CN115709340A - 一种上位机控制的双激光分割***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光切割技术领域，且公开了一种上位机控制的双激光分割***，包括控制模块，所述控制模块的输出端与解析模块的输入端信号连接，所述解析模块的输出端与分割模块的输入端信号连接。该上位机控制的双激光分割***及方法，通过对运动过程和结构的分析，对其进行有限元的分析和优化，在建立切割三维模型的基础上，利用物理光学、图像处理、机械传动、自动化控制等，实现光、机、电一体化的***，而激光切割机控制软件***是关键技术之一，通过计算机视觉技术，实现高速、精确的激光扫描切割数控化，具有安全可靠、稳定性高等优势，有效地满足了激光切割的实际使用需求，完全可以用于激光设备的全自动切割。
Description
技术领域
本发明涉及激光分割技术领域，具体为一种上位机控制的双激光分割***及方法。
背景技术
许多汽车生产公司为了进一步占据更大的市场份额，满足消费者的要求，在生产每一个零部件上不断地对工艺生产流程和零件成本进行改良和优化，以此来提高生产汽车的效率，降低汽车整车的成本。在过去，对于每一个汽车零件的生产往往是依靠模具的冲压而得到符合要求的零件，由于在冲压过程中，对模具的磨损较大，存在零件的边缘精度较低、加工成本较高等一系列的不足和缺陷，为了解决这一难题，汽车零件的制造加工可以利用激光技术对其进行切割，完成零件的造型，从而达到减少模具的磨损，提高制造精度的目的。
为了满足激光切割的高效率和低成本的需求，需要一种双激光切割***，来在满足激光切割的速度，节约了上、下料的时间，提高了汽车零件的生产效率，大幅度缩短了新车的研制时间和汽车的生产准备周期，使汽车零件的生产趋于全自动化，降低了整车的生产成本，故而提出一种上位机控制的双激光分割***及方法来解决上述问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种上位机控制的双激光分割***及方法，具备效率高成本低等优点，解决了效率成本有待提高的问题。
(二)技术方案
为实现上述效率高成本低目的，本发明提供如下技术方案：一种上位机控制的双激光分割***，包括控制模块，所述控制模块的输出端与解析模块的输入端信号连接，所述解析模块的输出端与分割模块的输入端信号连接，所述分割模块的输出端与处理模块的输入端信号连接，所述处理模块的输出端与驱动模块的输入端信号连接，所述驱动模块的输出端与加工模块的输入端电性连接；
所述加工模块由左工位旋转式激光切割器、右工位旋转式激光切割器、工装模块、支架模块和基座模块组成，所述工装模块、支架模块和基座模块通过上位机分别与伺服电机、传感器和报警器相连接，构成一个旋转、交换的驱动控制平台。
优选的，所述控制模块、解析模块、分割模块、处理模块、分割模块、驱动模块和加工模块均由上位机控制。
优选的，所述支架模块中支架的旋转运动主要通过与电机的法兰盘连接来驱动。
优选的，所述解析模块用于解析出当前待切割的工件所对应的数据文件，所述分割模块用于对所述数据文件中的图像按X轴方向用中位线、左边边界线条和右边边界线条分割。
优选的，所述处理模块用于依序处理所述数据文件中的图像的每一个多边形区域或填充区域，对该多边形区域或填充区域用双激光分割模式执行分割。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种上位机控制的双激光分割方法，包括以下步骤：
S1对工件设计图解析及加工指令生成，工件的图形设计文件采用行、Ik标准的Gerber格式，工件激光切割软件***读取Gerber文件，解析图层(Laver)信息和实体(Entity)信息，包括直线、圆弧。
S2：进行XY轴工作台及振镜运动控制，通过运动控制器，控制工作台坐标系下运动与工件坐标系下运动转换，单段直线、曲线轨迹运动控制，振镜角度、平移运动、工作台和振镜多段轨迹连续运动等；
S3：进行激光能量输出及光路***控制，包括激光开关控制、延时时序逻辑处理，激光能量模式选择，激光能量输出方式选择、相关参数设置；
S4：利用三维软件对双工位旋转式激光切割装置进行了结构设计，标准工装根据待切割件的不同，对其进行更换，提高整体稳定性，两端对称放置标准工装，最大限度保证了整体的稳定性和安全性；
S5：工件自动定位和工件变形加工校正模块,***使用CCD摄像机采集工件的影像，分析提取工件位置信息，进行工件自动定位处理、变形工件加工指的自动校正。
优选的，所述步骤S1中用户可选取加工层及轨迹，指定外轮廓、内轮廓或中心线进行切割加工,提取实体属性信息：类型、线宽、颜色、坐标点等，进行图形的演示、加工指令生成。
