三维空间坐标信息并结合切割工作台上设置有若干个标记参考点，即可得到待切割工件在切割工作台上的姿态位置信息。
在提取三维空间坐标信息时，首先是将采集图像划分为若干个不重叠的区块，并将不重叠的区块依次输入到三维空间提取模型中，在三维空间提取模型中首先利用编码器的线性投影将不重叠的区块展平为一些列的图像特征向量；然后再采用多层串联的多头注意模块逐层提取该图片特征向量中的特征信息，并建立每一个不重叠的区块之间的关联关系；再将串联的多头注意模块不同层间输出的特征信息进行组合，形成具有多个分辨率的图片特征，并且经过编码器中的融合模块进行融合处理，形成采集图像的图像特征；然后再使用卷积编码器将图像特征解码为与采集图像尺寸相同的深度图像，其中，深度图像中不同像素点的取值对应该位置距离所述图像采集设备的距离；最后即可结合图像采集设备的内参矩阵，通过图像采集设备的成像逆变换将该深度图像转换为图像采集设备坐标矩阵中的空间坐标点集，并获得待切割工件在切割工作台上的三维空间坐标信息。
在获得姿态位置信息时，首先需要获得切割工作台上设置有若干个标记参考点，然后结合图像采集设备的内参矩阵，在该待切割工件的姿态位置信息所对应的三维坐标系内通过图像采集设备的成像你变换将若干个标记参考点维空间位置信息，即可得到切割工作台上设置有若干个标记参考点对应三维空间位置信息；最后即可通过待切割工件在切割工作台上的三维空间坐标信息和切割工作台上设置有若干个标记参考点对应三维空间位置信息来确定待切割工件在切割工作台上的姿态位置信息。
S13：基于所述切割加工需求数据和所述姿态位置信息生成所述待切割工件的激光切割路径数据，所述激光切割路径数据中包含激光切割起点位置信息、激光切割终点位置信息和路径几何点位置信息；
在本发明具体实施过程中，所述基于所述切割加工需求数据和所述姿态位置信息生成所述待切割工件的激光切割路径数据，包括：利用所述切割加工需求数据中的模型形状数据和模型尺寸数据与以所述姿态位置信息为基准调整姿态的所述工件参数中的工件形状数据进行拟合处理，获得拟合切割模型数据；基于所述拟合切割模型数据的边缘生成所述待切割工件的激光切割路径数据。
具体的，首先是利用切割加工需求数据中的模型形状数据和模型尺寸数据与以该姿态位置信息为基准调整姿态的工件参数中的工件形状数据来进行重叠匹配模拟拟合处理，即可获得拟合切割模型数据；然后再根据拟合切割模型数据的边缘来生成待切割工件的激光切割路径数据；同时在激光切割路径数据中确定激光切割起点位置信息、激光切割终点位置信息和路径几何点位置信息。
S14：基于所述工件参数对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理，形成优化激光切割路径数据；
在本发明具体实施过程中，所述基于所述工件参数对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理，包括：基于所述工件参数中的工件厚度数据与所述激光切割路径数据进行匹配处理，获得激光切割路径数据中路径位置对应的工件厚度数据；利用激光切割路径数据中路径位置对应的工件厚度数据对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理。
具体的，通过工件参数中的工件厚度数据与来与激光切割路径数据进行匹配处理，即可得到激光切割路径数据中路径位置对应的工件厚度数据；然后再利用激光切割路径数据中路径位置对应的工件厚度数据标记到激光切割路径数据中来进行切割参数优化处理；这样，通过读取优化激光切割路径数据即可知道切割路径上所需要切割的位置的厚度，方便后续控制激光切割设备的激光切割头的切割功率，从而实现对激光切割头的精确控制，保证能够准确的对工件进行切割操作。
S15：基于所述激光切割起点位置信息控制激光切割设备的激光切割头移动至所述待切割工件的激光切割起点，并基于所述优化激光切割路径数据控制所述激光切割头对所述待切割工件进行激光切割处理；
在本发明具体实施过程中，通过优化激光切割路径数据来获得激光切割起点位置信息，然后控制控制激光切割设备的激光切割头移动至待切割工件的激光切割起点，然后再根据优化激光切割路径数据中所标记的工件厚度数据来精确控制激光切割头的切割功率，并按照对应的切割功率对待切割工件进行激光切割处理。
S16：在对待切割工件进行激光切割处理时，获得所述激光切割头的实时位置信息，并基于所述实时位置信息按照所述优化激光切割路径数据对所述激光切割头进行调整控制。
在本发明具体实施过程中，所述基于所述实时位置信息按照所述优化激光切割路径数据对所述激光切割头进行调整控制，包括：利用所述实时位置信息与所述优化激光切割路径数据中的路径几何点位置信息进行匹配处理，判断当前位置是否为切割偏离位置；在当前位置为切割偏离位置时，通过所述实时位置信息与所述路径几何点位置信息的匹配计算方式获得切割偏离数据，并基于所述切割偏离数据对所述激光切割头进行调整控制；若当前位置不为切割偏离位置时，则无需对所述激光切割头进行调整控制。
