火焰切割装置的切割控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种火焰切割装置的切割控制方法，包括对目标零部件建模，建立统一的世界坐标系，并在建立的世界坐标系下计算目标零部件的边界方程构成切割路线；计算每条边界沿着各个坐标轴的极值点，在每个极值点处将边界拆分；计算边界交点的n阶参数连续性，从而自适应的计算交点的切割速度；同时根据曲线凸凹性和零部件的位置关系，对边界分类并给与不同的初始切割速度；控制机器人组件带动火焰切割枪按照预设的切割路线对零部件进行切割，获取火焰切割枪的位置坐标；计算火焰切割枪与零部件的位置关系，当火焰切割枪在零部件内部时停机报警。本发明专利技术能够对往零件内部偏移切割路线的情况快速报警在保证零部件切割精度的同时避免原材料浪费。原材料浪费。原材料浪费。

【技术实现步骤摘要】
火焰切割装置的切割控制方法


[0001]本专利技术涉及火焰切割
，尤其涉及一种火焰切割装置的切割控制方法。

技术介绍

[0002]火焰切割是钢板粗加工的一种常用方式。重工企业下料线火焰切割是通过火焰切割装置采用局部加热的方式，对钢板进行局部加热直至超过熔点，随着火焰切割机火焰切割枪与钢板的相对线性移动，使钢板形成宽度非常窄的切缝，实现将钢板切割成形状各异的目标零部件。
[0003]在实际生产中，火焰切割装置在进行切割时，经常出现因为设备故障或外力导致火焰切割枪偏离既定切割路线，造成钢板的破损和资源浪费的情况。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种火焰切割装置的切割控制方法，以解决现有火焰切割装置在进行切割时因设备故障或外力导致火焰切割枪偏离既定切割路线，造成钢板的破损和资源浪费的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：一种火焰切割装置的切割控制方法，包括：对目标零部件建模，建立统一的世界坐标系，并在建立的世界坐标系下计算目标零部件的边界方程构成切割路线；计算每条边界沿着各个坐标轴的极值点，在每个极值点处将边界拆分成两条；计算边界拆分后的各个边界交点的n阶参数连续性，基于n阶参数连续性计算每一交点处的切割速度；根据边界拆分后各个子边界的曲线凸凹性和零部件模型区域的位置关系，对边界分类并根据分类不同确定不同的初始切割速度；控制机器人组件带动火焰切割枪按照所述切割路线以对应的切割速度对零部件进行切割，并实时获取火焰切割枪的位置坐标；根据火焰切割枪的位置坐标计算当前火焰切割枪与零部件模型区域的位置关系，当火焰切割枪的位置坐标在零部件模型区域内部时，控制机器人组件和火焰切割枪停止执行切割操作并进行偏差报警。
[0006]当火焰切割枪的位置坐标在零部件模型区域外部时，获取火焰切割枪的位置坐标与切割路线的y方向的直线距离，当火焰切割枪的实时位置与切割路线的y方向的直线距离大于预设距离阈值时，将火焰切割枪回退到与切割路线的y方向的直线距离小于预设距离阈值的位置，以重新进行切割。
[0007]进一步地，基于火焰切割枪的历史位置坐标预测火焰切割枪在下一时刻的预测位置坐标；计算预测位置坐标与该时刻对应的切割路线的目标位置坐标的y方向的偏移量；
若所述偏移量小于预设偏移阈值，则对火焰切割枪的当前切割方向进行调整。
[0008]若所述偏移量大于预设偏移阈值，则根据预设调速策略降低火焰切割枪的切割速度。
[0009]与现有技术相比，本专利技术提供的火焰切割装置的切割控制方法能够对偏移切割路线的往零件内部切割操作进行及时报警，往零件外部切割的位置回退和方向调整，以及基于切割偏移风险自适应调整切割速度，在保证零部件完整的同时实现对零部件的精确切割，从而避免原材料的浪费，实现方法简单高效，可以在不影响生产效率的前提下实现对切割路线的纠正和及时止损。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本专利技术一个实施例中的火焰切割装置的切割控制方法的流程图；图2为本专利技术一个具体示例中建模得到的目标零部件模型区域示意图；图3为本专利技术另一个实施例中的火焰切割装置的切割控制方法的流程图。
具体实施方式
[0012]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0013]如图1所示，图1为本专利技术一个实施例中的火焰切割装置的切割控制方法的流程图。本专利技术实施例提供的火焰切割装置的切割控制方法，具体包括以下步骤：S11、对目标零部件建模，建立统一的世界坐标系，并在建立的世界坐标系下计算目标零部件的边界方程，将各个边界方程对应边界构成切割路线。
