一种激光加工动态拼接方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光加工动态拼接方法、装置、设备及存储介质，方法包括：确定在给定的运动时间内运动平台各段的运动可达范围，在运动可达范围内正向规划出一条速度、加速度均满足条件的规划轨迹，进行反向修正，基于得到的规划轨迹，利用插补函数计算得到各插补周期内滑台的位置坐标，利用全局坐标插补函数计算得到全局坐标，从而得到振镜坐标。在进行动态拼接时考虑了振镜运动范围，并规划出了一条速度、加速度均在动力学范围内的运动轨迹。度、加速度均在动力学范围内的运动轨迹。度、加速度均在动力学范围内的运动轨迹。

【技术实现步骤摘要】
一种激光加工动态拼接方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术属于激光加工
，涉及一种激光加工动态拼接方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]在大范围激光加工时，由于加工幅面超出振镜加工范围，常将待加工图形按照振镜加工范围分成若干区域进行加工，先由滑台定位至某加工区域，待本区域加工完成后继续下一区域加工。这种静态拼接方式使得加工衔接部分速度停顿，加工痕迹明显，加工效果较差。采用振镜和滑台协同工作的动态拼接算法可保证加工速度连续，有效提高加工质量。
[0003]在激光加工中，振镜加工速度快，加工范围小，适合完成小幅度高频加工，滑台移动范围大，速度较慢。目前激光加工的动态拼接算法常采用滑动平均滤波法，将用户轨迹滤波为高频和低频运动，由振镜完成高频运动，滑台实现低频运动。然而这种算法存在一些问题。首先这种滤波算法在计算滑台轨迹时没有考虑滑台的动力学限制和振镜运动范围，从而使得部分规划轨迹滑台无法运行或超出振镜运动范围。其次是滑动滤波参数难以合适选取。滤波参数的选择基本依靠手工尝试，从而使得本算法难以推广应用。