具体的，在对待切割工件进行激光切割处理时，通过定位的方式实时获得激光切割头的实时位置信息，然后利用实时位置信息与优化激光切割路径数据中的路径几何点位置信息进行匹配处理，从而判断当前位置是否为切割偏离位置；并且在当前位置为切割偏离位置时，通过实时位置信息与路径几何点位置信息的匹配计算方式获得切割偏离数据，再根据切割偏离数据来对激光切割头进行调整控制；若当前位置不为切割偏离位置时，则无需对激光切割头进行位置调整控制；同时，利用实时位置信息来确定当前切割位置的工件厚度是否发生变化，在发生变化之后，需要控制激光切割头的切割功率也适应性的进行变化；保证激光切割头能够准确的对工件进行切割操作。
在本发明实施例中，通过生成待切割工件的激光切割路径数据，并通过工件参数激光切割路径数据进行切割参数的优化处理，最后根据切割的实时位置进行激光切割头的调整控制，从而实现控制激光切割设备对目标工件的精确切割，提高切割精度。
实施例二，请参阅图2，图2是本发明实施例中的激光切割设备的激光切割控制装置的结构组成示意图。
如图2所示，一种激光切割设备的激光切割控制装置，所述装置包括：
获得模块21：用于获得待切割工件的工件参数以及切割加工需求数据，所述工件参数包括工件形状数据、工件厚度数据；
在本发明具体实施过程中，所述获得待切割工件的工件参数以及切割加工需求数据，包括：基于所述激光切割设备的控制器接收操作用户输入的方式获得所述待切割工件的待切割工件的工件参数及所述切割加工需求数据；所述切割加工需求数据为切割加工需求模型，所述切割加工需求模型包括模型形状数据和模型尺寸数据。
具体的，激光切割设备内存在有控制器，在控制器上具有接收用户输入的输入端，用户可以在该输入端上操作，并进行输入操作，然后该控制器即可接收获得待切割工件的待切割工件的工件参数及所述切割加工需求数据；工件参数包括工件形状数据、工件厚度数据；切割加工需求数据为切割加工需求模型，切割加工需求模型包括模型形状数据和模型尺寸数据。
定位模块22：用于将所述待切割工件放置在切割工作台上后，并对所述待切割工件在所述切割台上的位置进行定位处理，获得所述待切割工件在所述切割工作台上的姿态位置信息；
在本本发明具体实施过程中，所述对所述待切割工件在所述切割台上的位置进行定位处理，获得所述待切割工件在所述切割工作台上的姿态位置信息，包括：基于设置在所述切割工作台上方的图像采集设备对放置在所述切割工作台上的待切割工件进行图像采集处理，获得采集图像；基于所述采集图像提取所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息；基于所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息获得待切割工件在所述切割工作台上的姿态位置信息。
进一步的，所述基于所述采集图像提取所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息，包括：将所述采集图像输入三维空间提取模型内的编码器中获得所述采集图像的图像特征；所述三维空间提取模型为Vision Transformer模型；采用卷积解码器将所述图像特征解码为与所述采集图像相同的深度图像，所述深度图像中不同像素点的取值对应该位置距离所述图像采集设备的距离；基于所述图像采集设备的内参矩阵利用图像采集设备的成像逆变换将所述深度图像转换为图像采集设备坐标矩阵中的空间坐标点集，并获得所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息。
具体的，通过机械臂抓去的方式将待切割工件放置在切割工作台上，其中该切割工作台上设置有若干个标记参考点，在待切割工件放置在切割工作台之后，需要对该待切割工件在切割工作台上的位置进行定位，并获得待切割工件在切割工作台上的姿态位置信息。
在进行定位处理时，首先是通过设置在切割工作台上方的图像采集设备对放置在切割工作台上的待切割工件进行图像采集处理，获得采集图像；然后通过对采集图像内的目标进行三维空间坐标信息提取，即可得道待切割工件在切割工作台上的三维空间坐标信息；然后根据该待切割工件在切割工作台上的三维空间坐标信息并结合切割工作台上设置有若干个标记参考点，即可得到待切割工件在切割工作台上的姿态位置信息。
在提取三维空间坐标信息时，首先是将采集图像划分为若干个不重叠的区块，并将不重叠的区块依次输入到三维空间提取模型中，在三维空间提取模型中首先利用编码器的线性投影将不重叠的区块展平为一些列的图像特征向量；然后再采用多层串联的多头注意模块逐层提取该图片特征向量中的特征信息，并建立每一个不重叠的区块之间的关联关系；再将串联的多头注意模块不同层间输出的特征信息进行组合，形成具有多个分辨率的图片特征，并且经过编码器中的融合模块进行融合处理，形成采集图像的图像特征；然后再使用卷积编码器将图像特征解码为与采集图像尺寸相同的深度图像，其中，深度图像中不同像素点的取值对应该位置距离所述图像采集设备的距离；最后即可结合图像采集设备的内参矩阵，通过图像采集设备的成像逆变换将该深度图像转换为图像采集设备坐标矩阵中的空间坐标点集，并获得待切割工件在切割工作台上的三维空间坐标信息。
