【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及激光切割，尤其涉及激光切割控制系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、隨著大功率激光器的不斷研發(fā)與應(yīng)用，激光切割的速度和精度得到了顯著提升。同時，激光切割技術(shù)的適用范圍也在不斷擴大，從最初的金屬材料切割擴展到非金屬材料的切割，甚至在一些特殊領(lǐng)域如微電子、生物醫(yī)學等領(lǐng)域也得到了應(yīng)用。激光切割控制系統(tǒng)是激光切割機的核心部件之一，它負責控制激光束的位置、功率和時間等參數(shù)，對切割效果起到?jīng)Q定性的作用。此外，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，激光切割控制系統(tǒng)將逐漸實現(xiàn)智能化升級，為企業(yè)提供更全面的生產(chǎn)管理和決策支持。
2、現(xiàn)有的激光切割控制系統(tǒng)通常與計算機數(shù)控系統(tǒng)配合使用，通過預(yù)先編程和設(shè)定參數(shù)，可以實現(xiàn)自動送料、自動加工以及連續(xù)批量的激光切割操作。
3、例如公告號為：cn117020399b專利技術(shù)專利公告的一種激光機調(diào)整光束聚焦的處理方法及系統(tǒng)，包括：基于預(yù)設(shè)的聚焦節(jié)點構(gòu)建加工工件的模擬聚焦軌跡并對加工工件進行模擬切割加工；判斷模擬切割加工時的切割光束是否產(chǎn)生軌跡偏差，若是，則調(diào)整聚焦節(jié)點在加工工件上的方位布局并重新規(guī)劃聚焦節(jié)點的切割連接線，同時生成加工工件的待切割內(nèi)容；判斷待切割內(nèi)容是否存在模糊切割點面，若存在，則基于獲取的切割修正值建立激光機的短時聚焦參數(shù)并對所述模糊切割點面進行修補，得到模擬切割加工完成的加工工件；判斷連接關(guān)系是否改變加工工件原有的切割需求，若否，則根據(jù)獲取的圓弧曲線路徑生成在不同路徑時對激光切割頭的移動指令內(nèi)容進行自適應(yīng)修正；基于標志性特征解析模糊切割點面的生成原因，得到模糊切割點
4、例如公開號為：cn112828477a專利申請公開的焦點位移補償方法、裝置、設(shè)備、存儲介質(zhì)，包括：獲取調(diào)焦鏡組的第一實時溫度、單位時間內(nèi)的溫升幅度；判斷第一實時溫度是否達到第一閾值；判斷單位時間內(nèi)的溫升幅度是否達到第二閾值；當?shù)谝粚崟r溫度達到第一閾值以及單位時間內(nèi)的溫升幅度達到第二閾值時，不間斷地在每個變焦時間周期發(fā)送一次第一控制指令到執(zhí)行機構(gòu)；根據(jù)第一控制指令，調(diào)節(jié)焦點位移。
5、但本申請在實現(xiàn)本申請實施例中專利技術(shù)技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：
6、現(xiàn)有技術(shù)中，在激光切割操作過程中，輔助氣體起著將熔化的金屬吹出切縫的作用，當輔助氣體進行更換時，會導致設(shè)備自動停止運行，此時由于重新切割的位置和停止的位置可能因為設(shè)備停機，破壞了切割過程中的動態(tài)平衡，使得設(shè)備在重新啟動后難以迅速恢復穩(wěn)定的切割狀態(tài)，存在激光切割設(shè)備在加速激光切割操作過程中穩(wěn)定性低的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請實施例通過提供激光切割控制系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中激光切割設(shè)備在加速激光切割操作過程中穩(wěn)定性低的問題，實現(xiàn)了激光切割設(shè)備在加速激光切割操作過程中穩(wěn)定性的提高。
