【技术实现步骤摘要】
本申请涉及激光加工，尤其涉及的是一种激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法以及机床。
技术介绍
1、科技以及生活质量的提升促使现有的产品在功能以及外观上向更加丰富、更加精细的方向演变，进而也推动了单一产品的加工复杂度逐步提高。在进行复杂面的制造过程中，多轴联动加工应运而生。激光加工由于其对材料种类具有极高的选择兼容度以及高效精准的加工特点，一直在材料加工领域进行广泛应用。但由于激光单向性以及高能量密度的特性，在复杂曲面加工领域一直无法进行规模化的实际应用拓展。为此，将多轴联动加工与激光加工进行有机结合不仅可以极大解放激光加工的优异特性，也拓宽了多轴联动控制加工的应用领域。
2、但是由于激光加工自身参数特性的局限性以及多轴运动的硬件载体参数的特异性，两者在实际运用过程中会存在设定冲突和相互干扰的隐患。因此现有的激光加工通常适用于平面镭射等，而不适应于复杂曲面的加工。
3、因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法以及机床，解决了现有技术中由于激光加工自身参数特性的局限性以及多轴运动的硬件载体参数的特异性，导致不适应于复杂曲面的加工的问题。
2、一方面，本申请提供一种激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，包括步骤：
3、基于激光加工参数以及多轴运动参数，确定第一离散步长和第二离散步长；
4、获取待加工产品的数字化曲面，根据第一离散步长将数字
5、获取每个位置点在产品坐标系中的第一位置信息，将第一位置信息转换为运动平台坐标系下的第二位置信息；
6、根据第二位置信息进行多轴联动运动控制的路径规划。
7、可选地，基于激光加工参数以及多轴运动参数，确定第一离散步长和第二离散步长的步骤包括：
8、根据激光加工最小光斑半径r0、多轴运动的最小移动精度m0进行最大值比较，根据最大值比较结果，确定第一离散步长l1，
9、其中：l1≥max{r0,m0}；
10、或者，
11、根据激光加工最小光斑半径r0、多轴运动的最小移动精度m0以及3d扫描的扫描识别精度误差δ0进行最大值比较，根据最大值比较结果，确定第一离散步长l1，
12、其中：l1≥max{r0,m0,δ0}。
13、可选地，基于激光加工参数以及多轴运动参数，确定第一离散步长和第二离散步长的步骤还包括：
14、根据激光加工的脉冲频率f0、多轴运动速度v0及多轴运动的最小移动精度m0，根据最大值确定第二离散步长l2，
15、其中：
16、可选地，根据第一离散步长将数字化曲面离散成投影曲线，根据第二离散步长将投影曲线离散解析成若干个位置点的步骤包括：
17、根据第一离散步长将数字化曲面离散成曲线集，其中曲线集内包括按照预定方向排列的多条分解曲线，其中预定方向为沿x方向或沿y方向；
18、将曲线集中的分解曲线在对应的坐标系平面上正投影得到投影曲线，根据第二离散步长将投影曲线离散解析成若干个位置点。
19、可选地，获取每个位置点在产品坐标系中的第一位置信息，将第一位置信息转换为运动平台坐标系下的第二位置信息的步骤中：
20、第一位置信息包括：该位置点的x方向、y方向和z方向的直角坐标信息，以及该位置点在投影曲线上对应的曲率所解析的曲率角度。
21、可选地，获取每个位置点在产品坐标系中的第一位置信息，将第一位置信息转换为运动平台坐标系下的第二位置信息的步骤包括：
22、将每个位置点的第一位置信息通过预先获取的转换路径关系进行转换，从而得到对应的第二位置信息；
23、其中预设转换路径关系的获取步骤包括：
24、选取产品坐标系中的产品坐标原点，确定产品坐标原点在运动坐标系中的对应点的坐标位置；
25、根据对应点与运动坐标系的运动坐标原点的位置关系，获取转换路径关系。
26、可选地，根据第二位置信息进行多轴联动运动控制的路径规划的步骤包括：
27、基于符合激光加工和多轴运动脉冲的合拍触发的条件，控制激光光斑在x向或y向进行平移，或/和，基于加工不超过质量标准阈值的条件，控制激光光斑在z向进行平移；
28、或/和，
29、根据位置点的曲率角度而控制激光光斑的照射角度，以使激光出光方向垂直于在投影曲线上的位置点的切线。
30、可选地，基于符合激光加工和多轴运动脉冲的合拍触发的条件，控制激光光斑在x向或y向进行平移的步骤中：
31、激光加工和多轴运动脉冲的合拍触发的条件中：
32、根据激光加工的脉冲频率f0、多轴运动速度v0、第一离散步长l1，进行合拍触发，其中满足：
33、
34、其中n为正整数；
35、基于加工不超过质量标准阈值的条件，控制激光光斑在z向进行平移的步骤中：
36、预判激光光斑移动后的质量判断指标，基于质量判断指标小于等于预设综合影响值的条件下，获取焦距变化最大值；其中，质量判断指标通过对量化的沟槽深宽比、量化的沟槽宽度标准差、量化的沟槽表面熔池的粗糙度、量化的沟槽两侧耸起熔池床相对原始基准面的高度进行正负和数值加权而进行确定；
37、当焦距变化最大值不大于z轴变化值时，控制激光焦点沿z向进行移动。
38、可选地，根据位置点的曲率角度而控制激光光斑的照射角度，以使激光出光方向垂直于在投影曲线上的位置点的切线的步骤中：
39、基于沿x向和沿y向分别进行离散解析所得到的同一个位置点的曲率角度的差异性，选择较大的曲率角度作为该位置点的调整曲率角度；
