CN113245722B - 激光切割机器人的控制方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种激光切割机器人的控制方法、设备及存储介质，属于激光切割技术领域，该控制方法包括：在控制界面显示切割需求输入区域、状态指示区域和设备测试区域；在通过切割需求输入区域接收到本次激光切割的需求参数时，按照需求参数生成切割任务；将切割任务发送至KUKA运动控制***，以对激光切割机器人进行控制；通过状态指示区域显示激光切割机器人上至少一个指定器件的运行状态；在通过设备测试区域接收到测试触发操作时，按照测试触发操作生成对应的测试任务；将测试任务发送至KUKA运动控制***，以对激光切割机器人进行测试；可以实现使用KUKA机器人进行激光切割，提高切割精度。

Description

激光切割机器人的控制方法、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及一种激光切割机器人的控制方法、设备及存储介质，属于激光切割技术领域。

背景技术

工业机器人由控制***进行控制。以库卡（Keller und Knappich Augsburg，KUKA）机器人为例，该KUKA机器人通过KUKA运动控制（KUKA Motion Control，KMC）***进行控制。

传统的KUKA机器人包括：机器人本体、机器人控制柜和机器人操作机。其中，机器人控制柜用于处理KUKA机器人程序，以通过硬件和/或软件对KUKA机器人进行控制。

然而，在使用KUKA机器人进行激光切割时，传统的KUKA机器人中不具有用于激光切割的控制软件，因此，无法实现使用KUKA机器人进行激光切割。

发明内容

本申请提供了一种激光切割机器人的控制方法、设备及存储介质，可以解决无法实现使用KUKA机器人进行激光切割的问题。本申请提供如下技术方案：

第一方面，提供一种激光切割机器人的控制方法，用于控制设备中，所述控制设备与KUKA运动控制***通信相连，所述KUKA运动控制***用于控制激光切割机器人运行，

所述控制方法包括：

在控制界面显示切割需求输入区域、状态指示区域和设备测试区域；

在通过所述切割需求输入区域接收到本次激光切割的需求参数时，按照所述需求参数生成切割任务；

将所述切割任务发送至所述KUKA运动控制***，以供所述KUKA运动控制***执行，实现对所述激光切割机器人进行控制；

通过所述状态指示区域显示所述激光切割机器人上至少一个指定器件的运行状态；

在通过所述设备测试区域接收到测试触发操作时，按照所述测试触发操作生成对应的测试任务；所述设备测试区域显示有测试需求输入控件和测试开启控件；所述测试需求输入控件用于接收对激光打点测试和/或切割头测试的测试需求，以生成所述测试任务；所述测试开启控件用于接收所述测试触发操作；

将所述测试任务发送至所述KUKA运动控制***，以供所述KUKA运动控制***执行，实现对所述激光切割机器人进行测试。

可选地，所述切割需求输入区域包括多种候选需求参数，所述在通过所述切割需求输入区域接收到本次激光切割的需求参数时，按照所述需求参数生成切割任务，包括：

在接收到对至少一种候选需求参数的选择操作时，按照所述选择操作指示的需求参数生成所述切割任务。

可选地，所述多种候选需求参数包括以下几种中的至少一种：板材类型、板材厚度和切割方式。

可选地，所述至少一个指定器件包括以下几种中的至少一种：激光器、切割头、冷水机、控制面板和机器人。

可选地，所述通过所述状态指示区域显示所述激光切割机器人上至少一个指定器件的运行状态之前，还包括：

向所述KUKA运动控制***发送状态查询请求，所述状态查询请求用于查询所述指定器件的运行状态；

接收所述KUKA运动控制***基于所述状态查询请求发送的所述运行状态。

可选地，所述设备测试区域包括第一测试区域，所述第一测试区域用于进行激光打点测试；所述激光打点测试的测试需求包括以下几种中的至少一种：打孔时长、打孔频率、样点功率、氧气压力和样孔脉宽。

可选地，所述设备测试区域包括第二测试区域，所述第二测试区域用于进行切割头测试；所述切割头测试的测试需求包括以下几种中的至少一种：标定功能测试需求、回零功能测试需求、回中功能测试需求、复位功能测试需求、自动功能测试需求和中位功能测试需求。