[0014]本实施例中，通过对所需的各个目标零部件建模，建立统一的世界坐标系，并在该坐标系下计算每个目标零部件的边界方程和切线方程。如图2所示，图2为一个具体示例中建模得到的目标零部件模型区域示意图，其中, 目标零部件为需要切割加工生产的零部件。
[0015]具体的，基于对零部件的设计，将要切割的每一条边界用参数曲线来表示，得到边界方程r(t):r(t)=(x(t),y(t))这样，基于t
i
可以计算出零部件每个边界点的位置信息(x
i
,y
i
)，其中，i为边界曲线的第i个边界点。
[0016]S12、计算每条边界沿着各个坐标轴的极值点，在每个极值点处将当前边界拆分成两条子边界。
[0017]本实施例中，基于参数方程计算边界方程y对x的一阶导数dy/dx和二阶导数d2y/
dx2和x对y的一阶导数dx/dy和二阶导数d2x/dy2，求解边界方程沿y和x方向的极值点，如图2中点N、I、O、H所示，基于极值点将边界方程r(t) 构成的切割路线分成n+1段，其中n指的是极值点的个数。
[0018]最后，将参数曲线转换成非参数曲线。具体的，分割后每个x对应唯一的y值，将t用x表示，带入y式即可实现转换。将t用x表示，带入y式即可实现转换。
[0019]y=f(x)S13、计算边界拆分后的各个边界交点的n阶参数连续性，基于n阶参数连续性计算每一交点处的切割速度。其中，边界交点包括各个边界方程对应边界的相交点、极值点。此外，边界交点还可以包括用户在边界上自定义添加的点，如图2中的点A、C、E、D。
[0020]具体的，可基于n阶参数连续性计算切割偏移的风险，从而自适应的计算交点的切割速度。
[0021]本实施例中，由于边界拆分使得曲线数量增加，交点个数也随之增加。计算每条曲线两个端点的一阶导数和二阶导数，从而判断每个交点的n阶参数连续性。第i个交点处的切割速度v
i
为：其中，V
i
‑1表示上一时刻的切割速度，c的取值用于标识n阶参数连续性，范围为0,1,2。其中：c为0时，交点不连续；c为1时，交点一阶连续，c为2时，交点二阶连续。 a为控制参数，其作用是当交点二阶连续时，可以保持速度切割，当交点一阶连续时降速切割，当交点不连续时，停止切割。本实施例中， a=2。可理解的是，a的取值可以根据实际情况进行调整。
[0022]S14、根据边界拆分后的曲线凸凹性和零部件的位置关系，对子边界分类并根据分类不同确定不同的初始切割速度。
[0023]本实施例中，先对边界线进行分类将曲线分成凸，凹曲线和直线三类。图2中，边界线HA、AN、NC、CI等都是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火焰切割装置的切割控制方法，其特征在于，包括：对目标零部件建模，建立统一的世界坐标系，并在建立的世界坐标系下计算目标零部件的边界方程，各个边界方程对应边界构成切割路线；计算每条边界沿着各个坐标轴的极值点，在每个极值点处将当前边界拆分成两条子边界；计算边界拆分后的各个边界交点的n阶参数连续性，基于n阶参数连续性计算每一交点处的切割速度；根据边界拆分后各个子边界的曲线凸凹性和零部件模型区域的位置关系对子边界分类并根据分类不同确定不同的初始切割速度；控制机器人组件带动火焰切割枪按照所述切割路线以对应的切割速度对零部件进行切割，并实时获取火焰切割枪的位置坐标；根据火焰切割枪的位置坐标计算当前火焰切割枪与零部件模型区域的位置关系，当火焰切割枪的位置坐标在零部件模型区域内部时，控制机器人组件和火焰切割枪停止执行切割操作并进行偏差报警。2.根据权利要求1所述的火焰切割装置的切割控制方法，其特征在于，所述方法还包括：当火焰切割枪的位置坐标在零部件模型区域外部时，获取火焰切割枪的位置坐标与切割路线的y方向的直线距离，当火焰切割枪的实时位置与切割路线的y方向的直线距离大于预设距离阈值时，将火焰切割枪回退到与切割路线的y方向的直线距离小...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，李腾，刘业朋，安士才，牟文青，曲洁，吴忠洋，张守恒，姜元春，姜维豪，
申请(专利权)人：山东捷瑞数字科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：