一种用于槽类零件局部共边切割的路径优化方法技术

本发明专利技术涉及板材管材激光加工技术领域，具体地说是一种用于槽类零件局部共边切割的路径优化方法。一种用于槽类零件局部共边切割的路径优化方法，其特征在于：具体方法如下：读取IGES图形文件；对IGES图形沿周长计算，获得IGES图形Y方向的数据；判断IGES图形Y方向是否有槽结构，是则将IGES图形进行阵列排序；否则直接启动后续切割系统；IGES图形阵列排序，起始以0开始依次排序；将奇数序号的IGES图形沿Y方向进行180°掉转；IGES图形的奇数序号图形沿Y方向进行180°掉转更新后，获得新的IGES图形阵列排序；进行后续切割系统。同现有技术相比，降低高功率激光器的能耗成本开销，并且减少了数控机床的实际移动量，同时降低了丝杆导轨磨损，提高了设备的寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及板材管材激光加工
，具体地说是一种用于槽类零件局部共边切割的路径优化方法。
技术介绍
目前国内外的激光切割加工行业，大部分使用自动化的套料排样(排版)软件,在设定的板材或型材上,绝大多数能导出合理的排样方式,尽量在有限的材料上获得更多的零件,但是没有考虑到加工路径的优化和设备损耗，无法将异形零件的排样做到高效节能，无法尽量减少数控机床的累计移动距离。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术的不足，提供一种用于槽类零件局部共边切割的路径优化方法，在不改变现有数控机床设备和所加工的对象零件的前提下，降低高功率激光器的能耗成本开销，降低激光切割过程中辅助气体的消耗，并且减少了数控机床的实际移动量，同时降低了丝杆导轨磨损，提高了设备的寿命，填补了国内空白。为实现上述目的，设计一种用于槽类零件局部共边切割的路径优化方法，其特征在于：具体方法如下：（1）读取IGES图形文件；（2）对IGES图形沿周长进行计算，获得IGES图形Y方向的正端面数据；（3）判断IGES图形Y方向是否有槽结构，是则将IGES图形进行阵列排序；否则直接启动后续切割系统；（4）IGES图形进行阵列排序，起始以0开始依次排序；（5）将奇数序号的IGES图形沿Y方向进行180°掉转；（6）IGES图形的奇数序号图形沿Y方向进行180°掉转更新后，获得新的IGES图形阵列排序；（7）进行后续切割系统。所述的Y方向为Y轴正方向。所述的槽结构为方形槽结构、弧形槽结构、三角形槽结构、多边形几何形槽结构中的一种。本专利技术同现有技术相比，提供一种用于槽类零件局部共边切割的路径优化方法，在不改变现有数控机床设备和所加工的对象零件的前提下，降低高功率激光器的能耗成本开销，降低激光切割过程中辅助气体的消耗，并且减少了数控机床的实际移动量，同时降低了丝杆导轨磨损，提高了设备的寿命，填补了国内空白。附图说明图1为本专利技术优化流程图。图2为普通二维排样方法的路径图。图3为本专利技术二维排样方法的路径图。图4，图5为本专利技术三维排样方法的路径图。具体实施方式下面根据附图对本专利技术做进一步的说明。如图1所示，具体方法如下：（1）读取IGES图形文件；（2）对IGES图形沿周长进行计算，获得IGES图形Y方向的正端面数据；（3）判断IGES图形Y方向是否有槽结构，是则将IGES图形进行阵列排序；否则直接启动后续切割系统；（4）IGES图形进行阵列排序，起始以0开始依次排序；（5）将奇数序号的IGES图形沿Y方向进行180°掉转；（6）IGES图形的奇数序号图形沿Y方向进行180°掉转更新后，获得新的IGES图形阵列排序；（7）进行后续切割系统。Y方向为Y轴正方向。槽结构为方形槽结构、弧形槽结构、三角形槽结构、多边形几何形槽结构中的一种。如图2所示，普通二维排样方法的路径图，其结果是：L1=2a+4b+4c+2d，并且余料尺寸为b×c。如图3所示，本专利技术二维排样方法的路径图，其结果是：L2=a+4b+2c+d，并且余料尺寸为2b×c。路径差值计算：ΔL=L1-L2=a+2c+d=（a+c+d）+c=Width+c，其中，ΔL为路径差值；Width为零件固有的宽度尺寸。由此比较值，得出本专利技术的对于板材的排样方法的切割路径短(机床设备移动量小、激光能耗量低)，余料尺寸大(重复利用率高),本专利技术提出的排样算法的关键是将槽类零件不能产生的共边切割的模式布置为局部的共边切割。假定某板材零件尺寸为100mm×100mm，槽尺寸50×50mm，普通切割路径总长为500mm，而本专利技术提出的共边法切割路径总长为350mm，一对零件节省了150mm（约30%）。同理，可以将此类局部共边的切割排样算法推广到管材加工的套料排样算法中，如下图4，图5所示，传统的切割方法就是按照图4所示的图形进行切割，完成一个后，进行第二个同样路径的切割。而利用本专利技术，可以直接将切割图形按照图5所示的阵列进行排序，然后进行切割。本专利技术的路径优化方法可以放在普通切割软件流程的前序，并不影响后续切割软件，只是才切割前进行路径的计算及优化，更大程度上节省了切割成本。本专利技术针对不规则的带槽类的板材和管材，都具有实用价值，传统的普通共边法只考虑零件直接的平面式的公共端面可以一刀切的方法，并未对复杂形状在不能做全部共边的方式下，能依靠上位机软件优化成局部共边的算法进行排样，本专利技术提出的路径优化方法是极大的改进，对上位机软件算法功能提出了新的需求，要求上层软件CAD/CAM的算法的处理与优化，识别出槽类零件的特征。本专利技术的经济价值巨大，对于成本高昂的数控设备而言，加工路径的显著缩短，提高了加工效率，降低了时间开销，直接影响伺服电机的移动量和功耗，直接降低了激光器的能耗和保护气体的消耗，同步地增加了设备的传动部件的使用寿命（降低了丝杆或齿条或减速器导轨的磨损）。尤其在加工数目庞大的车间，效率增加的同时，节省的能耗尤为显著。将三维实体沿着排样的方向（默认Y方向是管材的轴线方向），本案中由我司上海柏楚电子科技有限公司自行开发的CypTubeLaserCuttingSystem管材激光切割系统软件实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于槽类零件局部共边切割的路径优化方法，其特征在于：具体方法如下：（1）读取IGES图形文件；（2）对IGES图形沿周长进行计算，获得IGES图形Y方向的正端面数据；（3）判断IGES图形Y方向是否有槽结构，是则将IGES图形进行阵列排序；否则直接启动后续切割系统；（4）IGES图形进行阵列排序，起始以0开始依次排序；（5）将奇数序号的IGES图形沿Y方向进行180°掉转；（6）IGES图形的奇数序号图形沿Y方向进行180°掉转更新后，获得新的IGES图形阵列排序；（7）进行后续切割系统。

【技术特征摘要】
1.一种用于槽类零件局部共边切割的路径优化方法，其特征在于：具体方法如下：（1）读取IGES图形文件；（2）对IGES图形沿周长进行计算，获得IGES图形Y方向的正端面数据；（3）判断IGES图形Y方向是否有槽结构，是则将IGES图形进行阵列排序；否则直接启动后续切割系统；（4）IGES图形进行阵列排序，起始以0开始依次排序；（5）将奇数序号的IGES图形沿Y方向进行180°掉转；...

【专利技术属性】
技术研发人员：林森，谢淼，代田田，江浩波，鞠勇，
申请(专利权)人：上海柏楚电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31