在获得姿态位置信息时，首先需要获得切割工作台上设置有若干个标记参考点，然后结合图像采集设备的内参矩阵，在该待切割工件的姿态位置信息所对应的三维坐标系内通过图像采集设备的成像你变换将若干个标记参考点维空间位置信息，即可得到切割工作台上设置有若干个标记参考点对应三维空间位置信息；最后即可通过待切割工件在切割工作台上的三维空间坐标信息和切割工作台上设置有若干个标记参考点对应三维空间位置信息来确定待切割工件在切割工作台上的姿态位置信息。
生成模块23：用于基于所述切割加工需求数据和所述姿态位置信息生成所述待切割工件的激光切割路径数据，所述激光切割路径数据中包含激光切割起点位置信息、激光切割终点位置信息和路径几何点位置信息；
在本发明具体实施过程中，所述基于所述切割加工需求数据和所述姿态位置信息生成所述待切割工件的激光切割路径数据，包括：利用所述切割加工需求数据中的模型形状数据和模型尺寸数据与以所述姿态位置信息为基准调整姿态的所述工件参数中的工件形状数据进行拟合处理，获得拟合切割模型数据；基于所述拟合切割模型数据的边缘生成所述待切割工件的激光切割路径数据。
具体的，首先是利用切割加工需求数据中的模型形状数据和模型尺寸数据与以该姿态位置信息为基准调整姿态的工件参数中的工件形状数据来进行重叠匹配模拟拟合处理，即可获得拟合切割模型数据；然后再根据拟合切割模型数据的边缘来生成待切割工件的激光切割路径数据；同时在激光切割路径数据中确定激光切割起点位置信息、激光切割终点位置信息和路径几何点位置信息。
优化处理模块24：用于基于所述工件参数对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理，形成优化激光切割路径数据；
在本发明具体实施过程中，所述基于所述工件参数对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理，包括：基于所述工件参数中的工件厚度数据与所述激光切割路径数据进行匹配处理，获得激光切割路径数据中路径位置对应的工件厚度数据；利用激光切割路径数据中路径位置对应的工件厚度数据对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理。
具体的，通过工件参数中的工件厚度数据与来与激光切割路径数据进行匹配处理，即可得到激光切割路径数据中路径位置对应的工件厚度数据；然后再利用激光切割路径数据中路径位置对应的工件厚度数据标记到激光切割路径数据中来进行切割参数优化处理；这样，通过读取优化激光切割路径数据即可知道切割路径上所需要切割的位置的厚度，方便后续控制激光切割设备的激光切割头的切割功率，从而实现对激光切割头的精确控制，保证能够准确的对工件进行切割操作。
切割模块25：用于基于所述激光切割起点位置信息控制激光切割设备的激光切割头移动至所述待切割工件的激光切割起点，并基于所述优化激光切割路径数据控制所述激光切割头对所述待切割工件进行激光切割处理；
在本发明具体实施过程中，通过优化激光切割路径数据来获得激光切割起点位置信息，然后控制控制激光切割设备的激光切割头移动至待切割工件的激光切割起点，然后再根据优化激光切割路径数据中所标记的工件厚度数据来精确控制激光切割头的切割功率，并按照对应的切割功率对待切割工件进行激光切割处理。
调整控制模块26：用于在对待切割工件进行激光切割处理时，获得所述激光切割头的实时位置信息，并基于所述实时位置信息按照所述优化激光切割路径数据对所述激光切割头进行调整控制。
在本发明具体实施过程中，所述基于所述实时位置信息按照所述优化激光切割路径数据对所述激光切割头进行调整控制，包括：利用所述实时位置信息与所述优化激光切割路径数据中的路径几何点位置信息进行匹配处理，判断当前位置是否为切割偏离位置；在当前位置为切割偏离位置时，通过所述实时位置信息与所述路径几何点位置信息的匹配计算方式获得切割偏离数据，并基于所述切割偏离数据对所述激光切割头进行调整控制；若当前位置不为切割偏离位置时，则无需对所述激光切割头进行调整控制。
具体的，在对待切割工件进行激光切割处理时，通过定位的方式实时获得激光切割头的实时位置信息，然后利用实时位置信息与优化激光切割路径数据中的路径几何点位置信息进行匹配处理，从而判断当前位置是否为切割偏离位置；并且在当前位置为切割偏离位置时，通过实时位置信息与路径几何点位置信息的匹配计算方式获得切割偏离数据，再根据切割偏离数据来对激光切割头进行调整控制；若当前位置不为切割偏离位置时，则无需对激光切割头进行位置调整控制；同时，利用实时位置信息来确定当前切割位置的工件厚度是否发生变化，在发生变化之后，需要控制激光切割头的切割功率也适应性的进行变化；保证激光切割头能够准确的对工件进行切割操作。
