一种三维激光切割机的动态光路补偿控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116021173A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202310146770.6(22)申请日2023.02.21(71)申请人江苏维力安智能科技有限公司地址212400江苏省镇江市句容市经济开发区科技新城(72)发明人徐磊陈玮颜文俊(74)专利代理机构南京天华专利代理有限责任公司32218专利代理师李德溅(51)Int.Cl.B23K26/38(2014.01)B23K26/70(2014.01)B23K26/064(2014.01)B23K26/02(2014.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称一种三维激光切割机的动态光路补偿控制方法(57)摘要本发明公开了一种三维激光切割机的动态光路补偿控制方法，包括连续的动态光路补偿控制方法和分段的动态光路补偿控制方法，PLC控制器通过获取切割机床中的运动机构的实时位置信息，计算出可变光程St及可变光程变化量ΔS；根据可变光程变化量ΔS确定曲率镜中的目标气压P目；PLC控制器向曲率控制单元输出气压调控指令，曲率控制单元精准供气将曲率镜中的气压反向调节至目标气压P目，实现对曲率镜曲率的动态调节，进而使到达聚焦镜处的光束直径保持为目标光束直径R3。本发明通过动态光路控制系统对三维激光切割机中的原始光束直径进行动态调控，保证传输至激光切割头处的目标光束直径和焦点位置稳定，该方法的控制精准、响应迅速，能够保证产品性能。CN116021173ACN116021173A权利要求书1/2页1.一种三维激光切割机的动态光路补偿控制方法，其特征在于：该方法步骤如下：A、PLC控制器获取切割机床中的运动机构的实时位置信息，计算出t时刻时的可变光程St，并获得时间间隔为ΔT时的可变光程变化量ΔS＝St‑St‑1，当ΔS≠0时、进入步骤B；B、PLC控制器根据可变光程变化量ΔS确定曲率镜中的目标气压P目，P目＝P实+ΔP且气压变化量ΔP的数值为可变光程变化量ΔS的数值的一半的负数，P实为当前曲率镜中的实时气压；C、PLC控制器向曲率控制单元输出气压调控指令，曲率控制单元精准供气将曲率镜中的气压反向调节至目标气压P目，实现对曲率镜曲率的动态调节，进而使到达聚焦镜处的光束直径保持为目标光束直径R3。2.根据权利要求1所述的三维激光切割机的动态光路补偿控制方法，其特征在于：所述步骤A中的PLC控制器获取切割机床中的运动机构的实时位置信息的时间间隔ΔT为10ms；所述步骤C中的目标光束直径R3的误差范围为±0.1mm。3.一种三维激光切割机的动态光路补偿控制方法，其特征在于：该方法步骤如下：A、PLC控制器获取切割机床中的运动机构的实时位置信息，计算出t时刻时的可变光程St，并获得可变光程变化量ΔS＝St‑Smin，当ΔS≠0时、进入步骤B；B、PLC控制器根据可变光程变化量ΔS所处的光程范围，直接确定目标气压P目；C、PLC控制器比对曲率镜中的实时气压P实和目标气压P目，当P实＝P目时、返回步骤A，当P实≠P目时、进入步骤D；D、PLC控制器向曲率控制单元输出气压调控指令，曲率控制单元精准供气将曲率镜中的气压反向调节至目标气压P目，实现对曲率镜曲率的动态调节，进而使到达聚焦镜处的光束直径保持为目标光束直径R3。4.根据权利要求3所述的三维激光切割机的动态光路补偿控制方法，其特征在于：所述步骤B中的目标气压P目的确定方法为：B1、将可变光程变化量的最大值ΔSmax进行n等分，按照ΔSmax的规律分为(n+1)个光程范围；B2、确定可变光程变化量的最大值ΔSmax时的目标气压最小值Pmin目的数值、或者可变光程变化量ΔS＝0时的目标气压最大值Pmax目的数值；B3、按照可变光程变化量ΔS所对应的光程范围由小变大的规律，每个光程范围所对应的目标气压P目的数值由目标气压最大值Pmax目的数值按照的数值递减；或者按照可变光程变化量ΔS所对应的光程范围由大变小的规律，每个光程范围所对应的目标气压P目的数值由目标气压最小值Pmin目的数值按照的数值递增。5.根据权利要求3所述的三维激光切割机的动态光路补偿控制方法，其特征在于：所述步骤C中的PLC控制器获取切割机床中的运动机构的实时位置信息的时间间隔为1000ms；所述步骤C中的目标光束直径R3的误差范围为±0.5mm。2CN116021173A权利要求书2/2页6.根据权利要求1‑5任一所述的三维激光切割机的动态光路补偿控制方法，其特征在于：所述的PLC控制器通过压力传感器实时采集曲率镜中的实时气压P实，PLC控制器会对实时气压P实的数值和目标气压P目的数值进行多次比对，如果P实＞P目的状态持续时间超过设定时间，PLC控制器会将该异常信息反馈给机床控制中心，机床控制中心提示