[發明專利]一種避免過燒的激光切割裝置及切割方法

在審

• 申請號: 202010578698.0
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111571039A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 曹文;曹仁康
• 申請（專利權）人: 濟南九泰企業管理咨詢有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/70
• 代理公司: 常德宏康億和知識產權代理事務所(普通合伙) 43239
• 代理人: 周濟妹

1.一種避免過燒的激光切割裝置，其特征在于，包括機臺(1)，其中，

所述機臺(1)的兩側沿長度方向設置有x伺服軸(2)，所述x伺服軸(2)上滑動設置有y伺服軸(3)，所述y伺服軸(3)垂直于所述x伺服軸(2)，所述y伺服軸(3)上滑動設置z伺服軸(4)，所述z伺服軸(4)上設置有激光切割頭(5)；所述激光切割頭(5)連接設置于所述機臺(1)內的激光器(7)；

所述機臺(1)上設置能夠進行圖形處理的控制機構(6)，所述控制機構(6)包括運動控制模塊和激光控制模塊，所述運動控制模塊電性連接所述激光切割頭(5)、所述x伺服軸(2)、y伺服軸(3)以及z伺服軸(4)，所述激光控制模塊控制所述激光器(7)的功率輸出，所述控制機構(6)還包括存儲模塊、圖形處理模塊、軌跡優化模塊、模型模塊、速度功率分配模塊以及速度功率優化模塊。

2.根據權利要求1所述的一種避免過燒的激光切割裝置，其特征在于，所述運動控制模塊為PMAC多軸運動控制卡，所述激光控制模塊為LPC-1激光功率控制模塊。

3.一種避免過燒的激光切割方法，應用如權利要求1或2所述的避免過燒的激光切割裝置，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將工件圖形導入存儲模塊；

S2：控制機構的圖形處理模塊從存儲模塊讀取工件圖形，并將工件圖形建立于機械坐標系中，使得工件圖形的點與機械坐標對應；

S3：圖形處理模塊根據工件圖形形成切割軌跡，圖形處理模塊通過切割軌跡的機械坐標找出切割軌跡中拐角位置；

S4：軌跡優化模塊針對步驟S3中拐角的位置進行切割軌跡優化，優化的切割軌跡數據傳遞給圖形處理模塊進行切割軌跡曲率半徑計算，確定曲率半徑的變化范圍；

S5：向模型模塊輸入工件的材質類型、厚度、切縫的寬度，模擬得出復合參數設置的切割速度與激光功率之間的線性關系，根據激光器性能，選取適當的激光功率范圍，獲取對應的速度范圍；

S6：速度功率分配模塊將步驟S4中的曲率半徑與步驟S5中的速度線性擬合，通過步驟S5中速度功率的線性關系獲取實現曲率半徑與功率的線性關系，將功率與速度分配到軌跡的對應位置，速度功率分配模塊將最大速度和最大功率分配到軌跡中的直線部分；

S7：速度功率優化模塊對軌跡直線與弧線相連接處優化，臨近弧線的直線上截取過濾區，過濾區以逐漸變化的加速度進行平緩的速度變化，速度變化范圍在過濾區一端的直線速度與過渡區另一端的弧線速度之間；

S8：運動控制模塊根據分配的速度輸出控制信號控制x伺服軸、y伺服軸的運動速度，激光控制模塊根據分配的功率輸出控制信號控制激光器輸出功率。

4.根據權利要求3所述的一種避免過燒的激光切割方法，其特征在于，步驟S1中工件圖形設置于與機械坐標系成比例的坐標系k中，步驟S2中圖形處理模塊使坐標系k與機械坐標原點重合，按比例縮放所述坐標系k，將工件圖形的點與機械坐標對應。

5.根據權利要求3所述的一種避免過燒的激光切割方法，其特征在于，步驟S3中拐角是指直線與直線、直線與弧線、弧線與弧線形成的影響速度連續變化的尖角結構。

6.根據權利要求5所述的一種避免過燒的激光切割方法，其特征在于，步驟S4中切割軌跡優化，具體包括將拐角處的兩段線的相交處通過連續的弧線連接。