[發明專利]一種激光切割頭高度快速標定方法及其應用

在審

• 申請號: 202211029926.4
• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115307533A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 張瑞;常勇
• 申請（專利權）人: 廣東宏石激光技術股份有限公司
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06;G06F16/901
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 梁佳穎

本發明涉及激光切割控制技術領域，更具體地，涉及一種激光切割頭高度快速標定方法及其應用，該方法主要在調高器內部實現，主要通過同步采集兩部分數據：位置信號H和電容頻率F，通過設定合適的數據采集周期，在保證精度的前提下調整標定速度大小，按照一定規則采集同步數據，并存儲到標定數據表中，建立一定樣本數量N的頻率?高度數據表模型，最后利用該頻率?高度數據表模型來給切割機的主控模塊計算對應頻率的輸出高度，本發明的目的在于克服現有標定方法過程中需要等待Z軸高度數據和電容頻率數據穩定后采集，動作比較繁瑣及效率低的不足，標定流程簡單，速度快，效率高。

技術領域

本發明涉及激光切割控制技術領域，更具體地，涉及一種激光切割頭高度快速標定方法及其應用。

背景技術

激光切割機在使用時，切割頭會根據設定的切割軌跡行走，但不同材料、不同厚度、不同切割方式情況下，激光切割頭高度是需要調節控制的，割嘴與切工件表面的距離決定切口質量和切割速度的主要因素之一。激光切割機除了根據切割情況選擇適合的割嘴型號及氣壓參數外，對切割頭與鋼板之間高度需要根據切割的不同材料、不同厚度，使用不同參數，同時割嘴應調整相應的高度。

由于激光切割機速度快，為保證獲得高質量的切口，操作人員用眼睛看，手調的操作方式就不行，反應速度是達不到的。為了彌補手工調節切割時高度控制不穩定問題，配置電容調高器，不管是切割多厚的板有了電容調高切割頭，保證高度都能保持一致。不同材料，電容調高器的核心檢測部件是電容高度傳感器，檢測電容的頻率信號與激光切割頭跟切割材料間的高度的對應關系是不一樣的。

針對不同的激光切割材料，電容板間距離和頻率特性不一樣，需要在加工前做標定，每一種材料加工前需要標定電容頻率和切割頭到材料的高度，保證調高器通過檢測電容頻率值得到精確的高度值。目前，常用的標定方法是在電容傳感器檢測高度范圍內，選擇幾個固定的高度值，采集相對應的電容頻率信號，在采集數據時，由于要控制Z軸運動到固定高度下，等待信號穩定后采樣電容數據，然后繼續運行到相應高度采集對應的電容值，最后根據采樣的數據，重新擬合后，生成標定曲線；現有的標定方法過程中需要等待Z軸高度數據和電容頻率數據穩定后采集，動作比較繁瑣，標定步驟多，效率低。

發明內容

本發明的目的在于克服現有標定方法過程中需要等待Z軸高度數據和電容頻率數據穩定后采集，動作比較繁瑣，標定步驟多，效率低的不足，提供一種激光切割頭高度快速標定方法及其應用。本發明在Z軸運動過程中動態采集電容和高度數據，實現動態標定，保證了標定精度，提升標定的效率。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種激光切割頭高度快速標定方法，具體包括如下步驟：

步驟S1：手動控制切割頭垂直上升到待切割板材上方一定高度處，控制切割頭以一定速度垂直向下運動，直到切割頭接觸到待切割板材得到觸板信號，切割頭停止運動；

步驟S2：以觸板信號為切割頭的基準點，控制切割頭以一定的進給速度抬起10mm-20mm，在基準點及切割頭抬起的期間內，設定采樣間隔高度為d，設定一個定時器同步采樣模塊的采樣周期為T，在每個采樣周期T內，通過讀取切割頭Z軸設置的編碼器反饋的位置信號H，并且在采樣周期內通過FPGA模塊獲取設于切割頭上跟隨運動的電容傳感器的電容頻率F，獲得一組位置信號H和電容頻率F對應的同步采樣數據(H，F)；

步驟S3：在切割頭抬起的過程中，每采集到一組同步采樣數據(H，F)，判斷數據是否符合滿足采樣條件，滿足采樣條件的數據壓入數據存儲器進行存儲，形成一定樣本數量N的頻率-高度數據表，同步采樣過程結束；