在本发明实施例中，通过生成待切割工件的激光切割路径数据，并通过工件参数激光切割路径数据进行切割参数的优化处理，最后根据切割的实时位置进行激光切割头的调整控制，从而实现控制激光切割设备对目标工件的精确切割，提高切割精度。
本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例中任意一个实施例的激光切割控制方法。其中，所述计算机可读存储介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AcceSS Memory，随即存储器)、EPROM(EraSable Programmable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically EraSable ProgrammableRead-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，存储设备包括由设备(例如，计算机、手机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质，可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明实施例还提供了一种计算机应用程序，其运行在计算机上，该计算机应用程序用于执行上述中任意一个实施例的激光切割控制方法。
此外，图3是本发明实施例中的激光切割设备的控制器的结构组成示意图。
本发明实施例还提供了一种机械臂控制器，如图3所示。所述控制器包括：处理器302、存储器303、输入单元304以及显示单元305等器件。本领域技术人员可以理解，图3示出的控制器结构器件并不构成对所有设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件。存储器303可用于存储应用程序301以及各功能模块，处理器302运行存储在存储器303的应用程序301，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理。存储器可以是内存储器或外存储器，或者包括内存储器和外存储器两者。内存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)、快闪存储器、或者随机存储器。外存储器可以包括硬盘、软盘、ZIP盘、U盘、磁带等。本发明所公开的存储器包括但不限于这些类型的存储器。本发明所公开的存储器只作为例子而非作为限定。
输入单元304用于接收信号的输入，以及接收用户输入的关键字。输入单元304可包括触控面板以及其它输入设备。触控面板可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板上或在触控面板附近的操作)，并根据预先设定的程序驱动相应的连接装置；其它输入设备可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如播放控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。显示单元305可用于显示用户输入的信息或提供给用户的信息以及终端设备的各种菜单。显示单元305可采用液晶显示器、有机发光二极管等形式。处理器302是终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器303内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，执行各种功能和处理数据。
作为一个实施例，所述控制器包括：一个或多个处理器302，存储器303，一个或多个应用程序301，其中所述一个或多个应用程序301被存储在存储器303中并被配置为由所述一个或多个处理器302执行，所述一个或多个应用程序301配置用于执行上述实施例中的任意一实施例中对的激光切割控制方法。
在本发明实施例中，通过生成待切割工件的激光切割路径数据，并通过工件参数激光切割路径数据进行切割参数的优化处理，最后根据切割的实时位置进行激光切割头的调整控制，从而实现控制激光切割设备对目标工件的精确切割，提高切割精度。
另外，以上对本发明实施例所提供的一种激光切割设备的激光切割控制方法及相关装置进行了详细介绍，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)

1.一种激光切割设备的激光切割控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获得待切割工件的工件参数以及切割加工需求数据，所述工件参数包括工件形状数据、工件厚度数据；
将所述待切割工件放置在切割工作台上后，并对所述待切割工件在所述切割台上的位置进行定位处理，获得所述待切割工件在所述切割工作台上的姿态位置信息；
