一种飞行切割控制方法、控制器、装置和存储介质与流程

本申请涉及激光加工领域技术领域，尤其涉及一种飞行切割控制方法、控制器、装置和存储介质。

背景技术：

激光切割相对于传统冲床加工具有灵活、高效、低成本等诸多优势，并且随着激光技术的突飞猛进，激光切割的应用也愈发广泛。激光切割在保证精度的前提下，对效率的要求是极高的。因为对于大功率激光设备而言，限制加工速度的已经不再是激光器功率，而是机床的机械运动性能和数控子系统(cnc)的插补算法。所以在机械运动性能允许的情况下如何将设备的潜力发挥到极致成为了激光切割cnc追求的目标。

对于有较多相似方型或者圆型轮廓的工件，可以使用飞行切割功能提高加工速度。理想状况下，要求在轮廓切割过程中尽可能不减速，并且能够精准的在每个轮廓的起点开光，结束点关光。而cnc在控制硬件进行运转的过程当中是存在插补周期的，并且控制信号仅能通过插补周期之间的节点发出，在插补周期中受限于cnc的计算能力以及通信时钟，cnc无法对控制激光切割的pwm(pulsewidthmodulation)模块进行通信。显然，在插补周期内，激光切割头的运行距离是固定的，无法要求每次开光点和关光点在时间上都与cnc两个插补周期之间的节点重合。所以在实际的加工当中就会出现激光切割头减速和停顿的情况，降低飞行切割速度。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提出一种飞行切割控制方法，解决现有技术因为开光点或关光点不准确，在切割轮廓特性相似的多个工件飞行切割速度减速的问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种飞行切割控制方法，应用于控制系统，采用了如下所述的技术方案：

一种飞行切割控制方法，应用于控制系统，所述控制系统包括数控子系统、pwm模块、激光切割头；包括下述步骤：监控插补周期内激光切割头的预设路径，确定下一个插补周期是否存在调光点；所述调光点包括用于打开激光的开光点和/或关闭激光的关光点；若存在所述调光点，则根据所述调光点的位置及激光切割头的位置判断所述调光点是否与两个插补周期之间的节点相同；若所述调光点与两个插补周期之间的节点不相同，则将所述调光点在插补周期中的时间点作为调整节点，根据所述调整节点在插补周期中的位置计算延时时间；在监控到所述调整节点对应的插补周期开始时，将调光指令和所述延时时间发送到pwm模块，以通过pwm模块控制激光切割头在所述延时时间到达时在开光点打开激光和/或在关光点关闭激光。

进一步的，所述在监控到所述调整节点对应的插补周期开始时，将调光指令和所述延时时间发送到pwm模块，以通过pwm模块控制激光切割头在所述延时时间到达时在开光点打开激光和/或在关光点关闭激光，具体包括：向pwm模块发送所述调光指令和所述延时时间；通过通信时钟同步插补周期的开始节点；从所述开始节点计时，并在所述延时时间到达后，通过pwm模块执行所述调光指令，控制所述激光切割头在开光点打开激光和/或在关光点关闭激光。

进一步的，所述通过通信时钟同步插补周期的开始节点之后，所述从所述开始节点计时，并在所述延时时间到达后，通过pwm模块执行所述调光指令，控制所述激光切割头在开光点打开激光和/或在关光点关闭激光之前，该方法还包括：根据预设的所述调光指令的传输延误时间调整所述延时时间。

进一步的，所述通过pwm模块控制激光切割头在所述延时时间到达时在开光点打开激光和/或在关光点关闭激光，具体包括：新建时间监控进程；通过所述时间监控进程监控所述延时时间；在所述延时时间到来时，通过控制pwm模块控制激光切割头在开光点打开激光和/或在关光点关闭激光。

进一步的，所述监控插补周期内激光切割头的预设路径，确定下一个插补周期是否存在调光点，具体包括：监控并提取插补周期中的位移指令；提取调光指令，所述调光指令与所述位移指令相对应；累加位移指令驱动激光切割头的移动轨迹，并且根据调光指令和对应的位移指令确定预设的调光指令触发的位置为调光点。

进一步的，所述根据所述调整节点在插补周期中的位置计算延时时间，具体包括：根据激光切割头在所述插补周期的初始位置以及位移指令，确定每条位移指令触发前激光切割头的位移距离所产生的位移时间；根据位移指令和调光点的对应关系，累加若干位移指令产生的位移时间，以确定激光头在所述插补周期的初始位置，到所述调光点所需的总位移时间；将所述总位移时间作为所述延时时间。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种飞行切割控制器，并公开了以下方案：