可选地，所述控制设备与所述KUKA运动控制***通过总线控制方式通信相连。

第二方面，提供一种控制设备，所述控制设备包括处理器和存储器；所述存储器中存储有程序，所述程序由所述处理器加载并执行以实现第一方面提供的激光切割机器人的控制方法。

第三方面，提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有程序，所述程序被处理器执行时用于实现第一方面提供的激光切割机器人的控制方法。

本申请的有益效果至少包括：通过在控制界面显示切割需求输入区域、状态指示区域和设备测试区域；在通过切割需求输入区域接收到本次激光切割的需求参数时，按照需求参数生成切割任务；将切割任务发送至KUKA运动控制***，以供KUKA运动控制***执行，实现对激光切割机器人进行控制；通过状态指示区域显示激光切割机器人上至少一个指定器件的运行状态；在通过设备测试区域接收到测试触发操作时，按照测试触发操作生成对应的测试任务；设备测试区域显示有测试需求输入控件和测试开启控件；测试需求输入控件用于接收对激光打点测试和/或切割头测试的测试需求，以生成测试任务；测试开启控件用于接收测试触发操作；将测试任务发送至KUKA运动控制***，以供KUKA运动控制***执行，实现对激光切割机器人进行测试；可以解决无法实现使用KUKA机器人进行激光切割的问题；通过开发激光切割的控制程序，可以实现使用KUKA机器人进行激光切割，由于KUKA机器人精度高，加速性能比其它普通6关节机器人高出25%，因此可以解决现有的激光切割方式存在加工死角的问题，提高切割精度。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本申请一个实施例提供的激光切割机器人的控制***的结构示意图；

图2是本申请一个实施例提供的激光切割机器人的控制方法的流程图；

图3是本申请一个实施例提供的控制界面的示意图；

图4是本申请一个实施例提供的激光切割机器人的控制装置的框图；

图5是本申请一个实施例提供的控制设备的框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

图1是本申请一个实施例提供的激光切割机器人的控制***的结构示意图，根据图1可知，该***至少包括：控制设备110、与控制设备110通信相连的KMC***120（即KUKA运动控制***）、以及与KMC***120相连的激光切割机器人130。

可选地，控制设备110可以安装在KMC***120中，作为KMC***120的一部分，或者，也可以作为与KMC***120相独立的设备实现，本实施例不对控制设备的实现方式作限定。

在一个示例中，控制设备110与KMC***120通过总线控制方式通信相连。

KMC***120包括控制器和与控制器相连的伺服驱动器，其中，控制器包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括主控单元、信号处理等电路；软件部分包括控制算法等。伺服驱动器用于在控制器的控制下控制激光切割机器人130的关节运动。

激光切割机器人130包括KUKA机器人和激光切割器件。在一个示例中，激光切割机器人130包括KUKA机器人4、5和6关节，激光切割器件为龙门式平面机。

本实施例中，控制设备110中安装有预先开发的控制程序，该控制程序用于实现激光切割。具体地，控制设备110用于：在控制界面显示切割需求输入区域、状态指示区域和设备测试区域；在通过切割需求输入区域接收到本次激光切割的需求参数时，按照需求参数生成切割任务；将切割任务发送至KUKA运动控制***，以供KUKA运动控制***执行，实现对激光切割机器人进行控制；通过状态指示区域显示激光切割机器人上至少一个指定器件的运行状态；在通过设备测试区域接收到测试触发操作时，按照测试触发操作生成对应的测试任务；设备测试区域显示有测试需求输入控件和测试开启控件；测试需求输入控件用于接收对激光打点测试或切割头测试的测试需求，以生成测试任务；测试开启控件用于接收测试触发操作；将测试任务发送至KUKA运动控制***，以供KUKA运动控制***执行，实现对激光切割机器人进行测试。

本实施例中，通过开发激光切割的控制程序，可以实现使用KUKA机器人进行激光切割，由于KUKA机器人精度高，加速性能比其它普通6关节机器人高出25%，因此可以解决现有的激光切割方式存在加工死角的问题，提高切割精度。

下面对本申请提供的激光切割机器人的控制方法进行详细说明。

图2是本申请一个实施例提供的激光切割机器人的控制方法的流程图，本实施例以该控制方法用于图1所示的***中、且具体用于该***的控制设备110中为例进行说明，该控制方法至少包括以下几个步骤：

