一种激光切割头防碰撞保护调控方法及装置与流程

本技术涉及激光切割，更具体地说，本技术涉及一种激光切割头防碰撞保护调控方法及装置。

背景技术：

1、激光切割是一种高精度、高效率的加工技术，激光切割广泛应用于金属加工、电子制造、汽车工业等领域，激光切割头通过发射高能激光束，聚焦于工件表面，使局部区域迅速加热并熔化，达到切割的目的，由于激光切割的非接触性、高能量密度和良好的方向性，使其在复杂图形和高硬度材料的切割中具有显著优势。

2、在激光切割过程中，激光切割头与工件的相对位置至关重要，切割头与切割工件之间的间隙，即切割间隙，直接影响切割质量和效率，过大的切割间隙会导致激光束能量分散，切割面粗糙；而过小的间隙可能导致激光头与工件发生碰撞，造成设备损坏和生产中断，切割拐角处是激光切割过程中最具挑战性的部分之一，由于切割路径的突然变化，激光头在切割拐角处的运动速度和方向发生剧烈变化，导致切割间隙的波动加大，碰撞风险显著增加，激光切割设备通常依赖预设的切割路径和参数来控制切割过程。然而，由于工件形状复杂和材料特性多变，预设参数难以适应所有切割场景，特别是在拐角处，预设参数的局限性更加明显，因此，如何实现对不同拐角处激光切割头与目标切割工件之间切割间隙的均衡调节，从而有效降低激光切割头在切割过程中的碰撞风险是业界面临的难题。

技术实现思路

1、本技术提供一种激光切割头防碰撞保护调控方法及装置，可实现对不同拐角处激光切割头与目标切割工件之间切割间隙的均衡调节，从而可有效降低激光切割头在切割过程中的碰撞风险。

2、第一方面，本技术提供一种激光切割头防碰撞保护调控方法，包括：

3、获取激光切割头的历史切割记录，进而得到历史切割数据；

4、在所述历史切割数据中提取激光切割头的所有切割碰撞记录，进而通过各个切割碰撞记录确定激光切割头在各个切割间隙下的碰撞密度熵；

5、获取目标切割工件中每个切割拐角点的拐角形状特征，通过各个拐角形状特征和所述历史切割数据中的聚焦记录确定在切割过程中激光切割头与对应切割拐角点之间激光的聚焦间隙，根据各个聚焦间隙和所有的碰撞密度熵确定目标切割工件在各个切割拐角点下的碰撞似然特征；

6、确定激光切割头中电容极板在切割时电容的位移灵敏度，通过所述位移灵敏度和所有的碰撞密度熵确定激光切割头在各个切割间隙下的碰撞风险系数，依据所有的碰撞风险系数和各个碰撞似然特征确定激光切割头在各个切割拐角点下的防撞保护间隙；

7、在使用激光切割头对目标切割工件进行切割时，基于各个防撞保护间隙对激光切割头与目标切割工件之间的切割间隙进行均衡调节，完成对激光切割头的防碰撞保护。

8、在一些实施例中，在所述历史切割数据中提取激光切割头的所有切割碰撞记录具体包括：

9、获取所述历史切割数据中每个历史切割记录的碰撞信息；

10、在所有的碰撞信息中筛选出有效碰撞数据；

11、根据所述有效碰撞数据在所述历史切割数据中提取激光切割头的所有切割碰撞记录。

12、在一些实施例中，通过各个切割碰撞记录确定激光切割头在各个切割间隙下的碰撞密度熵具体包括：

13、对于每个切割间隙，在所有的切割碰撞记录中筛选切割间隙对应的间隙碰撞数据；

14、确定所述间隙碰撞数据中每个间隙碰撞记录的碰撞密度；

15、通过所有的碰撞密度确定激光切割头在切割间隙下的碰撞密度熵，进而得到激光切割头在各个切割间隙下的碰撞密度熵。

16、在一些实施例中，通过各个拐角形状特征和所述历史切割数据中的聚焦记录确定在切割过程中激光切割头与对应切割拐角点之间激光的聚焦间隙具体包括：

17、对于目标切割工件中的每个切割拐角点，获取切割拐角点的拐角形状特征；

18、在所述历史切割数据中筛选所述拐角形状特征的所有聚焦记录；

19、通过所有聚焦记录确定激光切割头在切割过程中喷嘴与切割拐角点之间激光的聚焦间隙，进而得到激光切割头在切割过程中喷嘴与目标切割工件中各个切割拐角点之间激光的聚焦间隙。

