切割速度规画系统及方法、非暂态记录介质及切割系统技术方案

本发明专利技术提供一种切割速度规画系统，其包含一图形前处理引擎、第一速度规画引擎、夹角计算引擎、第二速度规画引擎及速度决定引擎。图形前处理引擎以简化切割路径取代图形路径中的多个短直线路径。第一速度规画引擎计算出各切割路径的合理最大切割速度。夹角计算引擎计算切割路径中两相邻者之间的夹角。第二速度规画引擎调整切割路径的切割末速及切割初速。速度决定引擎通过数字控制系统周期时间对切割路径进行速度规画。本发明专利技术也提供一种切割速度规画方法、非暂态记录介质及切割系统。非暂态记录介质及切割系统。非暂态记录介质及切割系统。

【技术实现步骤摘要】
切割速度规画系统及方法、非暂态记录介质及切割系统


[0001]本专利技术涉及一种用于平面切割的切割速度规画技术，特别涉及一种用于规画具有多个切割路径的图形路径的加工速度的切割速度规画系统及方法、非暂态记录介质及切割系统。

技术介绍

[0002]在目前工业产业升级及高科技的发展需求下，对于产品加工的速度和质量等要求也越来越高，举例来说，业界使用激光切割机加工智能型手机尺寸的塑料薄膜一般要求需在10秒内完成，同时可接受的加工误差是微米等级。运动控制器为了执行此类加工任务，会先根据切割路径的状况及限制条件进行速度规画。
[0003]由于所要进行切割的路径通常都会转弯，切割的速度若不考虑转弯因素则会使加工精度降低，然而若把切割的路径依转弯的数量分隔为多个线段，且在转弯处就完全静止，虽然可保证加工精度，但整体加工速度就会大幅下降。