步骤201，在控制界面显示切割需求输入区域、状态指示区域和设备测试区域，执行步骤202、204和/或205。

控制界面是预先开发的激光切割控制程序的用户界面。

切割需求输入区域用于接收用户本次的切割需求。状态指示区域用于显示激光切割机器人上至少一个指定器件的运行状态。设备测试区域用于为用户提供器件测试功能，比如：提供激光打点测试功能和/或切割头测试功能。

参考图3所示的控制界面31，控制界面31包括切割需求输入区域311、状态指示区域312和设备测试区域313。图3中以同一控制界面31中同时显示有3个区域为例进行说明，在实际实现时，也可以通过不同的控制界面显示不同的区域，本实施例不对控制界面31显示各个区域的方式作限定。

步骤202，在通过切割需求输入区域接收到本次激光切割的需求参数时，按照需求参数生成切割任务。

激光切割控制程序会调用监控线程对切割需求输入区域进行监控，以确定是否接收到本次激光切割的需求参数。在一个示例中，参考图3，切割需求输入区域包括多种候选需求参数（图3中以候选需求参数包括板材厚度为例进行说明），多种候选需求参数包括以下几种中的至少一种：板材类型、板材厚度和切割方式。此时，在通过切割需求输入区域接收到本次激光切割的需求参数时，按照需求参数生成切割任务，包括：在接收到对至少一种候选需求参数的选择操作时，按照选择操作指示的需求参数生成切割任务。

图3中选择操作包括：对板材厚度的输入框中下三角的点击操作（相应地，控制界面通过下拉框显示多种可以选择的板材厚度），以及对可以选择的板材厚度的点击操作。在实际实现时，选择操作也可以是其它实现方式，本实施例不对选择操作的实现方式作限定。

图3中以候选需求参数包括板材厚度为例进行说明，在实际实现时，候选需求参数也可以包括更多种，或者替换为其它种类，本实施例在此不再一一列举。

另外，图3中以用户选择切割需求参数为例进行说明，在实际实现时，切割需求参数也可以由用户输入，本实施例不对切割需求参数的获取方式作限定。

可选地，在按照需求参数生成切割任务时，包括：按照需求参数确定激光切割机器人的开始切割位置、停止切割位置和切割轨迹；按照开始切割位置、停止切割位置和切割轨迹生成切割任务。在实际实现时，切割任务还可以包括切割速度、切割深度等，本实施例不对切割任务包括的内容作限定。

步骤203，将切割任务发送至KUKA运动控制***，以供KUKA运动控制***执行，实现对激光切割机器人进行控制。

步骤204，通过状态指示区域显示激光切割机器人上至少一个指定器件的运行状态。

至少一个指令器件的运行装置是控制设备预先获取到的。此时，通过状态指示区域显示激光切割机器人上至少一个指定器件的运行状态之前，还包括：向KUKA运动控制***发送状态查询请求，状态查询请求用于查询指定器件的运行状态；接收KUKA运动控制***基于状态查询请求发送的运行状态。

在一个示例中，至少一个指定器件包括以下几种中的至少一种：激光器、切割头、冷水机、控制面板和机器人。

参考图3，激光器的运行状态包括但不限于：激光器是否就绪、是否激光器报警、和是否氧气压力报警。切割头的运行状态包括但不限于：切割头是否就绪、和是否碰撞报警。冷水机的运行状态包括但不限于：是否报警。控制面板的运行状态包括：是否面板急停报警。机器人的运行状态包括但不限于：是否机器人报警、是否左边急停报警、是否右边急停报警、是否到达X轴正向限位、是否到达X轴负向限位、是否到达Y轴正向限位、是否到达Y轴负向限位、是否到达右后安全限位、是否到达右前安全限位、是否到达左后安全限位、是否到达左前安全限位、是否到达Z轴正向限位、以及是否到达Z轴负向限位。

在实际实现时，状态指示区域还可以显示更多或者更少的工作状态，本实施例不对状态指示区域显示的工作状态的内容作限定。

步骤205，在通过设备测试区域接收到测试触发操作时，按照测试触发操作生成对应的测试任务。

设备测试区域显示有测试需求输入控件和测试开启控件；测试需求输入控件用于接收对激光打点测试和/或切割头测试的测试需求，以生成测试任务；测试开启控件用于接收测试触发操作。

