一种五轴激光系统的法向量跟随调高方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及激光切割技术领域，公开了一种五轴激光系统的法向量跟随调高方法及装置。该方法在切割头工作时，根据五轴路径轨迹计算当前时刻的切割头位置值，实时采集切割头和工件的间隙值，计算切割头在加工表面法向量的单位矢量，根据切割头和工件的间隙值与预设值，计算切割头当前周期的总调整量，从而确定切割头的实际位置值，将切割头移动至实际位置值对应的位置上。本方法能实现实时调整切割头的位置，保证了间隙距离的恒定，从而有效提高三维复杂曲面的加工质量。复杂曲面的加工质量。复杂曲面的加工质量。

【技术实现步骤摘要】
一种五轴激光系统的法向量跟随调高方法及装置


[0001]本专利技术涉及激光切割
，特别是涉及一种五轴激光系统的法向量跟随调高方法及装置。

技术介绍

[0002]在激光切割加工的过程中，为了保证加工质量和保护切割头，必须要求切割头与切割表面的间隙恒定。考虑到由于工件表面变形等各种导致工件表面起伏不平和弯曲的因素，为了切割头与切割表面的间隙保持恒定，就必须使用跟随调高控制来自动保持间隙的恒定。
[0003]目前现有的跟随调高控制，普遍使用Z方向跟随调高方法。该方法操作简单，普遍能满足平面类型的激光切割需求。但是在三维复杂曲面的加工中，Z方向跟随调高方法就不适用了。仅有的Z方向跟随调高方法不能准确地控制切割头与切割表面的间隙。另外，为了三维复杂曲面的跟随调高，也有在切割头上增加随动轴的跟随调高方法，但该方法不仅增加了机械结构的复杂度，也增加了成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种五轴激光系统的法向量跟随调高方法，能够准确地保证切割头与切割表面的间隙恒定，从而有效提高三维复杂曲面的加工质量。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种五轴激光系统的法向量跟随调高方法，其特征在于，包括：根据五轴路径轨迹计算切割头位置值；采集电容传感器反馈的切割头和工件之间的间隙值；根据所述间隙值与预设值，计算切割头在加工表面法向量方向上的调整值；根据切割头位置值和切割头在加工表面法向量方向上的调整值，计算切割头的实际位置值；控制切割头从所述切割头位置值对应的第一位置移动至实际位置值对应的第二位置上。2.根据权利要求1所述的五轴激光系统的法向量跟随调高方法，其特征在于，所述根据所述间隙值与预设值，计算切割头在加工表面法向量方向上的调整值，具体为：根据切割头位置值，计算切割头在加工表面法向量的单位矢量；根据切割头和工件的间隙值与预设值，利用PID控制算法计算切割头当前周期的调整增量；根据工作开始周期至当前周期的调整增量，计算当前周期的总调整量；根据所述在加工表面法向量的单位矢量和当前周期的总调整量，计算切割头在加工表面法向量方向上的调整值。3.根据权利要求1所述的五轴激光系统的法向量跟随调高方法，其特征在于，所述根据五轴路径轨迹计算切割头位置值，具体为：接收外部输入的切割加工要求，通过CAM软件生成五轴路径轨迹；控制切割头按照所述五轴路径轨迹进行切割；当切割头在进行切割时，根据所述五轴路径轨迹计算切割头位置值。4.根据权利要求2所述的五轴激光系统的法向量跟随调高方法，其特征在于，所述根据所述切割头位置值，计算切割头在加工表面法向量的单位矢量，具体为：其中，b1、c1在切割头位置值上获取，P1(x1，y1，z1，b1，c1)是切割头位置值；切割头在加工表面法向量的单位矢量根据所述表达式记为Fp(Fpx，Fpy，Fpz)。5.根据权利要求2所述的五轴激光系统的法向量跟随调高方法，其特征在于，所述根据切割头和工件的间隙值与预设值，利用PID控制算法计算切割头当前周期的调整增量，具体为：切割头当前周期的调整增量由跟随补偿系数乘以切割头和工件的间隙值与预设值的差值得到的；所述切割头当前周期的调整增量的表达式为：dLi＝Kp*(Lm
‑
Lc)其中，dLi是切割头当前周期的调整增量；Kp是跟随补偿系数，在系统中被提前预设；Lm是切割头和工件的预设值，Lc是切割头和工件的间隙值。6.根据权利要求5所述的五轴激光系统的法向量跟随调高方法，其特征在于，所述根据工作开始周期至当前周期的调整增量，计算当前周期的总调整量，具体为：
将工作开始周期至当前周期的调整增量相加，得到的调整增量总和是当前周期的总调整量；所述当前周期的总调整量的表达式为：SL＝dL1+dL2+...+dLi其中，SL是当前周期的总调整量；dL1是切割头工作开始周期的调整增量；dL2是切割头工作开始周期的下一个周期；dLi是当前周期的调整增量。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锦源，钟文浩，莫海杰，林展炯，甘玉轩，万军杨，
申请(专利权)人：广州奇芯机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：