基于所述切割加工需求数据和所述姿态位置信息生成所述待切割工件的激光切割路径数据，所述激光切割路径数据中包含激光切割起点位置信息、激光切割终点位置信息和路径几何点位置信息；
基于所述工件参数对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理，形成优化激光切割路径数据；
基于所述激光切割起点位置信息控制激光切割设备的激光切割头移动至所述待切割工件的激光切割起点，并基于所述优化激光切割路径数据控制所述激光切割头对所述待切割工件进行激光切割处理；
在对待切割工件进行激光切割处理时，获得所述激光切割头的实时位置信息，并基于所述实时位置信息按照所述优化激光切割路径数据对所述激光切割头进行调整控制。
2.根据权利要求1所述的激光切割控制方法，其特征在于，所述获得待切割工件的工件参数以及切割加工需求数据，包括：
基于所述激光切割设备的控制器接收操作用户输入的方式获得所述待切割工件的待切割工件的工件参数及所述切割加工需求数据；所述切割加工需求数据为切割加工需求模型，所述切割加工需求模型包括模型形状数据和模型尺寸数据。
3.根据权利要求1所述的激光切割控制方法，其特征在于，所述对所述待切割工件在所述切割台上的位置进行定位处理，获得所述待切割工件在所述切割工作台上的姿态位置信息，包括：
基于设置在所述切割工作台上方的图像采集设备对放置在所述切割工作台上的待切割工件进行图像采集处理，获得采集图像；
基于所述采集图像提取所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息；
基于所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息获得待切割工件在所述切割工作台上的姿态位置信息。
4.根据权利要求3所述的激光切割控制方法，其特征在于，所述基于所述采集图像提取所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息，包括：
将所述采集图像输入三维空间提取模型内的编码器中获得所述采集图像的图像特征；所述三维空间提取模型为Vision Transformer模型；
采用卷积解码器将所述图像特征解码为与所述采集图像相同的深度图像，所述深度图像中不同像素点的取值对应该位置距离所述图像采集设备的距离；
基于所述图像采集设备的内参矩阵利用图像采集设备的成像逆变换将所述深度图像转换为图像采集设备坐标矩阵中的空间坐标点集，并获得所述待切割工件在所述切割工作台上的三维空间坐标信息。
5.根据权利要求1所述的激光切割控制方法，其特征在于，所述基于所述切割加工需求数据和所述姿态位置信息生成所述待切割工件的激光切割路径数据，包括：
利用所述切割加工需求数据中的模型形状数据和模型尺寸数据与以所述姿态位置信息为基准调整姿态的所述工件参数中的工件形状数据进行拟合处理，获得拟合切割模型数据；
基于所述拟合切割模型数据的边缘生成所述待切割工件的激光切割路径数据。
6.根据权利要求1所述的激光切割控制方法，其特征在于，所述基于所述工件参数对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理，包括：
基于所述工件参数中的工件厚度数据与所述激光切割路径数据进行匹配处理，获得激光切割路径数据中路径位置对应的工件厚度数据；
利用激光切割路径数据中路径位置对应的工件厚度数据对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理。
7.根据权利要求1所述的激光切割控制方法，其特征在于，所述基于所述实时位置信息按照所述优化激光切割路径数据对所述激光切割头进行调整控制，包括：
利用所述实时位置信息与所述优化激光切割路径数据中的路径几何点位置信息进行匹配处理，判断当前位置是否为切割偏离位置；
在当前位置为切割偏离位置时，通过所述实时位置信息与所述路径几何点位置信息的匹配计算方式获得切割偏离数据，并基于所述切割偏离数据对所述激光切割头进行调整控制；
若当前位置不为切割偏离位置时，则无需对所述激光切割头进行调整控制。
8.一种激光切割设备的激光切割控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获得模块：用于获得待切割工件的工件参数以及切割加工需求数据，所述工件参数包括工件形状数据、工件厚度数据；
定位模块：用于将所述待切割工件放置在切割工作台上后，并对所述待切割工件在所述切割台上的位置进行定位处理，获得所述待切割工件在所述切割工作台上的姿态位置信息；
生成模块：用于基于所述切割加工需求数据和所述姿态位置信息生成所述待切割工件的激光切割路径数据，所述激光切割路径数据中包含激光切割起点位置信息、激光切割终点位置信息和路径几何点位置信息；