技术实现思路

[0004]基于本专利技术的至少一个实施例，本专利技术人的切割速度规画系统及方法、非暂态记录介质及切割系统可达到兼顾加工精度及加工速度的目的。
[0005]本专利技术的第一方面提供一种切割速度规画系统，其适用于规画具有多个切割路径的图形路径的加工速度，切割速度规画系统包含图形前处理引擎、第一速度规画引擎、夹角计算引擎、第二速度规画引擎及速度决定引擎。图形前处理引擎适于将切割路径中的多个短直线路径所对应的实际切割路径与短直线路径中任两端点连接成的直线的简化切割路径进行比较，当简化切割路径与实际切割路径之间的误差小于预定的误差阈值时，则以简化切割路径取代两端点范围内的实际切割路径。第一速度规画引擎适于根据对应图形路径的预计最大切割速度及切割路径的长度计算出各切割路径的合理最大切割速度。夹角计算引擎适于计算切割路径中两相邻者之间的夹角。第二速度规画引擎适于使各切割路径的切割末速等于下一个切割路径的切割初速。速度决定引擎适于将各切割路径中的各阶段时间调整为数字控制系统周期时间的整数倍，并调整切割路径分别的速度规画。
[0006]本专利技术的第二方面提供一种切割速度规画方法，适用于规画具有多个切割路径的图形路径的加工速度，切割速度规画方法包含以下步骤：通过图形前处理引擎将切割路径中的多个短直线路径所对应的实际切割路径与短直线路径中任两端点连接成的直线的简化切割路径进行比较，当简化切割路径与实际切割路径之间的误差小于预定的误差阈值时，则以简化切割路径取代两端点范围内的实际切割路径；根据对应图形路径的预计最大切割速度及切割路径的长度，通过第一速度规画引擎计算出各切割路径的合理最大切割速度；通过夹角计算引擎计算切割路径中两相邻者之间的夹角；通过第二速度规画引擎使各切割路径的切割末速等于下一切割路径的切割初速；以及通过速度决定引擎将各切割路径中的各阶段时间调整为数字控制系统周期时间的整数倍，并调整切割路径分别的速度规
画。
[0007]本专利技术的第三方面提供一种非暂态记录介质，其存储有多个程序指令，使电子装置于读取并执行程序指令后，能够执行第二方面中的步骤，以规画具有多个切割路径的图形路径的加工速度。
[0008]本专利技术的第四方面提供一种切割系统，用于根据图形路径进行切割，切割系统包含计算机装置、信号转换控制器以及电动机驱动装置。计算机装置包括切割规画模块，切割规画模块具有第一方面的切割速度规画系统。信号转换控制器电性连接于计算机装置，以由计算机装置接收电动机脉波命令，并将电动机脉波命令转换为控制命令。电动机驱动装置电性连接于信号转换控制器以接收控制命令。
[0009]在实施例中，夹角计算引擎适于计算切割路径中两相邻者之间的夹角，切割路径包括圆弧形式及直线形式。夹角计算引擎适于计算直线形式的切割路径之间的夹角、圆弧形式的切割路径之间的夹角以及直线形式与圆弧形式切割路径之间的夹角。
[0010]在实施例中，图形前处理引擎是通过最小平方法求得二维空间中的线性规画模型，借此计算出短直线路径中任两端点连接成的直线相对范围内的多个端点所构成的折线的误差总和，当误差总和为小于预定的误差阈值中的最大值时，则以直线所对应的简化切割路径取代折线所对应的实际切割路径。
[0011]在实施例中，当第一速度规画引擎计算各切割路径的长度足够以预计最大切割速度执行等速切割时，则以预计最大切割速度作为合理最大切割速度，若否则根据切割路径所对应的：总加速度阶段时间、加速度递增阶段时间、等加速度阶段时间、加速度递减阶段时间、预计最大切割速度、切割初速、最大加速度、等速度阶段时间、最大减速度、总减速度阶段时间，减速度递增阶段时间、减速度递减阶段时间及S形速度曲线调整参数，将预计最大切割速度修正为合理最大切割速度。
[0012]在实施例中，各切割路径所对应的总加速度阶段时间表为T
a
，加速度递增阶段时间表示为T1，等加速度阶段时间表示为T2，加速度递减阶段时间表示为T3，预计最大切割速度表示为V
max
，切割初速表示为V
start
，切割末速表示为V
end
，最大加速度表示为Acc
max
，等速度阶段时间表示为T4，切割路径的长度表示为L，最大减速度表示为Dec
max
，总减速度阶段时间表为T
d
，减速度递增阶段时间表示为T5，等减速度阶段时间表示为T6，减速度递减阶段时间表示为T7，S形速度曲线调整参数表示为s
fact
o
r
，合理最大切割速度表示为V
′
max
，其中：
[0013]T
a
＝(V
max
―V
start
)/Acc
max
，T1＝T3＝sf
actor
T
a
，T2＝T
a
―T1[0014]T
d
＝(V
max
―V
end
)/Dcc
max
，T5＝T7＝sf
actor
T
d
，T6＝T
d
―T5[0015]T4＝[L―T
u
(V
start
+Acc
max
T
a
/2)―T
l
(V
max
+Dec
max
T
d
/2)]/V
max
[0016]，T