在一个示例中，参考图3，设备测试区域313包括第一测试区域3131，第一测试区域用于进行激光打点测试；激光打点测试的测试需求包括以下几种中的至少一种：打孔时长、打孔频率、样点功率、氧气压力和样孔脉宽。在实际实现时，激光打点测试的测试需求也可以更多或更少，本实施例不对激光打点测试的测试需求作限定。

和/或，参考图3，设备测试区域313包括第二测试区域3132，第二测试区域用于进行切割头测试；切割头测试的测试需求包括以下几种中的至少一种：标定功能测试需求、回零功能测试需求、回中功能测试需求、复位功能测试需求、自动功能测试需求和中位功能测试需求。

在实际实现时，切割头测试的测试需求也可以更多或更少，本实施例不对切割头测试的测试需求作限定。

本实施例中，测试任务包括测试需求，以使KUKA运动控制***按照测试需求控制激光切割机器人工作，以进行测试。

步骤206，将测试任务发送至KUKA运动控制***，以供KUKA运动控制***执行，实现对激光切割机器人进行测试。

综上所述，本实施例提供的激光切割机器人的控制方法，通过在控制界面显示切割需求输入区域、状态指示区域和设备测试区域；在通过切割需求输入区域接收到本次激光切割的需求参数时，按照需求参数生成切割任务；将切割任务发送至KUKA运动控制***，以供KUKA运动控制***执行，实现对激光切割机器人进行控制；通过状态指示区域显示激光切割机器人上至少一个指定器件的运行状态；在通过设备测试区域接收到测试触发操作时，按照测试触发操作生成对应的测试任务；设备测试区域显示有测试需求输入控件和测试开启控件；测试需求输入控件用于接收对激光打点测试和/或切割头测试的测试需求，以生成测试任务；测试开启控件用于接收测试触发操作；将测试任务发送至KUKA运动控制***，以供KUKA运动控制***执行，实现对激光切割机器人进行测试；可以解决无法实现使用KUKA机器人进行激光切割的问题；通过开发激光切割的控制程序，可以实现使用KUKA机器人进行激光切割，由于KUKA机器人精度高，加速性能比其它普通6关节机器人高出25%，因此可以解决现有的激光切割方式存在加工死角的问题，提高切割精度。

图4是本申请一个实施例提供的激光切割机器人的控制装置的框图。该控制装置可以是图1所示的***的控制设备110，该控制装置至少包括以下几个模块：控制界面显示模块410、切割任务生成模块420、切割任务发送模块430、运行状态显示模块440、测试任务生成模块450和测试任务发送模块460。

控制界面显示模块410，用于在控制界面显示切割需求输入区域、状态指示区域和设备测试区域；

切割任务生成模块420，用于在通过所述切割需求输入区域接收到本次激光切割的需求参数时，按照所述需求参数生成切割任务；

切割任务发送模块430，用于将所述切割任务发送至所述KUKA运动控制***，以供所述KUKA运动控制***执行，实现对所述激光切割机器人进行控制；

运行状态显示模块440，用于通过所述状态指示区域显示所述激光切割机器人上至少一个指定器件的运行状态；

测试任务生成模块450，用于在通过所述设备测试区域接收到测试触发操作时，按照所述测试触发操作生成对应的测试任务；所述设备测试区域显示有测试需求输入控件和测试开启控件；所述测试需求输入控件用于接收对激光打点测试和/或切割头测试的测试需求，以生成所述测试任务；所述测试开启控件用于接收所述测试触发操作；

测试任务发送模块460，用于将所述测试任务发送至所述KUKA运动控制***，以供所述KUKA运动控制***执行，实现对所述激光切割机器人进行测试。

相关说明详见上述方法实施例。

需要说明的是：上述实施例中提供的激光切割机器人的控制装置在进行激光切割机器人的控制时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将激光切割机器人的控制装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的激光切割机器人的控制装置与激光切割机器人的控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