优化处理模块：用于基于所述工件参数对所述激光切割路径数据进行切割参数优化处理，形成优化激光切割路径数据；
切割模块：用于基于所述激光切割起点位置信息控制激光切割设备的激光切割头移动至所述待切割工件的激光切割起点，并基于所述优化激光切割路径数据控制所述激光切割头对所述待切割工件进行激光切割处理；
调整控制模块：用于在对待切割工件进行激光切割处理时，获得所述激光切割头的实时位置信息，并基于所述实时位置信息按照所述优化激光切割路径数据对所述激光切割头进行调整控制。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述的激光切割控制方法。
10.一种激光切割设备，其特征在于，所述激光切割设备包括控制器，所述控制器包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个应用程序配置用于：执行根据权利要求1至7中任意一项所述的激光切割控制方法。
CN202311789909.5A 2023-12-22 2023-12-22 一种激光切割设备的激光切割控制方法及相关装置 Pending CN117697170A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311789909.5A CN117697170A (zh) 2023-12-22 2023-12-22 一种激光切割设备的激光切割控制方法及相关装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311789909.5A CN117697170A (zh) 2023-12-22 2023-12-22 一种激光切割设备的激光切割控制方法及相关装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117697170A true CN117697170A (zh) 2024-03-15

Family

ID=90156762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311789909.5A Pending CN117697170A (zh) 2023-12-22 2023-12-22 一种激光切割设备的激光切割控制方法及相关装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117697170A (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104722926A (zh) * 2015-03-18 2015-06-24 江苏长江重工科技有限公司 一种机器人三维激光自动切割系统及其切割方法
US20150190883A1 (en) * 2013-02-28 2015-07-09 Schuler Automation Gmbh & Co. Kg Method for cutting a sheet metal blank
CN109702361A (zh) * 2019-03-27 2019-05-03 佛山市宏石激光技术有限公司 一种激光坡口切割方法及激光切割机
CN210451429U (zh) * 2019-08-22 2020-05-05 易思维（杭州）科技有限公司 一种激光切割系统
CN111179233A (zh) * 2019-12-20 2020-05-19 广西柳州联耕科技有限公司 基于激光切割二维零部件的自适应纠偏方法
CN111192307A (zh) * 2019-12-20 2020-05-22 广西柳州联耕科技有限公司 基于激光切割三维零部件的自适应纠偏方法
CN112381888A (zh) * 2020-11-19 2021-02-19 上海方菱计算机软件有限公司 一种h型钢切割路径的动态补偿方法
US20220317658A1 (en) * 2022-06-22 2022-10-06 Brett Bond System and Method for Automated Precision Control of a Computer Numerical Control (CNC) Machine
CN115685876A (zh) * 2022-11-14 2023-02-03 英诺威讯智能科技（杭州）有限公司 一种基于轨迹补偿的平面激光切割控制方法及系统
CN116851930A (zh) * 2023-04-28 2023-10-10 华南智能机器人创新研究院 一种三维五轴曲面激光切割轨迹生成方法及装置
CN117047286A (zh) * 2023-10-09 2023-11-14 东莞市富明钮扣有限公司 一种激光加工工件表面的方法、加工系统、处理器和存储介质