一种飞行切割控制器，包括：调光点提取模块，用于监控插补周期内激光切割头的预设路径，确定下一个插补周期是否存在调光点；所述调光点包括用于打开激光的开光点和/或关闭激光的关光点；调整节点确定模块，用于若存在所述调光点，则根据所述调光点的位置及激光切割头的位置判断所述调光点是否与两个插补周期之间的节点相同；控制延时确定模块，用于若所述调光点与两个插补周期之间的节点不相同，则将所述调光点在插补周期中的时间点作为调整节点，根据所述调整节点在插补周期中的位置计算延时时间；激光调整模块，用于在监控到所述调整节点对应的插补周期开始时，将调光指令和所述延时时间发送到pwm模块，以通过pwm模块控制激光切割头在所述延时时间到达时在开光点打开激光和/或在关光点关闭激光。

进一步的，所述激光调整模块包括：命令发送单元，用于向pwm模块发送所述调光指令和所述延时时间；时钟同步单元，用于通过通信时钟同步插补周期的开始节点；激光控制单元，用于从所述开始节点计时，并在所述延时时间到达后，通过pwm模块执行所述调光指令，控制所述激光切割头在开光点打开激光和/或在关光点关闭激光。

为解决上述技术问题，本申请还公开了一种控制系统，并具体公开了以下方案：

一种控制系统，包括如上所述的控制器、数控子系统、pwm模块和激光切割头，所述控制器与所述数控子系统、pwm模块和激光切割头连接；所述数控子系统用于检测激光切割头的当前位置；所述控制器通过所述pwm模块控制所述激光切割头按照预设路径对待加工工件进行连续切割。

为解决上述技术问题，本申请还公开了一种控制系统，并具体公开了以下方案：

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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如权利要求1至6中任一项所述的一种飞行切割方法的步骤。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：通过监控插补周期内预设路径上的调光点，并且根据调光点、激光切割头的位置确定在插补周期中，对激光切割机进行调整的调整节点，该节点反应了时间上对激光切割头进行调整的时机，在此基础之上，确定控制延时，并且向pwm模块输出激光调整的指令和对应的控制延时，以控制pwm模块在预设的时间点上对激光切割机进行启停功率调整的操作。可以提高飞行切割的切割质量；并大幅提升飞行切割的切割速度

附图说明

为了更清楚地说明本申请中的方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请可以应用于其中的示例性系统架构图；

图2根据本申请的一种飞行切割控制方法的一个实施例的流程图；

图3是图2中步骤s400的一种具体实施方式的流程图；

图4是图3中步骤s402的一种具体实施方式的流程图；

图5是图2中步骤s200的一种具体实施方式的流程图；

图6是图2中步骤s400的一种具体实施方式的流程图；

图7根据本申请的一种飞行切割控制方法的一个实施例的时序图；

图8为本申请一种控制系统的结构框图。

图9为图8中激光调整模块的框图。

图10是根据本申请的计算机设备的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本实施例提供的一种飞行切割控制方法通常基于系统架构100具体实施，其中系统架构100可以包括终端设备101、102、103，网络104和服务器105。网络104用以在终端设备101、102、103和服务器105之间提供通信链路的介质。网络104可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

用户可以使用终端设备101、102、103通过网络104与服务器105交互，以接收或发送消息等。终端设备101、102、103上可以安装有各种通讯客户端应用，例如网页浏览器应用、购物类应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等。

终端设备101、102、103可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、电子书阅读器、mp3播放器(movingpictureexpertsgroupaudiolayeriii，动态影像专家压缩标准音频层面3)、mp4(movingpictureexpertsgroupaudiolayeriv，动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器、膝上型便携计算机和台式计算机等等。

服务器105可以是提供各种服务的服务器，例如对终端设备101、102、103上显示的页面提供支持的后台服务器。

应该理解，图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。

继续参考图2，示出了根据本申请的一种飞行切割控制方法的一个实施例的流程图。所述的一种飞行切割控制方法，包括以下步骤：

步骤s100：监控插补周期内激光切割头的预设路径，确定下一个插补周期是否存在调光点；所述调光点包括用于打开激光的开光点和/或关闭激光的关光点。

调光点指定的是一个物理上的位置，在预设路径上预设调光点，当激光切割头运行到调光点上时，对激光切割头进行相应的调整包括打开激光、关闭激光等操作。

在本实施例中，一种飞行切割控制方法运行于其上的电子设备(例如图1所示的服务器/终端设备)可以通过有线连接方式或者无线连接方式与激光切割头通信连接。需要指出的是，上述无线连接方式可以包括但不限于3g/4g连接、wifi连接、蓝牙连接、wimax连接、zigbee连接、uwb(ultrawideband)连接、以及其他现在已知或将来开发的无线连接方式。

