| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202510102301.3 | 申请日 | 2025-01-22 |
| 公开(公告)号 | CN119820088A | 公开(公告)日 | 2025-04-15 |
| 申请人 | 广州奇芯机器人技术有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 林展炯; 钟文浩; | 第一发明人 | 林展炯 |
| 权利人 | 广州奇芯机器人技术有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 广州奇芯机器人技术有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：广东省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：广东省广州市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：广东省广州市越秀区先烈中路102号之二14楼自编1402、04、06房 | 邮编 | 当前专利权人邮编：510030 |
| 主IPC国际分类 | B23K26/14 | 所有IPC国际分类 | B23K26/14 ; B23K26/142 ; B23K26/70 ; B23K26/38 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 广州三环专利商标代理有限公司 | 专利代理人 | 郑晓璇; |
| 摘要 | 本 发明 提出一种 激光切割 头 喷嘴 吹气控制方法及系统，获取机床运动轨迹各轴的第一轴运动时间；基于所述各轴的第一轴运动时间，筛选满足预设 阈值 的第一轴运动时间，得到第二轴运动时间；设置吹气延时设定值，并比对所述吹气延时设定值和所述第二轴运动时间，得到时间比对结果；在机床开始运动后，根据所述时间比对结果，控制激光切割头的气体电磁单向 阀 在对应时刻开启，使喷嘴开始吹气。本发明通过在激光切割前提前判断开启切割头喷嘴，减少激光切割流程的停顿时间，提高了激光加工效率。 | ||
| 权利要求 | 1.一种激光切割头喷嘴吹气控制方法，应用于一种激光切割头，所述激光切割头包括： |
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| 说明书全文 | 一种激光切割头喷嘴吹气控制方法及系统技术领域[0001] 本发明涉及激光切割技术领域，尤其涉及一种激光切割头喷嘴吹气控制方法及系统。 背景技术[0002] 在激光加工领域进行激光切割时，割缝内会存在熔融金属或熔融金属冷却后的小金属颗粒，为了保护激光切割头保护镜片不被溅射，因此需要在激光切割头上设置喷头进行吹气，使熔融金属或熔融金属冷却后的小金属颗粒被吹走，由于在切割头喷嘴开始吹气时，喷嘴处无法瞬间形成正压状态，若不等待气体条件满足条件后才开始切割，则会损坏保护镜片； 发明内容[0004] 为了解决上述问题，本发明提出了一种激光切割头喷嘴吹气控制方法及系统，本发明通过在激光切割前提前判断开启切割头喷嘴，减少激光切割流程的停顿时间，提高了激光加工效率。 [0005] 为实现上述目的，本发明实施例提供了一种激光切割头喷嘴吹气控制方法，应用于一种激光切割头，所述激光切割头包括：喷嘴和气体电磁单向阀，所述喷嘴与所述气体电磁单向阀连通，包括：获取机床运动轨迹各轴的第一轴运动时间；基于所述各轴的第一轴运动时间，筛选满足预设阈值的第一轴运动时间，得到第二轴运动时间；设置吹气延时设定值，并比对所述吹气延时设定值和所述第二轴运动时间，得到时间比对结果；在机床开始运动后，根据所述时间比对结果，控制激光切割头的气体电磁单向阀在对应时刻开启，使喷嘴开始吹气。 [0006] 本发明实施例提出一种激光切割头喷嘴吹气控制方法，通过对机床运动轨迹进行分析以获取机床运动的时间，并对机床各轴的运动时间进行筛选以得到满足预设阈值的轴运动时间，为后续时间比对提供可靠的数据基础，然后设置吹气延时设定值用于与满足预设阈值的轴运动时间进行比对，可根据轴运动时间与吹气延时设定值的差异，进而实现在机床开始运动后，根据不同的时间比对结果，提前判断并控制激光切割头的气体电磁单向阀在对应时刻开启，减少激光切割流程的停顿时间，提高了激光加工效率。 [0007] 进一步的，获取机床运动的目标运动轨迹，将所述目标运动轨迹拆分为若干轴运动轨迹；基于所述若干轴运动轨迹和若干轴的当前运动速度参数，获取各轴的第一轴运动时间。逐一比对所述各轴的第一轴运动时间，当所述各轴的第一轴运动时间满足预设阈值时，则保留满足预设阈值的轴的第一轴运动时间，得到第二轴运动时间；当所述各轴的第一轴运动时间不满足预设阈值时，则剔除该轴的第一轴运动时间。 [0008] 通过上述方案，将机床运动的目标运动轨迹拆分为若干轴运动轨迹，并获取各轴的第一轴运动时间，再取各轴运动时间中的满足预设阈值的轴运动时间，以此将目标运动轨迹的距离参数转换为时间尺度上的参数，为后续判断并控制激光切割头的气体电磁单向阀在对应时刻开启提供保障，进而提高了激光加工效率。 [0009] 进一步的，开启激光切割头的气体电磁单向阀，检测喷嘴处的压强值，获取喷嘴处为正压时的气体电磁单向阀开启时长，得到吹气延时设定值；比对所述吹气延时设定值和所述第二轴运动时间，得到时间比对结果。 [0010] 通过上述方案，通过检测激光切割头喷嘴处为正压时气体电磁单向阀开启时长，以确保吹气延时设定值能够保障在激光切割开始前，激光切割头喷嘴处必然处于正压状态，通过比较吹气延时设定值与机床最大轴运动时间，并根据时间比对结果实现对气体电磁单向阀开启时间的提前判断，提高激光加工效率。 [0011] 进一步的，若所述时间比对结果为所述吹气延时设定值小于或等于所述第二轴运动时间时，则控制所述激光切割头的气体电磁单向阀在激光切割头开始运动时开启，使喷嘴开始吹气。若所述时间比对结果为所述吹气延时设定值大于所述第二轴运动时间时，则基于所述吹气延时设定值和所述第二轴运动时间，计算控制比例系数；基于所述控制比例系数，获取目标路径上的控制起始点；当机床运动至所述控制起始点时，控制所述激光切割头的气体电磁单向阀在激光切割头运动至所述控制起始点时开启，使喷嘴开始吹气。 [0012] 通过上述方案，通过时间比对结果对气体电磁单向阀开启时间的提前判断，进而实现气体电磁单向阀在机床运动时提前开启，使激光切割前的流程更流畅，减少激光切割头到达目标位置后的等待时间，进而提高激光加工效率。 [0013] 进一步的，本发明提出的一种激光切割头喷嘴吹气控制方法，还包括：当机床运动至目标位置后，若所述气体电磁单向阀的开启时长大于所述吹气延时设定值，则控制激光切割头开始加工。当机床运动至目标位置后，若所述气体电磁单向阀的开启时长小于或等于所述吹气延时设定值，则控制激光切割头执行等待流程直至所述气体电磁单向阀的开启时长大于所述吹气延时设定值，控制激光切割头开始加工。 [0014] 通过上述方案，在机床运动到目标位置时，再次判断气体电磁单向阀的开启时长与吹气延时设定值的关系，以确保在激光切割前，切割头喷嘴处为正压状态，通过提前判断并控制气体电磁单向阀的开启，保障机床运动的整体流畅性，减少加工过程中的停顿，进而提高激光加工效率。 [0015] 本发明实施例还提供一种激光切割头喷嘴吹气控制系统，包括：第一时间获取模块、第二时间获取模块、时间比对模块和喷嘴吹气控制模块；所述第一时间获取模块用于获取机床运动轨迹各轴的第一轴运动时间；所述第二时间获取模块用于基于所述各轴的第一轴运动时间，筛选满足预设阈值的第一轴运动时间，得到第二轴运动时间；所述时间比对模块用于设置吹气延时设定值，并比对所述吹气延时设定值和所述第二轴运动时间，得到时间比对结果；所述喷嘴吹气控制模块用于在机床开始运动后，根据所述时间比对结果，控制激光切割头的气体电磁单向阀在对应时刻开启，使喷嘴开始吹气。 [0016] 进一步的，所述喷嘴吹气控制模块用于根据所述时间比对结果，控制激光切割头的气体电磁单向阀在对应时刻开启，使喷嘴开始吹气，包括：第一控制单元和第二控制单元；所述第一控制单元用于若所述时间比对结果为所述吹气延时设定值小于或等于所述第二轴运动时间时，则控制所述激光切割头的气体电磁单向阀在激光切割头开始运动时开启，使喷嘴开始吹气；所述第二控制单元用于若所述时间比对结果为所述吹气延时设定值大于所述第二轴运动时间时，则基于所述吹气延时设定值和所述第二轴运动时间，计算控制比例系数；基于所述控制比例系数，获取目标路径上的控制起始点；当机床运动至所述控制起始点时，控制所述激光切割头的气体电磁单向阀在激光切割头开始运动时开启，使喷嘴开始吹气。 [0017] 本发明实施例提出一种激光切割头喷嘴吹气控制系统，通过第一时间获取模块对机床运动轨迹进行分析以获取机床运动的时间，并通过第二时间获取模块对机床各轴的运动时间进行筛选以得到满足预设阈值的轴运动时间，为后续时间比对提供可靠的数据基础，然后通过时间比对模块设置吹气延时设定值用于与满足预设阈值的轴运动时间进行比对，通过喷嘴吹气控制模块可根据轴运动时间与吹气延时设定值的差异，进而实现在机床开始运动后，根据不同的时间比对结果，提前判断并控制激光切割头的气体电磁单向阀在对应时刻开启，减少激光切割流程的停顿时间，提高了激光加工效率。附图说明 [0018] 图1为本发明某一实施例提供的一种激光切割头喷嘴吹气控制方法的步骤流程示意图一； [0019] 图2为本发明某一实施例提供的一种激光切割头喷嘴吹气控制方法的步骤流程示意图二； [0020] 图3为本发明某一实施例提供的一种激光切割头喷嘴吹气控制系统的模块结构示意图。 具体实施方式[0021] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0022] 实施例1 [0023] 参见图1，图1为本发明某一实施例提供的一种激光切割头喷嘴吹气控制方法的步骤流程示意图一；如图1所示，本发明实施例提出一种激光切割头喷嘴吹气控制方法，包括步骤101至104，各步骤具体如下： [0024] 步骤101，获取机床运动轨迹各轴的第一轴运动时间； [0025] 作为本实施例的一种举例，获取机床运动的目标运动轨迹，将所述目标运动轨迹拆分为若干轴运动轨迹；基于所述若干轴运动轨迹和若干轴的当前运动速度参数，获取各轴的第一轴运动时间。 [0026] 为了使后续激光切割头的气体电磁单向阀开启的判断和控制更准确，将目标运动轨迹的距离参数转换为时间尺度上的参数，统一数据参数的尺度，提供可靠的数据基础，进而提高激光加工效率，具体的一种可实施方式，以xyz坐标系为例，将机床运动的目标轨迹拆分为x轴、y轴和z轴方向上的轨迹，通过获取各轴上机床对应的起始点和目标位置点，获取各轴的运动轨迹，读取当前机床运动速度参数，分别计算每个轴从起始点运动至目标位置点的时间，计算公式如下： [0027] [0028] 式中，ti代表x轴的轴运动时间；tj代表y轴的轴运动时间；tk代表z轴的轴运动时间；xi代表x轴的运动轨迹，其中i＝1，2，3，...，i；yj代表y轴的运动轨迹，其中j＝1，2，3，...，j；zk代表z轴的运动轨迹，其中k＝1，2，3，...，k；v0代表当前时刻机床的运动速度参数； [0029] 步骤102，基于所述各轴的第一轴运动时间，筛选满足预设阈值的第一轴运动时间，得到第二轴运动时间； [0030] 作为本实施例的一种举例，逐一比对所述各轴的第一轴运动时间，当所述各轴的第一轴运动时间满足预设阈值时，则保留满足预设阈值的轴的第一轴运动时间，得到第二轴运动时间；当所述各轴的第一轴运动时间不满足预设阈值时，则剔除该轴的第一轴运动时间。 [0031] 获取若干轴的周运动时间后，为了保障后续切割头喷嘴处能够处于正压状态，需要对若干轴的轴运动时间进行筛选，通过筛选出满足预设阈值的轴运动时间，才能保障后续提前判断并在对应时刻开启激光切割头的气体电磁单向阀提供数据支持，以提高激光加工效率，具体的一种可实施方式，一一比较所有轴的轴运动时间，并将满足预设阈值(如10s)所有轴的轴运动时间整合为第二轴运动时间，对于不满足预设阈值轴运动时间则会剔除，在本实施例中，优先选择所有轴运动时间的最大值作为第二轴运动时间tmax，以更好地为后续提前判断并在对应时刻开启激光切割头的气体电磁单向阀提供保障。 [0032] 步骤103，设置吹气延时设定值，并比对所述吹气延时设定值和所述第二轴运动时间，得到时间比对结果； [0033] 作为本实施例的一种举例，开启激光切割头的气体电磁单向阀，检测喷嘴处的压强值，获取喷嘴处为正压时的气体电磁单向阀开启时长，得到吹气延时设定值；比对所述吹气延时设定值和所述第二轴运动时间，得到时间比对结果。 [0034] 为了保障开始激光切割前切割头喷嘴处为正压，为此需要在获取到第二轴运动时间后进行时间比对，用于后续判断切割头喷嘴开启的时长能否符合切割头喷嘴达到正压的需求，以提高激光加工效率，具体的一种可实施方式，令机床不运动，开启激光切割头的气体电磁单向阀并实时对切割头喷嘴处的压强进行检测，记录切割头喷嘴处达到正压所需要的时间，将该时间作为吹气延时设定值T；本实施例的另一种解释，还可以根据历史作业流程，选择运行工况与当前作业工况相同的历史吹气延时设定值作为当前工况的吹气延时设定值T，在设定好吹气延时设定值T后，与第二轴运动时间tmax进行比对，得到时间比对结果，时间比对结果包括：第二轴运动时间tmax小于或等于吹气延时设定值T以及第二轴运动时间tmax大于吹气延时设定值T。 [0035] 步骤104，在机床开始运动后，根据所述时间比对结果，控制激光切割头的气体电磁单向阀在对应时刻开启，使喷嘴开始吹气。 [0036] 作为本实施例的一种举例，若所述时间比对结果为所述吹气延时设定值小于或等于所述第二轴运动时间时，则控制所述激光切割头的气体电磁单向阀在激光切割头开始运动时开启，使喷嘴开始吹气；若所述时间比对结果为所述吹气延时设定值大于所述第二轴运动时间时，则基于所述吹气延时设定值和所述第二轴运动时间，计算控制比例系数；基于所述控制比例系数，获取目标路径上的控制起始点；当机床运动至所述控制起始点时，控制所述激光切割头的气体电磁单向阀在激光切割头运动至所述控制起始点时开启，使喷嘴开始吹气。 [0037] 通过时间比对结果对气体电磁单向阀开启时间的提前判断，进而实现气体电磁单向阀在机床运动时提前开启，使激光切割前的流程更流畅，减少激光切割头到达目标位置后的等待时间，进而提高激光加工效率，具体的一种可实施方式，当时间比对结果为所述吹气延时设定值T小于或等于第二轴运动时间tmax时，即当tmax小于等于T时，则在运动开始时就打开气体电磁单向阀；而当所述时间比对结果为吹气延时设定值T大于第二轴运动时间tmax时，即当tmax大于T时，则计算控制比例系数C，具体公式如下： [0038] [0039] 假设在x轴方向上轴运动时间最大，作为第二轴运动时间tmax，且时间对比结果为吹气延时设定值T大于第二轴运动时间tmax，则在机床运动起点到运动终点的轨迹x1中，当′ ′机床运动至控制起始点x1处时，打开气体电磁单向阀，控制起始点x1的计算公式如下： [0040] x′1＝C*x1 [0041] 作为本发明实施例的另一种举例，在机床运动到目标位置时，再次判断气体电磁单向阀的开启时长与吹气延时设定值的关系，以确保在激光切割前，切割头喷嘴处为正压状态，通过提前判断并控制气体电磁单向阀的开启，保障机床运动的整体流畅性，减少加工过程中的停顿，进而提高激光加工效率。具体的一种可实施方式，参见图2，图2为本发明某一实施例提供的一种激光切割头喷嘴吹气控制方法的步骤流程示意图二；当机床运动至目标位置后，若所述气体电磁单向阀的开启时长大于所述吹气延时设定值，则控制激光切割头开始加工；当机床运动至目标位置后，若所述气体电磁单向阀的开启时长小于或等于所述吹气延时设定值，则控制激光切割头执行等待流程直至所述气体电磁单向阀的开启时长大于所述吹气延时设定值，控制激光切割头开始加工；具体的一种解释，在机床开始运动前，先通过步骤101至步骤103，获取时间对比结果，机床开始运动，并根据时间比对结果控制气体电磁单向阀开启，以实现在机床运动过程中提前执行吹气动作，当机床运动至目标位置时，对气体电磁单向阀的开启时长与吹气延时设定值进行判断，如果气体电磁单向阀的开启时长大于吹气延时设定值，说明机床运动过程中提前执行吹气动作已经使切割头喷嘴处形成正压，可以直接开始激光切割加工；如果气体电磁单向阀的开启时长小于或等于吹气延时设定值，说明机床运动过程中提前执行吹气动作还不能完全使割头喷嘴处形成正压，需要等待至气体电磁单向阀的开启时长大于吹气延时设定值时，才能说明切割头喷嘴处形成正压，可以开始激光切割加工，在机床运动过程中提前执行吹气动作的同时，还需要保障气体电磁单向阀的开启时长要大于切割头喷嘴处形成正压的时间，以免出现切割头喷嘴处未形成正压就开始加工而损坏保护镜片，本发明实施例将现有技术到达目标位置后才开启气体电磁单向阀的等待时间大幅缩短，提高了激光加工效率。 [0042] 本发明实施例提出一种激光切割头喷嘴吹气控制方法，通过对机床运动轨迹进行分析以获取机床运动的时间，并对机床各轴的运动时间进行筛选以得到满足预设阈值的轴运动时间，为后续时间比对提供可靠的数据基础，然后设置吹气延时设定值用于与满足预设阈值的轴运动时间进行比对，可根据轴运动时间与吹气延时设定值的差异，进而实现在机床开始运动后，根据不同的时间比对结果，提前判断并控制激光切割头的气体电磁单向阀在对应时刻开启，减少激光切割流程的停顿时间，提高了激光加工效率。 [0043] 实施例2 [0044] 参见图3，图3为本发明某一实施例提供的一种激光切割头喷嘴吹气控制系统的模块结构示意图。如图3所示，本发明实施例提出一种激光切割头喷嘴吹气控制系统，包括：第一时间获取模块301、第二时间获取模块302、时间比对模块303和喷嘴吹气控制模块304；所述第一时间获取模块301用于获取机床运动轨迹各轴的第一轴运动时间；所述第二时间获取模块302用于基于所述各轴的第一轴运动时间，筛选满足预设阈值的第一轴运动时间，得到第二轴运动时间；所述时间比对模块303用于设置吹气延时设定值，并比对所述吹气延时设定值和所述第二轴运动时间，得到时间比对结果；所述喷嘴吹气控制模块304用于在机床开始运动后，根据所述时间比对结果，控制激光切割头的气体电磁单向阀在对应时刻开启，使喷嘴开始吹气。 [0045] 作为本发明实施例的一种举例，所述喷嘴吹气控制模块304用于根据所述时间比对结果，控制激光切割头的气体电磁单向阀在对应时刻开启，使喷嘴开始吹气，包括：第一控制单元401和第二控制单元402；所述第一控制单元401用于若所述时间比对结果为所述吹气延时设定值小于或等于所述第二轴运动时间时，则控制所述激光切割头的气体电磁单向阀在激光切割头开始运动时开启，使喷嘴开始吹气；所述第二控制单元402用于若所述时间比对结果为所述吹气延时设定值大于所述第二轴运动时间时，则基于所述吹气延时设定值和所述第二轴运动时间，计算控制比例系数；基于所述控制比例系数，获取目标路径上的控制起始点；当机床运动至所述控制起始点时，控制所述激光切割头的气体电磁单向阀在激光切割头开始运动时开启，使喷嘴开始吹气。 [0046] 本发明实施例提出一种激光切割头喷嘴吹气控制系统，通过第一时间获取模块对机床运动轨迹进行分析以获取机床运动的时间，并通过第二时间获取模块对机床各轴的运动时间进行筛选以得到满足预设阈值的轴运动时间，为后续时间比对提供可靠的数据基础，然后通过时间比对模块设置吹气延时设定值用于与满足预设阈值的轴运动时间进行比对，通过喷嘴吹气控制模块可根据轴运动时间与吹气延时设定值的差异，进而实现在机床开始运动后，根据不同的时间比对结果，提前判断并控制激光切割头的气体电磁单向阀在对应时刻开启，减少激光切割流程的停顿时间，提高了激光加工效率。 [0047] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。 [0048] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”“一些实施例”“示例”“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。 [0049] 此外，术语“第一”“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。 |
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