一种激光切割路径优化方法与流程

本发明涉及激光切割，具体涉及一种激光切割路径优化方法。

背景技术：

1、随着自动化控制技术的发展，激光切割的应用越来越广泛。激光切割是指利用高功率激光束照射待切割材料，待切割材料的被照射部分被加热蒸发，形成宽度很窄的切缝。在切割过程中，通过控制激光束的切割路径以控制切缝的形成位置，从而完成对待切割材料的激光切割操作。

2、在激光切割过程中，为了提高切割效率，需要进行激光切割路径规划。现有技术中，是选择一个位于边角的零件为切割起点，由上至下进行切割，当同一列的零件切割完毕后，再右移至另一列零件由下至上进行切割，直至所有零件切割完毕。虽然提高了激光切割的效率，但没有考虑到切割的加工效果。切割起点的选择影响整体切割的切割效果，如果切割起点选择不当，则激光切割头会在切割过程中发生爆孔或抖动。

3、因此，如何提供一种激光切割路径优化方法，使其能找到最佳的切割入射角度和方向，避免在切割过程中发生爆孔或抖动的行为，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种激光切割路径优化方法，以解决现有技术中由于切割起点选择不当而导致的切割过程中产生爆孔或抖动的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种激光切割路径优化方法，包括以下步骤：

4、步骤s1：将所有切割图形覆盖的区域划分为多个栅格，多个栅格排列形成栅格区域，每个栅格内包含多个切割图形；

5、步骤s2：基于所有切割图形的栅格区域，确定切割路径的排序方向；

6、步骤s3：基于切割路径的排序方向，得到切割路径的起始栅格；

7、步骤s4：根据切割路径的起始栅格确定初始基准点，定位距离所述初始基准点最近的起始栅格内的单个图形；

8、步骤s5：基于得到的距离所述初始基准点最近的起始栅格内的单个图形，筛选确定该单个图形的备选点集，在备选点集中确定切割起点；

9、步骤s6：基于确定的切割起点，根据最短路径方法，对起始栅格内的多个切割图形进行切割；

10、步骤s7：基于起始栅格内的多个切割图形切割完成后，结合切割路径的排序方向，按顺序对其他栅格内的多个切割图形进行切割。

11、进一步地，所述步骤s5中，基于得到的距离所述初始基准点最近的起始栅格内的单个图形，筛选确定该单个图形的备选点集，具体包括：

12、获取距离所述初始基准点最近的起始栅格内的单个图形的形状，判断该单个图形是否为闭合图形；

13、基于该单个图形为闭合图形，判断所述起始栅格内是否包含有其他图形；

14、基于所述起始栅格内不包含有其他图形，获取所述单个图形上的所有凸点，并选择角度值小于第一阈值的凸点作为切割起点的第一备选点集；

15、基于所述起始栅格内包含有其他图形，获取所述单个图形上的所有凹点，并选择角度值小于第二阈值的凹点作为切割起点的第二备选点集。

16、进一步地，所述步骤s5中，筛选确定该单个图形的备选点集，在备选点集中确定切割起点，具体包括：获取第一备选点集内的凸点的空程入射角的角度值，将空程入射角的角度值满足预设条件的凸点作为切割起点；获取第二备选点集内的凹点的空程入射角的角度值，将空程入射角的角度值满足预设条件的凹点作为切割起点。

17、进一步地，所述步骤s6中，基于确定的切割起点，根据最短路径方法，对起始栅格内的多个切割图形进行切割，具体为：基于确定的切割起点，沿栅格内的单个图形的轮廓进行切割，以单个图形的切割终点作为二次基准点，按步骤s5的定位方法寻找其他图形的切割起点，其他图形基于切割起点继续进行切割。