步骤s200：若存在所述调光点，则根据所述调光点的位置及激光切割头的位置判断所述调光点是否与两个插补周期之间的节点相同；

具体参照图5，调整节点是一个时间上的节点，在这个时间点上进行对激光的控制，根据调光点的位置以及激光切割头的位置，确定激光切割头在插补周期内位移到调光点时，确定在插补周期内需要对激光切割头进行调整的时间点为调整节点。

步骤s300：若所述调光点与两个插补周期之间的节点不相同，则将所述调光点在插补周期中的时间点作为调整节点，根据所述调整节点在插补周期中的位置计算延时时间；

确定调整节点相对于插补周期的开始节点以确定该调整节点所对应的控制延时。

步骤s400：在监控到所述调整节点对应的插补周期开始时，将调光指令和所述延时时间发送到pwm模块，以通过pwm模块控制激光切割头在所述延时时间到达时在开光点打开激光和/或在关光点关闭激光。

将插补周期内调光的指令和对应的控制延时传输给pwm模块，控制pwm模块根据延时对激光切割头进行激光调整。

进一步的，所述根据调光点和控制延时，在监控到所述调整节点对应的插补周期开始时，将调光指令和所述延时时间发送到pwm模块，以通过pwm模块控制激光切割头在所述延时时间到达时在开光点打开激光和/或在关光点关闭激光，具体包括：

步骤s401：向pwm模块发送所述调光指令和所述延时时间；

pwm模块接收调光点位置，以及相应的控制延时，在调光点上对激光切割头的调整需要在延时控制下进行。

步骤s402：通过通信时钟同步插补周期的开始节点；

同步插补周期开始节点的时间，防止通信过程中的延时对激光切割头的控制造成影响。

步骤s404：从所述开始节点计时，并在所述延时时间到达后，通过pwm模块执行所述调光指令，控制所述激光切割头在开光点打开激光和/或在关光点关闭激光。

从插补周期的开始节点进行计时，并在对应的调光节点处确定激光切割头运行到了调光点，此时，进行激光切割头的调节。

进一步的，步骤s402在通过通信时钟同步插补周期的开始节点；之后，步骤s404从所述开始节点计时，根据时间到达所述控制延时，执行相应的调光点的调光指令进行激光切割头的调节之前，该方法还包括：

步骤s403：根据预设的所述调光指令的传输延误时间调整所述延时时间。

该方案能够考虑到在cnc运行延时等原因对激光切割头控制的影响，通常对于特定型号的cnc和pwm模块，预设有特定的偏移量，以精确控制延时。

进一步的，步骤s402，监控插补周期内的预设路径，并提取路径上的调光点，具体包括：

步骤s4021：监控并提取插补周期中的位移指令。

具体通过插补周期内的位移指令确定插补周期内的路径。

步骤s4022：提取调光指令，所述调光指令与所述位移指令相对应。

调光指令与位移指令相对应，在位移指令的执行过程中，激光切割头转运到相应调光点上，出发相应的调光指令。

步骤s4023：累加位移指令驱动激光切割头的移动轨迹，并且根据调光指令和对应的位移指令确定预设的调光指令触发的位置为调光点。

通过累加位移指令驱动激光切割头移动的轨迹，并且根据调光指令和位移指令的对应关系，确定出发调光指令的位置，以确定调光点的位置。

进一步的，所述步骤s300，所述根据所述调整节点在插补周期中的位置计算延时时间，具体包括：

步骤s301根据激光切割头在所述插补周期的初始位置以及位移指令，确定每条位移指令触发前激光切割头的位移距离所产生的位移时间。

将每段位移所能够产生的距离量转换为消耗的时间量。

步骤s302根据位移指令和调光点的对应关系，累加若干位移指令产生的位移时间，以确定激光头在所述插补周期的初始位置，到所述调光点所需的总位移时间；将所述总位移时间作为所述延时时间。

