[發明專利]激光束熱源中心坐標的追蹤方法

在審

• 申請號: 202111142147.0
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113867265A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 鄧勝杰;蘆鳳桂;夏皓春;朱敏豪
• 申請（專利權）人: 江南造船（集團）有限責任公司
• 主分類號: G05B19/408
• 分類號: G05B19/408;B23K26/00;B23K26/70
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 盧杰

本發明提供一種激光束熱源中心坐標的追蹤方法，首先確定光束運動方式并利用不同的光束運動方式獲得各個時刻的速率數據，再根據獲得的各個時刻的速率數據，通過循環算法判斷當前時刻所在時間間隔并通過公式得出任意時刻在時間間隔里的位移分量以及總位移，也即獲得了激光束熱源中心坐標；本發明的激光束熱源中心坐標的追蹤方法應用于采用激光束加工制造的過程，適用范圍廣泛，同時本發明也實現了激光束熱源中心坐標的簡單、快速、精確定位以及追蹤。

技術領域

本發明涉及激光加工制造技術領域，特別是涉及激光束熱源中心坐標的追蹤方法。

背景技術

激光加工應用范圍廣泛，如激光增材制造、激光3D打印、遠程激光焊接等應用。隨著工業制造對焊接加工質量與效率要求的提高，曲線運動等復雜運動軌跡的激光應用受到越來越多的關注，如遠程激光應用在汽車制造領域可大大提高操作靈活性和自動化程度，且焊接效率提高，節約成本。一般焊接機器人配合光束振鏡系統，給定不同軌跡點的時刻及運動速度來控制光束位置，可實現光束的靈活運動。仿真模擬過程中，熱源的施加依賴于光束的分布及運動軌跡的精確定位。一般的熱源移動過程僅涉及簡單的勻加速直線運動(含勻減速和勻速)，或者利用給定運動軌跡曲線實現光束位置捕捉，編程過程較為簡單。而遠程激光焊焊接的靈活性使得仿真模擬中光束熱源的施加復雜程度增加。機器人利用程序捕捉光束運動軌跡，通常先離散然后根據每個點的時刻及速度進行光束追蹤，在仿真編程過程中需要將速度關系與位置關系對應起來。如何實現高效準確的激光束熱源中心坐標定位成為激光加工仿真模擬提高精確度的關鍵。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明要解決的技術問題在于提供一種激光束熱源中心坐標的追蹤方法，以實現更加高效準確的激光束熱源中心坐標定位。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種激光束熱源中心坐標的追蹤方法，包括以下步驟：

確定光束的運動方式，并根據不同的光束運動方式獲得各個時刻的速率數據；

讀取速率數據，獲得每個時刻t_k對應的速率V_k(u_k,v_k)分量數據及總的時間個數n；

依據速率數據按照直線運動方程計算每個時間間隔內的位移分量(Δx_k,Δy_k)以及每個時刻t_k對應的總位移分量(x_k,y_k)；

對于任意時刻t，首先確定該時刻所在的離散后的時間間隔，然后利用線性插值獲得當前時刻t對應的速度V(u,v)；

計算當前時刻t所在時間間隔內的位移(Δx,Δy)；

計算當前時刻t點的總位移即為當前激光束熱源中心的位置(x,y)。

優選的，所述對于任意時刻t，首先確定該時刻所在的離散后的時間間隔的步驟包括：根據各個時刻的速率數據通過循環算法獲得該時刻所在的離散后的時間間隔記作t_k-1以及t_k，并確定其對應的速率數據V_k-1(u_k-1,v_k-1)以及V_k(u_k,v_k)，為后續激光束熱源中心坐標獲取做準備。