技术实现思路

[0004]目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种激光加工动态拼接方法、装置、设备及存储介质，在保证加工精度的同时，使振镜和滑台的加工轨迹满足动力学性能限制及振镜运动范围限制。
[0005]技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种激光加工动态拼接方法，包括：/>[0007]S1、确定在给定的运动时间t
k
内运动平台各段的运动可达范围U
k
；
[0008]S2、在运动可达范围U
k
内正向规划出一条速度、加速度均满足条件的规划轨迹
[0009]若规划轨迹在实际可达范围B
k
内，表明当前规划位置可达，转至S4；
[0010]若规划轨迹不在实际可达范围B
k
内，表明当前规划位置超越滑台运动能力，在运动可达范围U
k
内新规划出一个新的规划位置
[0011]根据运动时间t
k
，运动位移S
k
信息计算本段直线终点速度；
[0012]S3、基于本段直线终点速度，对新的规划位置进行反向修正，得到修正后的规划轨迹；
[0013]S4、基于得到的规划轨迹，利用插补函数计算得到各插补周期内滑台的位置坐标
m
x(t)，利用全局坐标插补函数u(t)计算得到全局坐标
u
x(t)，则振镜坐标为
s
x(t)＝
u
x(t)
‑
m
x(t)。
[0014]在一些实施例中，S1、确定在给定的运动时间t
k
内运动平台各段的运动可达范围U
k
，包括：
[0015]记运动平台直线段起始速度为v
k
‑1，终止速度为v
k
，运动时间为t
k
＝T
k
‑
T
k
‑1；运动平台受最大速度v
max
、最大加速度a
max
约束，在给定的运动时间t
k
内运动平台所能运动的位移是有限的，设为平台运动位移的最大值、最小值，为根据运动学约束及振镜运动范围计算得到的上下限值；记则T
k
时刻满足运动学限制的终点可达范围U
k
＝N
k
∩R
k
；
[0016]若则表明在给定的t
k
时间内，运动平台无法在满足运动性能的前提下运动到用户轨迹点振镜加工范围内，重新调整标刻速度，加大运动时间，直到为止。
[0017]在一些实施例中，在运动可达范围U
k
内正向规划出一条速度、加速度均满足条件的规划轨迹包括：
[0018]运动可达范围U
k
中心坐标具有均衡的双向运动能力，将设为各段的初始规划位置，实际可达范围为
[0019]在一些实施例中，若规划轨迹不在实际可达范围B
k
内，在运动可达范围U
k
内新规划出一个新的规划位置
[0020][0021]在一些实施例中，S3、对新的规划位置进行反向修正，包括：
[0022]基于本段直线终点速度，重新计算平台运动位移的最大值最小值修正实际可达范围按下式进行反向修正，直到修正点为止；
[0023][0024]在一些实施例中，全局坐标插补函数u(t)为：
[0025]u(t)＝s(t)+m(t)
[0026]其中，u(t)为给定用户轨迹，s(t)为振镜运动轨迹，m(t)为滑台运动轨迹。
[0027]在一些实施例中，插补函数q(v
k
‑1,v
k
,t
k
,t)为：
[0028][0029]其中t
b
＝(v
max
‑
v
k
‑1)/a
max
，t
c
＝t
k
‑
(t
t
‑
t
b
)，v
max
、a
max
分别为运动平台加速度和速度的最大值，t为插补周期内时刻。
[0030]第二方面，本专利技术提供了一种激光加工动态拼接装置，包括处理器及存储介质；
[0031]所述存储介质用于存储指令；
[0032]所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面所述方法的步骤。
[0033]第三方面，本专利技术提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述方法的步骤。
[0034]第四方面，本专利技术提供了一种设备，包括，
[0035]一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行第一方面所述的方法中的任一方法的指令。
[0036]有益效果：本专利技术提供的激光加工动态拼接方法、装置、设备及存储介质，具有以下优点：在进行动态拼接时考虑了振镜运动范围，并规划出了一条速度、加速度均在动力学范围内的运动轨迹，规划的运动平台轨迹均位于振镜运动范围内，速度、加速度均在给定的范围内。
附图说明
[0037]图1为根据本专利技术一实施例中运动性能检查过程示意图；
[0038]图2为根据本专利技术一实施例中正向规划情况示意图；
[0039]图3为根据本专利技术一实施例中采用的硬件框图；
[0040]图4为根据本专利技术一实施例给定用户运动轨迹示意图；
[0041]图5为根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光加工动态拼接方法，其特征在于，包括：S1、确定在给定的运动时间t
k
内运动平台各段的运动可达范围U
k
；S2、在运动可达范围U
k
内正向规划出一条速度、加速度均满足条件的规划轨迹若规划轨迹在实际可达范围B
k
内，表明当前规划位置可达，转至S4；若规划轨迹不在实际可达范围B
k
内，表明当前规划位置超越滑台运动能力，在运动可达范围U
k
内新规划出一个新的规划位置根据运动时间t
k
，运动位移S
k
信息计算本段直线终点速度；S3、基于本段直线终点速度，对新的规划位置进行反向修正，得到修正后的规划轨迹；S4、基于得到的规划轨迹，利用插补函数计算得到各插补周期内滑台的位置坐标
m
x(t)，利用全局坐标插补函数u(t)计算得到全局坐标
u
x(t)，则振镜坐标为
s
x(t)＝
u
x(t)
‑
m
x(t)。2.根据权利要求1所述的激光加工动态拼接方法，其特征在于，S1、确定在给定的运动时间t
k
内运动平台各段的运动可达范围U
k
，包括：记运动平台直线段起始速度为v
k
‑1，终止速度为v
k
，运动时间为t
k
＝T
k
‑
T
k
‑1；运动平台受最大速度v
max
、最大加速度a
max
约束，在给定的运动时间t
k
内运动平台所能运动的位移是有限的，设是有限的，设为平台运动位移的最大值、最小值，为根据运动学约束及振镜运动范围计算得到的上下限值；记则T
k
时刻满足运动学限制的终点可达范围U
k
＝N
k
∩R
k
；若则表明在给定的t
k
时间内，运动平台无法在满足运动性能的前提下运动到用户轨迹点振镜加工范围内，重新调整标刻速度，加大运动时间，直到为止。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：章永年，王兴盛，
申请(专利权)人：南京晟子光迅智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：