通过调光指令和位移指令的对应关系，累加位移指令所对应的总位移时间，以确定从插补周期的开始到调整节点所需经历的时间。

步骤s303根据所述总位移时间确定调光点在所述插补周期中对应的调整节点。

如此完成了距离参数向时间参数所进行的调整。

进一步的，所述根据调光点和控制延时，步骤s400，通过pwm模块控制激光切割头在所述插补周期中的激光调整，具体包括：

步骤s404新建时间监控进程；

通过新建一个时间监控进程，单独的对时间进行监控，以在延时到来时发出控制命令。

步骤s405通过所述时间监控进程监控所述延时时间；

实时监控时间，该进程独立于其他进程而不受插补周期的影响，能够实时的向pwm模块通信。

步骤s406在所述延时时间到来时，通过控制pwm模块控制激光切割头在开光点打开激光和/或在关光点关闭激光。

在到达所述延时时，通过对pwm模块的控制，控制激光切割头在对应的开光点和关光点完成相应的打开激光或者关闭激光的操作。

该方案通过设置独立进程在特定时间点向pwm模块发送控制激光切割机的调整，该方案能够避免控制指令和插补周期时间上的冲突。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，前述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)等非易失性存储介质，或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

作为对上述图2所示方法的实现，本申请提供了一种飞行切割控制器一个实施例，该装置实施例与图2所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。

一种飞行切割控制器具体包括：

调光点提取模块，用于监控插补周期内激光切割头的预设路径，确定下一个插补周期是否存在调光点；所述调光点包括用于打开激光的开光点和/或关闭激光的关光点。

调整节点确定模块，用于若存在所述调光点，则根据所述调光点的位置及激光切割头的位置判断所述调光点是否与两个插补周期之间的节点相同。

控制延时确定模块，用于若所述调光点与两个插补周期之间的节点不相同，则将所述调光点在插补周期中的时间点作为调整节点，根据所述调整节点在插补周期中的位置计算延时时间。

激光调整模块，用于在监控到所述调整节点对应的插补周期开始时，将调光指令和所述延时时间发送到pwm模块，以通过pwm模块控制激光切割头在所述延时时间到达时在开光点打开激光和/或在关光点关闭激光。

进一步的，所述激光调整模块还用于：pwm模块接收调光点和对应的控制延时；

命令发送单元，用于向pwm模块发送所述调光指令和所述延时时间。

时钟同步单元，用于通过通信时钟同步插补周期的开始节点。

激光控制单元，用于从所述开始节点计时，并在所述延时时间到达后，通过pwm模块执行所述调光指令，控制所述激光切割头在开光点打开激光和/或在关光点关闭激光。

作为对上述图2所示方法的实现，本申请提供了一种控制系统，包括控制器、数控子系统、pwm模块和激光切割头，所述控制器控制数控子系统检测激光切割头的当前位置；控制器通过所述pwm模块控制所述激光切割头连续运行并对配套物料切割，其中控制器根据插补周期节点时激光切割头的当前位置以及预设路径调光点的位置控制pwm模块在控制延时下驱动激光切割头进行激光调整。

为解决上述技术问题，本申请实施例还提供计算机可读存储介质，并用于计算机设备6当中。具体请参阅图6，图6为本实施例计算机设备基本结构框图。

所述计算机设备6包括通过系统总线相互通信连接存储器61、处理器62、网络接口63。需要指出的是，图中仅示出了具有组件61-63的计算机设备6，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。其中，本技术领域技术人员可以理解，这里的计算机设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、可编程门阵列(field－programmablegatearray，fpga)、数字处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、嵌入式设备等。

所述计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算机设备可以与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。

所述存储器61至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，sd或dx存储器等)、随机访问存储器(ram)、静态随机访问存储器(sram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可编程只读存储器(prom)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器61可以是所述计算机设备6的内部存储单元，例如该计算机设备6的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器61也可以是所述计算机设备6的外部存储设备，例如该计算机设备6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。当然，所述存储器61还可以既包括所述计算机设备6的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器61通常用于存储安装于所述计算机设备6的操作系统和各类应用软件，例如一种飞行切割方法的程序代码等。此外，所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。

所述处理器62在一些实施例中可以是中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器62通常用于控制所述计算机设备6的总体操作。本实施例中，所述处理器62用于运行所述存储器61中存储的程序代码或者处理数据，例如运行所述x方法的程序代码。

所述网络接口63可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口63通常用于在所述计算机设备6与其他电子设备之间建立通信连接。

本申请还提供了另一种实施方式，即提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一种飞行切割程序，所述一种飞行切割程序可被至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如上述的一种飞行切割方法的步骤。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。