2、本申請實施例提供了激光切割控制系統(tǒng)，包括：激光發(fā)射控制模塊、聚焦控制模塊、連續(xù)性控制模塊和參數(shù)設(shè)置模塊；其中，所述激光發(fā)射控制模塊用于獲取激光器在預(yù)設(shè)激光切割區(qū)域內(nèi)的激光束數(shù)據(jù)，根據(jù)激光束數(shù)據(jù)與激光束參數(shù)閾值范圍判斷是否發(fā)送激光發(fā)射指令，所述激光束數(shù)據(jù)包括發(fā)射強度和發(fā)射頻率；所述聚焦控制模塊用于接收激光發(fā)射指令并實時監(jiān)測激光切割頭的焦距狀態(tài)以獲取聚焦點調(diào)控值，根據(jù)聚焦點調(diào)控值自動調(diào)整激光切割頭的焦距和位置并發(fā)送切割指令，同時基于聚焦點調(diào)控值判斷激光切割頭在激光切割操作前是否執(zhí)行激光切割操作；所述連續(xù)性控制模塊用于實時監(jiān)測激光切割頭的切割數(shù)據(jù)在執(zhí)行激光切割操作過程中的變化情況以獲取連續(xù)性評估指數(shù)，將連續(xù)性評估指數(shù)與連續(xù)性評估閾值范圍進行比較以判定是否執(zhí)行加速激光切割操作，所述切割數(shù)據(jù)包括切割路徑和切割速度；所述參數(shù)設(shè)置模塊用于根據(jù)激光切割頭在加速激光切割操作過程中的切割狀態(tài)獲取切割質(zhì)量評估值，根據(jù)獲取的聚焦點調(diào)控值、連續(xù)性評估指數(shù)和切割質(zhì)量評估值設(shè)置激光切割頭在激光切割過程中的切割參數(shù)值；所述聚焦點調(diào)控值的具體限制表達式為：
3、；
4、；
5、；
6、；
7、式中，y為預(yù)設(shè)激光切割區(qū)域的編號，，y為預(yù)設(shè)激光切割區(qū)域的總數(shù)量，e為自然常數(shù)，表示激光切割頭在第y個預(yù)設(shè)激光切割區(qū)域內(nèi)的聚焦點調(diào)控值，表示材料特性影響系數(shù)修正因子，表示待切割材料在第y個預(yù)設(shè)激光切割區(qū)域內(nèi)的材料特性影響系數(shù)，表示待切割材料在第y個預(yù)設(shè)激光切割區(qū)域內(nèi)的實時反射率，表示參考反射率，表示待切割材料在第y個預(yù)設(shè)激光切割區(qū)域內(nèi)的實時熱傳導數(shù)據(jù)，表示參考熱傳導數(shù)據(jù)，表示輸出功率影響系數(shù)修正因子，表示激光器在第y個預(yù)設(shè)激光切割區(qū)域內(nèi)的輸出功率影響系數(shù)，表示激光器在第y個預(yù)設(shè)激光切割區(qū)域內(nèi)的實際輸出功率，表示參考輸出功率，表示焦距點位置影響系數(shù)修正因子，表示激光切割頭在第y個預(yù)設(shè)激光切割區(qū)域內(nèi)的焦距點位置影響系數(shù)，表示激光切割頭在第y個預(yù)設(shè)激光切割區(qū)域內(nèi)的實際焦距點位置，表示預(yù)設(shè)聚焦點區(qū)域上限，表示預(yù)設(shè)聚焦點區(qū)域下限，表示激光器在第y個預(yù)設(shè)激光切割區(qū)域內(nèi)的發(fā)射強度，表示發(fā)射強度閾值范圍，表示激光器在第y個預(yù)設(shè)激光切割區(qū)域內(nèi)的發(fā)射頻率，表示發(fā)射頻率閾值范圍。
8、進一步的，所述聚焦點調(diào)控值的獲取流程為：獲取待切割材料在預(yù)設(shè)激光切割區(qū)域內(nèi)的實時反射率和實時熱傳導數(shù)據(jù)，并結(jié)合待切割材料的參考反射率和參考熱傳導數(shù)據(jù)處理得到材料特性影響系數(shù)，所述材料特性影響系數(shù)用于反映待切割材料特性對激光切割頭焦距點位置確定的影響程度；獲取激光器在激光切割操作前的實際輸出功率和實際焦距點位置，并結(jié)合參考輸出功率和預(yù)設(shè)聚焦點區(qū)域的上下限處理得到輸出功率影響系數(shù)和焦距點位置影響系數(shù)，所述輸出功率影響系數(shù)為實際輸出功率與參考輸出功率之差的絕對值與參考輸出功率的比值，所述焦距點位置影響系數(shù)為實際焦距點位置與預(yù)設(shè)聚焦點區(qū)域下限之差的絕對值與上下限差值的比值；從預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫中獲取預(yù)設(shè)定的材料特性影響系數(shù)修正因子、輸出功率影響系數(shù)修正因子和焦距點位置影響系數(shù)修正因子，同時結(jié)合獲取的材料特性影響系數(shù)、輸出功率影響系數(shù)和焦距點位置影響系數(shù)得到聚焦點調(diào)控值。
