【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数控，特别涉及一种三维五轴激光切割调高跟随控制方法及系统。
技术介绍
1、随着新能源电动汽车的逐渐崛起，三维五轴激光切割机也以高效率、高精度的加工优势逐渐替代了传统零部件的修边、冲孔等加工模式，进而在汽车加工领域应用的越来越广泛。然而，三维工件边框弯曲，通常存在较多弧面，为了避免在弧面处切割头传感器与工件表面碰撞，工艺编程层面需密化编程点以更精准地控制切割头姿态，同时设备需进行低速切割，从而造成了设备编程效率和加工效率的降低。
2、目前三维五轴激光切割机与工件表面的间距，主要是通过切割头上的传感器采集切割头与三维工件表面的间距，输入给数控系统处理，数控系统进而控制切割头与三维工件表面的间距，从而实现切割头喷嘴与工件表面高度恒定，避免切割头喷嘴与工件表面碰撞。但是这种控制方式，由于数据传输存在滞后性，进而造成控制的不及时与不精准，容易在三维工件表面曲率变化的地方发生切割头喷嘴与工件表面碰撞或摩擦，造成工件切割表面质量较低，喷嘴损耗过快等问题。
3、为了减少切割头与工件的碰撞，提升工件切割质量，提高设备的生产效率，有必要根据三维工件表面特征，整合数控系统和调高跟随系统，设计一种新的调高跟随控制方法，以克服上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供了一种三维五轴激光切割调高跟随控制方法及系统，以解决传感器数据传输滞后而导致控制不及时、不准确，使切割头与工件表面发生碰撞造成切割质量低及喷嘴损坏过快的问题。具体技术方案如下：
2、
3、s1、加工开始，根据待加工三维工件模型及加工要求，生成三维工件的加工轮廓g代码；
4、s2、对生成的加工轮廓g代码进行处理，获取加工轮廓轨迹；
5、s3、根据加工轮廓g代码计算加工轮廓法向弯曲处的曲率半径ρ，并进行比对，根据曲率半径ρ的变化提前规划激光切割头的切割速度；
6、s4、加工过程中，实时获取激光切割头与工件表面间的间距h；
7、s5、将曲率半径ρ和间距h进行补偿结合，输出激光切割头与三维工件表面间距的实际控制量l，生成运动控制指令。
8、s6、控制机床各轴对三维工件轮廓进行持续加工，直至加工结束。
9、进一步的，步骤s1中所述加工轮廓g代码通过cad或cam软件生成，所述加工轮廓g代码的形式是小线段g00/g01形式或空间圆弧cip指令格式。
10、进一步的，步骤s3还包括根据所述加工轮廓g代码利用空间圆弧公式计算圆弧半径r，所述法向弯曲处的曲率半径
11、进一步的，步骤s4还包括将所述间距h实时传输至调高控制模块，经调高控制模块处理后传输至控制器，构建反馈控制回路。
12、进一步的，所述工件表面没有发生弯曲的位置，对应的所述曲率半径为0，不需要进行补偿，步骤s5中所述实际控制量l＝h。
13、进一步的，所述工件表面发生弯曲的位置，对应的所述曲率半径为ρ，进行补偿，步骤s5中所述实际控制量l＝h+kvρ，其中k为补偿系数，v为切割头刀尖点切割速度。
14、本专利技术还提供了一种三维五轴激光切割调高跟随控制系统，该系统用于实现上述三维五轴激光切割调高跟随控制方法，
15、所述系统包括g代码生成模块、传感器、调高盒、控制器、伺服驱动模块；
16、所述g代码生成模块用于根据三维工件的三维模型生成加工轮廓g代码；
17、所述传感器用于实时采集激光切割头与三维工件表面的间距h；
18、所述调高盒用于将采集的数据处理后输入至控制器；
19、所述控制器用于对加工轮廓g代码进行解析，以获取加工轮廓轨迹及加工轮廓法向弯曲处的曲率半径，提前规划激光切割头跟随速度并对间距h进行补偿；
20、所述伺服驱动模块用于控制机床各轴按照三维工件轮廓进行加工。
21、本专利技术提供的一种三维五轴激光切割调高跟随控制方法及系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：
22、本专利技术提供的一种三维五轴激光切割调高跟随控制方法及系统基于三维工件表面曲率变化，通过解析加工轮廓g代码计算出曲率半径，并提前加入至控制器中，加工过程中将法向弯曲处曲率半径ρ和激光切割头距离三维工件表面间距h进行补偿结合，能够有效消除掉传感器检测系统数据传输的滞后性，提高了系统的整体响应性，从而可以提高设备的运行速度和工件的加工效率，同时简化了工艺编程，又减少了传感器的损耗。
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1.一种三维五轴激光切割调高跟随控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的三维五轴激光切割调高跟随控制方法，其特征在于：步骤S1中所述加工轮廓G代码通过CAD或CAM软件生成，所述加工轮廓G代码的形式是小线段G00/G01形式或空间圆弧CIP指令格式。
3.根据权利要求1所述的三维五轴激光切割调高跟随控制方法，其特征在于：步骤S3还包括根据所述加工轮廓G代码利用空间圆弧公式计算圆弧半径R，所述法向弯曲处的曲率半径
4.根据权利要求1所述的三维五轴激光切割调高跟随控制方法，其特征在于：步骤S4还包括将所述间距H实时传输至调高控制模块，经调高控制模块处理后传输至控制器，构建反馈控制回路。
5.根据权利要求1所述的三维五轴激光切割调高跟随控制方法，其特征在于：所述工件表面没有发生弯曲的位置，对应的所述曲率半径为0，不需要进行补偿，步骤S5中所述实际控制量L＝H。
6.根据权利要求1所述的三维五轴激光切割调高跟随控制方法，其特征在于：所述工件表面发生弯曲的位置，对应的所述曲率半径为ρ，进行补偿，步骤S
7.一种三维五轴激光切割调高跟随控制系统，所述系统用于实现如权利要求1-6任一项所述的三维五轴激光切割调高跟随控制方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种三维五轴激光切割调高跟随控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的三维五轴激光切割调高跟随控制方法，其特征在于：步骤s1中所述加工轮廓g代码通过cad或cam软件生成，所述加工轮廓g代码的形式是小线段g00/g01形式或空间圆弧cip指令格式。
3.根据权利要求1所述的三维五轴激光切割调高跟随控制方法，其特征在于：步骤s3还包括根据所述加工轮廓g代码利用空间圆弧公式计算圆弧半径r，所述法向弯曲处的曲率半径
4.根据权利要求1所述的三维五轴激光切割调高跟随控制方法，其特征在于：步骤s4还包括将所述间距h实时传输至调高控制模块，经调高控...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱德福，顾德坤，程荣竟，刘晶，刘会刚，
申请(专利权)人：湖北华数新一代智能数控系统创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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