40、根据该位置点的调整曲率角度控制激光光斑的照射角度，以使激光出光方向垂直于在投影曲线上的位置点的切线。
41、另一方面，本申请还提出一种机床，其中，机床包括：激光加工装置以及多轴联动装置；
42、激光加工装置设置在多轴联动装置上，并通过多轴联动装置的驱动进行平移或/和旋转运动；
43、激光加工装置和多轴联动装置通过如上所述的激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法进行控制，以对产品进行加工。
44、有益效果：本申请中的一种激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法以及机床，基于激光加工参数以及多轴运动参数，在保证控制与加工精度前提下获取第一离散步长和第二离散步长，以对加工产品的数字化曲面进行自适应轮廓解析。由于采用对各特性参数进行最值比较所得到的第一离散步长和第二离散步长作为标准进行轮廓解析，使解析过程对曲面轮廓的精度影响最小化。通过第一离散步长和第二离散步长对数字化曲面进降维离散的过程中，实现将曲面信息转化为若干个位置点的第一位置信息，将第一位置信息转换为运本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，其特征在于，所述曲面轮廓解析方法包括步骤：
2.根据权利要求1所述的激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，其特征在于，所述基于激光加工参数以及多轴运动参数，确定第一离散步长和第二离散步长的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，其特征在于，所述基于激光加工参数以及多轴运动参数，确定第一离散步长和第二离散步长的步骤还包括：
4.根据权利要求1所述的激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，其特征在于，所述根据第一离散步长将所述数字化曲面离散成投影曲线，根据第二离散步长将所述投影曲线离散解析成若干个位置点的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，其特征在于，所述获取每个位置点在产品坐标系中的第一位置信息，将所述第一位置信息转换为运动平台坐标系下的所述第二位置信息的步骤中：
6.根据权利要求5所述的激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，其特征在于，所述获取每个位置点在产品坐标系中的第一位置信息，将所述第一位置信息转换为运动平台坐标
7.根据权利要求5所述的激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，其特征在于，所述根据第二位置信息进行多轴联动运动控制的路径规划的步骤包括：
8.根据权利要求7所述的激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，其特征在于，所述基于符合激光加工和多轴运动脉冲的合拍触发的条件，控制激光光斑在X向或Y向进行平移的步骤中：
9.根据权利要求7所述的激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，其特征在于，所述根据位置点的曲率角度而控制激光光斑的照射角度，以使激光出光方向垂直于在投影曲线上的位置点的切线的步骤中：
10.一种机床，其特征在于，包括：激光加工装置以及多轴联动装置；
...【技术特征摘要】
1.一种激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，其特征在于，所述曲面轮廓解析方法包括步骤：
2.根据权利要求1所述的激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，其特征在于，所述基于激光加工参数以及多轴运动参数，确定第一离散步长和第二离散步长的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，其特征在于，所述基于激光加工参数以及多轴运动参数，确定第一离散步长和第二离散步长的步骤还包括：
4.根据权利要求1所述的激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，其特征在于，所述根据第一离散步长将所述数字化曲面离散成投影曲线，根据第二离散步长将所述投影曲线离散解析成若干个位置点的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的激光多轴联动加工的曲面轮廓解析方法，其特征在于，所述获取每个位置点在产品坐标系中的第一位置信息，将所述第一位置信息转换为运动平台坐标系下的所述第二位置信息...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨灿，曾罗喜，刘勇，舒阳，陈华，尹晓红，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：
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