优选的，所述步骤S1中Gerber文件是EIA的标准格式，如：Protel、PADS等所有工件设计软件都可生成Gerber文件。
优选的，所述步骤S1中切割软件具有外边框定位功能，在切割输前运行该定化功能时，控制两维线性马达工作台，快速按照图形中四边最外边的点所组成的直角四边形，按设定的激光功率执行一次边界扫描运动，以确保工件在加工范围之内，如果工件不在加工范围内，则人工调整工件位置。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种上位机控制的双激光分割***及方法，具备以下有益效果：
该上位机控制的双激光分割***及方法，通过对运动过程和结构的分析，对其进行有限元的分析和优化，在建立切割三维模型的基础上，利用物理光学、图像处理、机械传动、自动化控制等，实现光、机、电一体化的***，而激光切割机控制软件***是关键技术之一，通过计算机视觉技术，实现高速、精确的激光扫描切割数控化，具有安全可靠、稳定性高等优势，有效地满足了激光切割的实际使用需求，完全可以用于激光设备的全自动切割。
附图说明
图1为本发明提出的一种上位机控制的双激光分割***图；
图2为本发明提出的一种上位机控制的双激光分割方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种上位机控制的双激光分割***，包括控制模块，控制模块的输出端与解析模块的输入端信号连接，解析模块的输出端与分割模块的输入端信号连接，分割模块的输出端与处理模块的输入端信号连接，处理模块的输出端与驱动模块的输入端信号连接，驱动模块的输出端与加工模块的输入端电性连接；
加工模块由左工位旋转式激光切割器、右工位旋转式激光切割器、工装模块、支架模块和基座模块组成，支架模块中支架的旋转运动主要通过与电机的法兰盘连接来驱动，工装模块、支架模块和基座模块通过上位机分别与伺服电机、传感器和报警器相连接，构成一个旋转、交换的驱动控制平台，控制模块、解析模块、分割模块、处理模块、分割模块、驱动模块和加工模块均由上位机控制。
本实施例中，解析模块用于解析出当前待切割的工件所对应的数据文件，分割模块用于对数据文件中的图像按X轴方向用中位线、左边边界线条和右边边界线条分割。
需要说明的是，处理模块用于依序处理数据文件中的图像的每一个多边形区域或填充区域，对该多边形区域或填充区域用双激光分割模式执行分割。
一种上位机控制的双激光分割方法，包括以下步骤：
S1：对工件设计图解析及加工指令生成，工件的图形设计文件采用行、I k标准的Gerber格式，Gerber文件是EIA的标准格式，如：Protel、PADS等所有工件设计软件都可生成Gerber文件，工件激光切割软件***读取Gerber文件，切割软件具有外边框定位功能，在切割输前运行该定化功能时，控制两维线性马达工作台，快速按照图形中四边最外边的点所组成的直角四边形，按设定的激光功率执行一次边界扫描运动，以确保工件在加工范围之内，如果工件不在加工范围内，则人工调整工件位置，解析图层(Laver)信息和实体(Entity)信息，包括直线、圆弧，用户可选取加工层及轨迹，指定外轮廓、内轮廓或中心线进行切割加工,提取实体属性信息：类型、线宽、颜色、坐标点等，进行图形的演示、加工指令生成。
S2：进行XY轴工作台及振镜运动控制，通过运动控制器，控制工作台坐标系下运动与工件坐标系下运动转换，单段直线、曲线轨迹运动控制，振镜角度、平移运动、工作台和振镜多段轨迹连续运动等；
S3：进行激光能量输出及光路***控制，包括激光开关控制、延时时序逻辑处理，激光能量模式选择，激光能量输出方式选择、相关参数设置；
S4：利用三维软件对双工位旋转式激光切割装置进行了结构设计，标准工装根据待切割件的不同，对其进行更换，提高整体稳定性，两端对称放置标准工装，最大限度保证了整体的稳定性和安全性；
S5：工件自动定位和工件变形加工校正模块,***使用CCD摄像机采集工件的影像，分析提取工件位置信息，进行工件自动定位处理、变形工件加工指的自动校正。
本发明的有益效果是：通过对运动过程和结构的分析，对其进行有限元的分析和优化，在建立切割三维模型的基础上，利用物理光学、图像处理、机械传动、自动化控制等，实现光、机、电一体化的***，而激光切割机控制软件***是关键技术之一，通过计算机视觉技术，实现高速、精确的激光扫描切割数控化，具有安全可靠、稳定性高等优势，有效地满足了激光切割的实际使用需求，完全可以用于激光设备的全自动切割。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种上位机控制的双激光分割***，包括控制模块，其特征在于，所述控制模块的输出端与解析模块的输入端信号连接，所述解析模块的输出端与分割模块的输入端信号连接，所述分割模块的输出端与处理模块的输入端信号连接，所述处理模块的输出端与驱动模块的输入端信号连接，所述驱动模块的输出端与加工模块的输入端电性连接；