20、在一些实施例中，根据各个聚焦间隙和所有的碰撞密度熵确定目标切割工件在各个切割拐角点下的碰撞似然特征具体包括：

21、对于目标切割工件中的每个切割拐角点，获取激光切割头在切割过程中喷嘴与切割拐角点之间激光的聚焦间隙；

22、通过各个碰撞密度熵确定所述聚焦间隙的所有间隙碰撞密度；

23、根据所有间隙碰撞密度确定目标切割工件在切割拐角点下的碰撞似然特征，进而得到目标切割工件在各个切割拐角点下的碰撞似然特征。

24、在一些实施例中，通过所述位移灵敏度和所有的碰撞密度熵确定激光切割头在各个切割间隙下的碰撞风险系数具体包括：

25、对于每个切割间隙，获取切割间隙的碰撞密度熵；

26、通过所述位移灵敏度确定激光切割头的位移电容量；

27、根据所述位移电容量和所述碰撞密度熵确定激光切割头在切割间隙下的碰撞风险系数，进而得到激光切割头在各个切割间隙下的碰撞风险系数。

28、在一些实施例中，依据所有的碰撞风险系数和各个碰撞似然特征确定激光切割头在各个切割拐角点下的防撞保护间隙具体包括：

29、对于各个切割拐角点，获取切割拐角点的碰撞似然特征；

30、通过各个碰撞风险系数和所述碰撞似然特征确定切割拐角点在各个切割间隙下的碰撞安全值；

31、根据所有的碰撞安全值确定激光切割头在切割拐角点下的防撞保护间隙，进而得到激光切割头在各个切割拐角点下的防撞保护间隙。

32、第二方面，本技术提供一种激光切割头防碰撞保护调控装置，包括：

33、获取模块，用于获取激光切割头的历史切割记录，进而得到历史切割数据；

34、处理模块，用于在所述历史切割数据中提取激光切割头的所有切割碰撞记录，进而通过各个切割碰撞记录确定激光切割头在各个切割间隙下的碰撞密度熵；

35、所述处理模块还用于获取目标切割工件中每个切割拐角点的拐角形状特征，通过各个拐角形状特征和所述历史切割数据中的聚焦记录确定在切割过程中激光切割头与对应切割拐角点之间激光的聚焦间隙，根据各个聚焦间隙和所有的碰撞密度熵确定目标切割工件在各个切割拐角点下的碰撞似然特征；

36、所述处理模块还用于确定激光切割头中电容极板在切割时电容的位移灵敏度，通过所述位移灵敏度和所有的碰撞密度熵确定激光切割头在各个切割间隙下的碰撞风险系数，依据所有的碰撞风险系数和各个碰撞似然特征确定激光切割头在各个切割拐角点下的防撞保护间隙；

37、执行模块，用于在使用激光切割头对目标切割工件进行切割时，基于各个防撞保护间隙对激光切割头与目标切割工件之间的切割间隙进行均衡调节，完成对激光切割头的防碰撞保护。

38、第三方面，本技术提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于从所述存储器中调用并运行所述计算机程序，使得所述计算机设备执行上述的激光切割头防碰撞保护调控方法。

39、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令或代码，当指令或代码在计算机上运行时，使得计算机执行时实现上述的激光切割头防碰撞保护调控方法。

40、本技术公开的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：

41、本技术提供的一种激光切割头防碰撞保护调控方法及装置中，获取激光切割头的历史切割记录，进而得到历史切割数据；在所述历史切割数据中提取激光切割头的所有切割碰撞记录，进而通过各个切割碰撞记录确定激光切割头在各个切割间隙下的碰撞密度熵；获取目标切割工件中每个切割拐角点的拐角形状特征，通过各个拐角形状特征和所述历史切割数据中的聚焦记录确定在切割过程中激光切割头与对应切割拐角点之间激光的聚焦间隙，根据各个聚焦间隙和所有的碰撞密度熵确定目标切割工件在各个切割拐角点下的碰撞似然特征；确定激光切割头中电容极板在切割时电容的位移灵敏度，通过所述位移灵敏度和所有的碰撞密度熵确定激光切割头在各个切割间隙下的碰撞风险系数，依据所有的碰撞风险系数和各个碰撞似然特征确定激光切割头在各个切割拐角点下的防撞保护间隙；在使用激光切割头对目标切割工件进行切割时，基于各个防撞保护间隙对激光切割头与目标切割工件之间的切割间隙进行均衡调节，完成对激光切割头的防碰撞保护。

42、由此可见，本技术中，在使用激光切割头对目标切割工件进行切割时，基于各个防撞保护间隙对激光切割头与目标切割工件之间的切割间隙进行均衡调节，完成对激光切割头的防碰撞保护；其中，确定各个切割间隙下的碰撞密度熵，可以量化不同间隙下碰撞发生的频率和严重程度，碰撞密度熵是衡量激光切割头在特定切割间隙下碰撞风险的重要指标；其次，通过聚焦间隙和碰撞密度熵确定切割拐角点下的碰撞似然特征，可以精准识别切割过程中不同拐角点的碰撞风险，综合考虑了切割间隙、拐角形状和碰撞频率，从而均衡三者之间的关系，确保在高风险区域采取有效的防碰撞措施；然后，电容极板的位移灵敏度反映了激光切割头与工件之间的距离变化，通过电容极板的位移灵敏度可以进一步精确计算激光头的位移电容量，在结合碰撞密度熵后，可以确定激光头在各个切割间隙下的碰撞风险系数，即可得到预测碰撞事件和制定防护措施的关键指标；综上所述，基于上述方案可实现对不同拐角处激光切割头与目标切割工件之间切割间隙的均衡调节，从而可有效降低激光切割头在切割过程中的碰撞风险。