18、进一步地，所述预设条件为空程入射角的角度值的取值范围为[140°，160°]。

19、进一步地，所述切割路径的排序方向为左右优先排序或上下优先排序。

20、进一步地，所述凸点为旋向与单个图形整体旋向一致的点。

21、进一步地，所述凹点为旋向与单个图形整体旋向不一致的点。

22、本发明具有如下优点：

23、本申请提供的切割路径优化方法包括将所有切割图形覆盖的区域划分为多个栅格，多个栅格排列形成栅格区域，每个栅格内包含多个切割图形；基于所有切割图形的栅格区域，确定切割路径的排序方向；基于切割路径的排序方向，得到切割路径的起始栅格；根据切割路径的起始栅格确定初始基准点，定位距离初始基准点最近的起始栅格内的单个图形；基于得到的距离初始基准点最近的起始栅格内的单个图形，筛选确定该单个图形的备选点集，在备选点集中确定切割起点；基于确定的切割起点，根据最短路径方法，对起始栅格内的多个切割图形进行切割；基于起始栅格内的多个切割图形切割完成后，结合切割路径的排序方向，按顺序对其他栅格内的多个切割图形进行切割。

24、本申请是以加工效果作为切入点，结合实际应用场景提出。该方案在兼顾效率的同时增加了对图形切割时起点的选择以及切割的方向的处理。本申请找到最佳的切割入射角度和方向，避免在切割过程中发生爆孔或抖动，使空程与切割处的衔接更加平顺，减少了空程到切割连接处的减速，使切割起点处的加工效果更好，减少机器反向间隙造成的影响。

技术特征：

1.一种激光切割路径优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的激光切割路径优化方法，其特征在于，所述步骤s5中，基于得到的距离所述初始基准点最近的起始栅格内的单个图形，筛选确定该单个图形的备选点集，具体包括：

3.如权利要求2所述的激光切割路径优化方法，其特征在于，所述步骤s5中，筛选确定该单个图形的备选点集，在备选点集中确定切割起点，具体包括：获取第一备选点集内的凸点的空程入射角的角度值，将空程入射角的角度值满足预设条件的凸点作为切割起点；获取第二备选点集内的凹点的空程入射角的角度值，将空程入射角的角度值满足预设条件的凹点作为切割起点。

4.如权利要求1所述的激光切割路径优化方法，其特征在于，所述步骤s6中，基于确定的切割起点，根据最短路径方法，对起始栅格内的多个切割图形进行切割，具体为：基于确定的切割起点，沿栅格内的单个图形的轮廓进行切割，以单个图形的切割终点作为二次基准点，按步骤s5的定位方法寻找其他图形的切割起点，其他图形基于切割起点继续进行切割。

5.如权利要求3所述的激光切割路径优化方法，其特征在于，所述预设条件为空程入射角的角度值的取值范围为[140°，160°]。

6.如权利要求1所述的激光切割路径优化方法，其特征在于，所述切割路径的排序方向为左右优先排序或上下优先排序。

7.如权利要求2所述的激光切割路径优化方法，其特征在于，所述凸点为旋向与单个图形整体旋向一致的点。

8.如权利要求2所述的激光切割路径优化方法，其特征在于，所述凹点为旋向与单个图形整体旋向不一致的点。

技术总结本发明公开了一种激光切割路径优化方法，属于激光切割技术领域，包括将所有切割图形覆盖的区域划分为多个栅格，多个栅格排列形成栅格区域，每个栅格内包含多个切割图形；基于所有切割图形的栅格区域，确定切割路径的排序方向；基于切割路径的排序方向，得到切割路径的起始栅格；根据切割路径的起始栅格确定初始基准点，定位距离初始基准点最近的起始栅格内的单个图形；基于得到的距离初始基准点最近的起始栅格内的单个图形，筛选确定该单个图形的备选点集，在备选点集中确定切割起点；基于确定的切割起点，根据最短路径方法，对起始栅格内的多个切割图形进行切割。本申请找到最佳的切割入射角度和方向，避免在切割过程中发生爆孔或抖动。技术研发人员：何志敏,孙帅华,肖成柱受保护的技术使用者：深圳市睿达科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25