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150190883A1 (en) * 2013-02-28 2015-07-09 Schuler Automation Gmbh & Co. Kg Method for cutting a sheet metal blank
CN104722926A (zh) * 2015-03-18 2015-06-24 江苏长江重工科技有限公司 一种机器人三维激光自动切割系统及其切割方法
CN109702361A (zh) * 2019-03-27 2019-05-03 佛山市宏石激光技术有限公司 一种激光坡口切割方法及激光切割机
CN210451429U (zh) * 2019-08-22 2020-05-05 易思维（杭州）科技有限公司 一种激光切割系统
CN111179233A (zh) * 2019-12-20 2020-05-19 广西柳州联耕科技有限公司 基于激光切割二维零部件的自适应纠偏方法
CN111192307A (zh) * 2019-12-20 2020-05-22 广西柳州联耕科技有限公司 基于激光切割三维零部件的自适应纠偏方法
CN112381888A (zh) * 2020-11-19 2021-02-19 上海方菱计算机软件有限公司 一种h型钢切割路径的动态补偿方法
US20220317658A1 (en) * 2022-06-22 2022-10-06 Brett Bond System and Method for Automated Precision Control of a Computer Numerical Control (CNC) Machine
CN115685876A (zh) * 2022-11-14 2023-02-03 英诺威讯智能科技（杭州）有限公司 一种基于轨迹补偿的平面激光切割控制方法及系统
CN116851930A (zh) * 2023-04-28 2023-10-10 华南智能机器人创新研究院 一种三维五轴曲面激光切割轨迹生成方法及装置
CN117047286A (zh) * 2023-10-09 2023-11-14 东莞市富明钮扣有限公司 一种激光加工工件表面的方法、加工系统、处理器和存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114474041B (zh) 一种基于协作机器人的焊接自动化智能引导方法及系统
CN103991078A (zh) 机器人系统和用于控制该机器人系统的方法
CN104457566A (zh) 一种无须示教机器人系统的空间定位方法
CN112692440B (zh) 激光打标方法、系统、设备及存储介质
CN112620926A (zh) 一种焊点追踪方法、装置及存储介质
CN114310954B (zh) 一种护理机器人自适应升降控制方法和系统
CN111132800A (zh) 机床的机上测定方法及控制装置
CN115685876B (zh) 一种基于轨迹补偿的平面激光切割控制方法及系统
CN108731663A (zh) 对应关系建立方法、装置、介质及电子设备
CN113664835A (zh) 机器人自动手眼标定方法与系统
EP3781901A1 (en) Dynamically adapting operation of a coordinate measuring machine
US20190248009A1 (en) Method for programming robot in vision base coordinate
CN111452365B (zh) 打印控制的方法、控制器、3d打印系统及存储介质
CN115351482A (zh) 焊接机器人的控制方法、装置、焊接机器人及存储介质
CN117944025A (zh) 机器人手眼标定方法、装置、计算机设备和存储介质
CN117697170A (zh) 一种激光切割设备的激光切割控制方法及相关装置
CN109877828A (zh) 机器点位调试方法、装置、计算机设备和存储介质
US11559888B2 (en) Annotation device
CN111275662B (zh) 基于二维码的工件定位方法、装置、设备和存储介质
CN114074321A (zh) 机器人标定方法及装置
CN116901079A (zh) 一种基于扫描仪视觉引导的机器人路径规划系统和方法
CN110861076A (zh) 一种机械臂的手眼标定装置
CN117600697B (zh) 一种基于末端偏移量的焊接定位控制方法及相关装置
CN117773317B (zh) 一种激光切割设备的切割过程激光头控制方法及相关装置
CN116810805B (zh) 一种基于六轴机械手的工件加工控制方法及相关装置

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