图5是本申请一个实施例提供的控制设备的框图。该设备至少包括处理器501和存储器502。控制设备可以是图1中的控制设备110。

处理器501可以包括一个或多个处理核心，比如：4核心处理器、8核心处理器等。处理器501可以采用DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理）、FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）、PLA（Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列）中的至少一种硬件形式来实现。处理器501也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU（Central ProcessingUnit，中央处理器）；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器501可以在集成有GPU（Graphics Processing Unit，图像处理器），GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器501还可以包括AI（Artificial Intelligence，人工智能）处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器502可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器502还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器502中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器501所执行以实现本申请中方法实施例提供的激光切割机器人的控制方法。

在一些实施例中，控制设备还可选包括有：***设备接口和至少一个***设备。处理器501、存储器502和***设备接口之间可以通过总线或信号线相连。各个***设备可以通过总线、信号线或电路板与***设备接口相连。示意性地，***设备包括但不限于：射频电路、触摸显示屏、音频电路、和电源等。

当然，控制设备还可以包括更少或更多的组件，本实施例对此不作限定。

可选地，本申请还提供有一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序，所述程序由处理器加载并执行以实现上述方法实施例的激光切割机器人的控制方法。

可选地，本申请还提供有一种计算机产品，该计算机产品包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序，所述程序由处理器加载并执行以实现上述方法实施例的激光切割机器人的控制方法。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种激光切割机器人的控制方法，其特征在于，用于控制设备中，所述控制设备与KUKA运动控制***通信相连，所述KUKA运动控制***用于控制激光切割机器人运行，所述控制方法包括：

在控制界面显示切割需求输入区域、状态指示区域和设备测试区域；

在通过所述切割需求输入区域接收到本次激光切割的需求参数时，按照所述需求参数生成切割任务；所述切割需求输入区域包括多种候选需求参数，所述多种候选需求参数包括以下几种中的至少一种：板材类型、板材厚度和切割方式；在按照需求参数生成切割任务时，包括：按照需求参数确定激光切割机器人的开始切割位置、停止切割位置和切割轨迹；按照开始切割位置、停止切割位置和切割轨迹生成切割任务；

将所述切割任务发送至所述KUKA运动控制***，以供所述KUKA运动控制***执行，实现对所述激光切割机器人进行控制；

通过所述状态指示区域显示所述激光切割机器人上至少一个指定器件的运行状态；

在通过所述设备测试区域接收到测试触发操作时，按照所述测试触发操作生成对应的测试任务；所述设备测试区域显示有测试需求输入控件和测试开启控件；所述测试需求输入控件用于接收对激光打点测试和切割头测试的测试需求，以生成所述测试任务；所述测试开启控件用于接收所述测试触发操作；所述设备测试区域包括第一测试区域和第二测试区域；所述第一测试区域用于进行激光打点测试；所述激光打点测试的测试需求包括以下几种中的至少一种：打孔时长、打孔频率、样点功率、氧气压力和样孔脉宽；所述第二测试区域用于进行切割头测试；所述切割头测试的测试需求包括以下几种中的至少一种：标定功能测试需求、回零功能测试需求、回中功能测试需求、复位功能测试需求、自动功能测试需求和中位功能测试需求；

将所述测试任务发送至所述KUKA运动控制***，以供所述KUKA运动控制***执行，实现对所述激光切割机器人进行测试。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述在通过所述切割需求输入区域接收到本次激光切割的需求参数时，按照所述需求参数生成切割任务，包括：

在接收到对至少一种候选需求参数的选择操作时，按照所述选择操作指示的需求参数生成所述切割任务。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述至少一个指定器件包括以下几种中的至少一种：激光器、切割头、冷水机、控制面板和机器人。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述通过所述状态指示区域显示所述激光切割机器人上至少一个指定器件的运行状态之前，还包括：

向所述KUKA运动控制***发送状态查询请求，所述状态查询请求用于查询所述指定器件的运行状态；

接收所述KUKA运动控制***基于所述状态查询请求发送的所述运行状态。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制设备与所述KUKA运动控制***通过总线控制方式通信相连。

6.一种控制设备，其特征在于，所述控制设备包括处理器和存储器；所述存储器中存储有程序，所述程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至5任一项所述的激光切割机器人的控制方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有程序，所述程序被处理器执行时用于实现如权利要求1至5任一项所述的激光切割机器人的控制方法。

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