[發(fā)明專利]非金屬激光切割機(jī)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211615472.9
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN116100171A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅群
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市新法拉數(shù)控設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/70
• 分類號(hào): B23K26/70;B23K26/38;B23K26/402
• 代理公司: 北京恒泰銘睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11642
• 代理人: 郭建明

本申請涉及激光切割機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，其具體地公開了一種非金屬激光切割機(jī)及其控制方法，其首先獲取預(yù)定時(shí)間段的激光切割過程監(jiān)控視頻，然后，采用基于機(jī)器視覺的人工智能控制技術(shù)以得到煙塵的空間分布特征在時(shí)序上的動(dòng)態(tài)變化特征信息，接著，再提取出所述當(dāng)前幀中關(guān)于所述煙塵在圖像中的多尺度特征分布差異性，并以此相對變化特征和所述煙塵的絕對動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行特征融合來進(jìn)行是否開始吸塵模塊的實(shí)時(shí)判斷，這樣，能夠基于實(shí)際情況實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地對于是否開啟吸塵模塊進(jìn)行智能判斷，以此來及時(shí)吸收切割時(shí)產(chǎn)生的煙塵，減少煙塵對激光切割功率的影響，進(jìn)而避免尖角燒蝕的出現(xiàn)，大幅增加切割制品的品相。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及激光切割機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，且更為具體地，涉及一種非金屬激光切割機(jī)及其控制方法。

背景技術(shù)

二氧化碳激光機(jī)是氣體分子激光器，工作物質(zhì)是CO2氣體，輔助氣體有氮?dú)夂狻㈦瘹夂蜌錃獾龋捎谶@種激光器能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)25％，故常做高功率輸出的激光器，二氧化碳激光器波長10.6微米，是不可能看見的紅外光，穩(wěn)定性較好，得到廣泛應(yīng)用。在CO2激光器的放電管內(nèi)充有CO2、N2、He等混合氣體，其配比和總氣壓可以在一定范圍內(nèi)變化，任何分子都有三種不同的運(yùn)動(dòng)形式，一是分子里的電子運(yùn)動(dòng)，決定著電子能態(tài)，二是分子里的原子振動(dòng)，既原子圍繞其平衡位置不停地做周期性震動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)決定了分子的振動(dòng)能太，三是分子的轉(zhuǎn)動(dòng)，決定著分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能態(tài)，CO2激光器就是利用CO2分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)間的躍遷來產(chǎn)生激光的。

二氧化碳激光切割機(jī)通常用于切割木制品、紙張、皮革、布料、有機(jī)玻璃、環(huán)氧樹脂、亞克力、毛料、塑料、橡膠、瓷磚、水晶、玉石、竹制品等非金屬材料，特別的在切割的過程中，經(jīng)常伴隨煙霧。通過自身切割生成的煙霧會(huì)影響激光照射的切割功率，導(dǎo)致尖角燒蝕的出現(xiàn)，降低切割制品的品相。

因此，期待一種優(yōu)化的非金屬激光切割機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，提出了本申請。本申請的實(shí)施例提供了一種非金屬激光切割機(jī)及其控制方法，其首先獲取預(yù)定時(shí)間段的激光切割過程監(jiān)控視頻，然后，采用基于機(jī)器視覺的人工智能控制技術(shù)以得到煙塵的空間分布特征在時(shí)序上的動(dòng)態(tài)變化特征信息，然后，再提取出所述當(dāng)前幀中關(guān)于所述煙塵在圖像中的多尺度特征分布差異性，并以此相對變化特征和所述煙塵的絕對動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行特征融合來進(jìn)行是否開始吸塵模塊的實(shí)時(shí)判斷，這樣，能夠基于實(shí)際情況實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地對于是否開啟吸塵模塊進(jìn)行智能判斷，以此來及時(shí)吸收切割時(shí)產(chǎn)生的煙塵，減少煙塵對激光切割功率的影響，進(jìn)而避免尖角燒蝕的出現(xiàn)，大幅增加切割制品的品相。

根據(jù)本申請的一個(gè)方面，提供了一種非金屬激光切割機(jī)，其包括：監(jiān)控模塊，用于獲取預(yù)定時(shí)間段的激光切割過程監(jiān)控視頻；采樣模塊，用于從所述激光切割過程監(jiān)控視頻提取多個(gè)激光切割過程監(jiān)控關(guān)鍵幀；圖像幀空間特征提取模塊，用于將所述多個(gè)激光切割過程監(jiān)控關(guān)鍵幀分別通過使用空間注意力機(jī)制的第一卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型以得到多個(gè)煙塵監(jiān)控特征矩陣；圖像幀空間特征變化特征提取模塊，用于將所述多個(gè)煙塵監(jiān)控特征矩陣按照通道維度排列為三維特征張量后通過使用三維卷積核的第二卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型以得到煙塵變化特征圖；當(dāng)前幀提取模塊，用于從所述多個(gè)激光切割過程監(jiān)控關(guān)鍵幀提取激光切割過程監(jiān)控當(dāng)前幀；多尺度編碼模塊，用于將所述激光切割過程監(jiān)控當(dāng)前幀通過包含第一尺度圖像編碼器和第二尺度圖像編碼器的雙流檢測模塊以得到第一尺度特征圖和第二尺度特征圖；差分模塊，用于計(jì)算所述第一尺度特征圖和所述第二尺度特征圖之間的差分特征圖；優(yōu)化模塊，用于對所述差分特征圖的特征分布進(jìn)行優(yōu)化以得到優(yōu)化差分特征圖；融合模塊，用于融合所述優(yōu)化差分特征圖和所述煙塵變化特征圖以得到分類特征圖；以及控制結(jié)果生成模塊，用于將所述分類特征圖通過分類器以得到分類結(jié)果，所述分類結(jié)果用于表示是否開啟吸塵模塊。