9、進一步的，所述連續(xù)性評估指數(shù)的獲取方法如下：b1，獲取激光切割頭在預(yù)設(shè)時間段內(nèi)進行激光切割操作之前的初始切割速度以及待切割材料的初始平滑度，獲取激光切割頭在預(yù)設(shè)時間段內(nèi)進行激光切割操作過程中的平均切割速度以及待切割材料切割口的平均平滑度；b2，判斷平均切割速度是否在切割速度閾值范圍內(nèi)，若是，則執(zhí)行b3，否則對激光器的輸出功率進行調(diào)整直至重新獲取的平均切割速度在切割速度閾值范圍內(nèi)再執(zhí)行b3；b3，獲取切割速度評估指數(shù)和平滑度評估指數(shù)并進行加法求和運算得到切割評估系數(shù)，將切割評估系數(shù)與獲取的聚焦點調(diào)控值進行加法運算再進行對數(shù)運算得到連續(xù)性評估指數(shù)，所述切割速度評估指數(shù)表示平均切割速度與初始切割速度之差的絕對值與初始切割速度的比值，所述平滑度評估指數(shù)表示平均平滑度與初始平滑度之差的絕對值與初始切割速度的比值。
10、進一步的，所述切割質(zhì)量評估值的具體獲取步驟為：c1，判斷加速度調(diào)整量是否等于0，若是，則執(zhí)行c2，否本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.激光切割控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：激光發(fā)射控制模塊、聚焦控制模塊、連續(xù)性控制模塊和參數(shù)設(shè)置模塊；
2.如權(quán)利要求1所述激光切割控制系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)激光束數(shù)據(jù)與激光束參數(shù)閾值范圍判斷是否發(fā)送激光發(fā)射指令的具體步驟包括：
3.如權(quán)利要求1所述激光切割控制系統(tǒng)，其特征在于，所述聚焦點調(diào)控值的獲取流程為：
4.如權(quán)利要求1所述激光切割控制系統(tǒng)，其特征在于，所述基于聚焦點調(diào)控值判斷激光切割頭在激光切割操作前是否執(zhí)行激光切割操作的具體流程為：
5.如權(quán)利要求1所述激光切割控制系統(tǒng)，其特征在于，所述連續(xù)性評估指數(shù)的獲取方法如下：
6.如權(quán)利要求1所述激光切割控制系統(tǒng)，其特征在于，所述將連續(xù)性評估指數(shù)與連續(xù)性評估閾值范圍進行比較以判定是否執(zhí)行加速激光切割操作的具體流程為：
7.如權(quán)利要求1所述激光切割控制系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)激光切割頭在加速激光切割操作過程中的切割狀態(tài)獲取切割質(zhì)量評估值，之前還包括將激光切割操作過程中的平均切割速度與切割速度閾值范圍進行比較，具體流程為：
8.如權(quán)利要求1所述
9.激光切割控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.激光切割控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：激光發(fā)射控制模塊、聚焦控制模塊、連續(xù)性控制模塊和參數(shù)設(shè)置模塊；
2.如權(quán)利要求1所述激光切割控制系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)激光束數(shù)據(jù)與激光束參數(shù)閾值范圍判斷是否發(fā)送激光發(fā)射指令的具體步驟包括：
3.如權(quán)利要求1所述激光切割控制系統(tǒng)，其特征在于，所述聚焦點調(diào)控值的獲取流程為：
4.如權(quán)利要求1所述激光切割控制系統(tǒng)，其特征在于，所述基于聚焦點調(diào)控值判斷激光切割頭在激光切割操作前是否執(zhí)行激光切割操作的具體流程為：
5.如權(quán)利要求1所述激光切割控制系統(tǒng)，其特征在于，所述連續(xù)性評...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李冬成，劉銀生，
申請(專利權(quán))人：邵陽市銀鑫機械有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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