所述加工模块由左工位旋转式激光切割器、右工位旋转式激光切割器、工装模块、支架模块和基座模块组成，所述工装模块、支架模块和基座模块通过上位机分别与伺服电机、传感器和报警器相连接，构成一个旋转、交换的驱动控制平台。
2.根据权利要求1所述的一种上位机控制的双激光分割***，其特征在于，所述控制模块、解析模块、分割模块、处理模块、分割模块、驱动模块和加工模块均由上位机控制。
3.根据权利要求1所述的一种上位机控制的双激光分割***，其特征在于，所述支架模块中支架的旋转运动主要通过与电机的法兰盘连接来驱动。
4.根据权利要求1所述的一种上位机控制的双激光分割***，其特征在于，所述解析模块用于解析出当前待切割的工件所对应的数据文件，所述分割模块用于对所述数据文件中的图像按X轴方向用中位线、左边边界线条和右边边界线条分割。
5.根据权利要求1所述的一种上位机控制的双激光分割***，其特征在于，所述处理模块用于依序处理所述数据文件中的图像的每一个多边形区域或填充区域，对该多边形区域或填充区域用双激光分割模式执行分割。
6.一种上位机控制的双激光分割方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1对工件设计图解析及加工指令生成，工件的图形设计文件采用行、Ik标准的Gerber格式，工件激光切割软件***读取Gerber文件，解析图层(Laver)信息和实体(Entity)信息，包括直线、圆弧。
S2进行XY轴工作台及振镜运动控制，通过运动控制器，控制工作台坐标系下运动与工件坐标系下运动转换，单段直线、曲线轨迹运动控制，振镜角度、平移运动、工作台和振镜多段轨迹连续运动等；
S3进行激光能量输出及光路***控制，包括激光开关控制、延时时序逻辑处理，激光能量模式选择，激光能量输出方式选择、相关参数设置；
S4利用三维软件对双工位旋转式激光切割装置进行了结构设计，标准工装根据待切割件的不同，对其进行更换，提高整体稳定性，两端对称放置标准工装，最大限度保证了整体的稳定性和安全性；
S5工件自动定位和工件变形加工校正模块,***使用CCD摄像机采集工件的影像，分析提取工件位置信息，进行工件自动定位处理、变形工件加工指的自动校正。
7.根据权利要求1所述的一种上位机控制的双激光分割***，其特征在于，所述步骤S1中用户可选取加工层及轨迹，指定外轮廓、内轮廓或中心线进行切割加工,提取实体属性信息：类型、线宽、颜色、坐标点等，进行图形的演示、加工指令生成。
8.根据权利要求1所述的一种上位机控制的双激光分割***，其特征在于，所述步骤S1中Gerber文件是EIA的标准格式，如：Protel、PADS等所有工件设计软件都可生成Gerber文件。
9.根据权利要求1所述的一种上位机控制的双激光分割***，其特征在于，所述步骤S1中切割软件具有外边框定位功能，在切割输前运行该定化功能时，控制两维线性马达工作台，快速按照图形中四边最外边的点所组成的直角四边形，按设定的激光功率执行一次边界扫描运动，以确保工件在加工范围之内，如果工件不在加工范围内，则人工调整工件位置。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117102724A (zh) * | 2023-10-25 | 2023-11-24 | 宁波经纬数控股份有限公司 | 一种多切割头切割路径控制方法及切割设备 |
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2022
- 2022-12-08 CN CN202211574753.4A patent/CN115709340A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN117102724A (zh) * | 2023-10-25 | 2023-11-24 | 宁波经纬数控股份有限公司 | 一种多切割头切割路径控制方法及切割设备 |
| CN117102724B (zh) * | 2023-10-25 | 2024-02-23 | 宁波经纬数控股份有限公司 | 一种多切割头切割路径控制方法及切割设备 |
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