u
＝2T1+T2，T
l
＝2T5+T6，若T4大于0表示所述切割路径的长度够长，因此合理最大切割速度V
m
′
ax
＝V
max
，若T4小于等于0，则所述合理最大切割速度修正为：
[0017][0018]在实施例中，速度决定引擎适于将各切割路径中的加速度递增阶段时间、等加速度阶段时间、等速度阶段时间、减速度递减阶段时间、及等减速度阶段时间分别调整为数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种切割速度规画系统，其适用于规画具有多个切割路径的一图形路径的加工速度，其特征在于，所述切割速度规画系统包含：一图形前处理引擎，适于将所述切割路径中的多个短直线路径所对应的一实际切割路径与所述短直线路径中任两端点连接成的直线的一简化切割路径进行比较，当所述简化切割路径与所述实际切割路径之间的误差小于一预定的误差阈值时，则以所述简化切割路径取代所述两端点范围内的所述实际切割路径；一第一速度规画引擎，适于根据对应所述图形路径的一预计最大切割速度及所述切割路径的长度计算出各所述切割路径的一合理最大切割速度；一夹角计算引擎，适于计算所述切割路径中两相邻者之间的夹角；一第二速度规画引擎，适于使各所述切割路径的切割末速等于下一个切割路径的切割初速；以及一速度决定引擎，适于将各所述切割路径中的各阶段时间调整为一数字控制系统周期时间的整数倍，并调整所述切割路径分别的速度规画。2.根据权利要求1所述的切割速度规画系统，其特征在于，所述夹角计算引擎适于计算所述切割路径中两相邻者之间的夹角，所述切割路径包括圆弧形式及直线形式，所述夹角计算引擎适于计算直线形式的切割路径之间的夹角、圆弧形式的切割路径之间的夹角以及直线形式与圆弧形式切割路径之间的夹角。3.根据权利要求1所述的切割速度规画系统，其特征在于，所述图形前处理引擎是通过最小平方法求得二维空间中的一线性规画模型，借此计算出所述短直线路径中任两端点连接成的直线相对范围内的多个端点所构成的折线的误差总和，当所述误差总和为小于所述预定的误差阈值中的一最大值时，则以所述直线所对应的简化切割路径取代所述折线所对应的实际切割路径。4.根据权利要求1所述的切割速度规画系统，其特征在于，当所述第一速度规画引擎计算各所述切割路径的长度足够以所述预计最大切割速度执行一等速切割时，则以所述预计最大切割速度作为所述合理最大切割速度，若否则根据所述切割路径所对应的：总加速度阶段时间、加速度递增阶段时间、等加速度阶段时间、预计最大切割速度、切割初速、最大加速度、等速度阶段时间、最大减速度、总减速度阶段时间，减速度递增阶段时间、减速度递减阶段时间及S形速度曲线调整参数，将所述预计最大切割速度修正为所述合理最大切割速度。5.根据权利要求4所述的切割速度规画系统，其特征在于，各所述割路径所对应的总加速度阶段时间表为T
a
，加速度递增阶段时间表示为T1，等加速度阶段时间表示为T2，加速度递减阶段时间表示为T3，所述预计最大切割速度表示为V
max
，切割初速表示为V
start
，切割末速表示为V
end
，最大加速度表示为Acc
max
，等速度阶段时间表示为T4，切割路径的长度表示为L，最大减速度表示为Dec
max
，总减速度阶段时间表为T
d
，减速度递减阶段时间表示为T5，等减速度阶段时间表示为T6，减速度递减阶段时间表示为T7，S形速度曲线调整参数表示为s
factor
，所述合理最大切割速度表示为V
′
max
，其中：T
a
＝(V
max
―V
start
)/Acc
max
，T1＝T3＝s
factor
Ta，T2＝T
a
―T1T
d
＝(V
max
―V
end
)/Dcc
max
，T5＝T7＝s
factor
T
d
，T6＝T
d
―T5T4＝[L―T
u
(V
start
+Acc
max
T
a
/2)―T
l
(V
max
+Dec
max
T
d
/2)]/V
max
，T
u
＝2T1+T2，T
l
＝2T5+T6，若T4大于0表示所述切割路径的长度够长，因此合理最大切割速度V
′
max
＝V
max
，若T4小于等于0，则所述合理最大切割速
度修正为：6.根据权利要求1所述的切割速度规画系统，其特征在于，所述速度决定引擎适于将各所述切割路径中的一加速度递增阶段时间、一等加速度阶段时间、一等速度阶段时间、一减速度递减阶段时间、及一等减速度阶段时间分别调整为所述数字控制系统周期时间的整数倍。7.根据权利要求1所述的切割速度规画系统，其特征在于，所述第二速度规画引擎适于计算出所述切割路径之间的一转角限制速度，并将所述转角限制速度、各所述切...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄伟立，陈威帆，陈裕彦，
申请(专利权)人：凌华科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：