一种三轴联动正切圆弧槽控制方法和系统与流程

1.本发明涉及一种圆弧槽的控制方法，特别涉及一种三轴联动正切圆弧槽控制方法和系统。


背景技术：

2.目前板式家具行业流行隐形连接件连接拼装，隐形连接件通常需要在板式家具的边缘开出一定大小的圆弧槽，然后将隐形连接件安装于圆弧槽中，现有技术对板材上表面进行简单的开孔，刮涂等简单的加工，但是对于板材上表面不同大小圆弧槽的开槽方法需要设置不同的刀片，使得开槽的效率低下。


技术实现要素：

3.本发明其中一个发明目的在于提供一种三轴联动正切圆弧槽控制方法和系统，所述控制方法采用三轴联动控制，通过激光探测装置感应板材位置，并计算刀片到切割槽的高度，根据预设的切割路径函数联动控制三个驱动轴的运动，从而可以切割出精准大小的圆弧槽。
4.本发明另一个发明目的在于提供一种三轴联动正切圆弧槽控制方法和系统，所述控制方法根据需要的圆弧槽尺寸建立切割路径函数，其中根据所述切割路径函数驱动三个驱动轴运动，通过自动化的方式实现对板材圆弧槽上表面精准的切割控制。
5.本发明另一个发明目的在于提供一种三轴联动正切圆弧槽控制方法系统，所述控制方法对于不同的圆弧槽无需进行刀片的切换，只需驱动三个驱动轴在以预设的方向和速度执行板材的切割即可。
6.本发明另一个发明目的在于提供一种三轴联动正切圆弧槽控制方法和系统，所述控制方法在切割时，根据激光探测装置自动感应切割位置，在一个方向上无需固定板材的位置，使得板材的圆弧槽切割位置无需人为定位，提高板材正面圆弧槽的切割效率。
7.为了实现至少一个上述发明目的，本发明进一步提供一种三轴联动正切圆弧槽控制方法，所述三轴联动正切圆弧槽控制方法包括如下步骤：
8.配置切割的圆弧半径r,根据圆弧半径和圆弧段长度建立切割路径函数；
9.将板材正面固定于切割台上，以三个驱动轴控制的移动方向建立三维直角坐标系，根据所述切割路径函数计算圆弧槽的圆心、初始切割坐标和终止切割坐标；
10.启动切割刀片；
11.根据所述切割路径函数同时控制三个驱动轴在三维直角坐标系内的移动，用于在所述板材正面切割圆弧槽。
12.根据本发明其中一个较佳实施例，所述三维直角坐标系包括x轴，y轴和z轴，对应的第一驱动轴沿着所述x轴方向移动，所述第二驱动轴沿着y轴方向移动，第三驱动轴沿着z轴方向移动，预设坐标原点，根据三个坐标轴的移动方向和移动距离判断所述切割刀片在三维直角坐标系中的坐标。
13.根据本发明另一个较佳实施例，激光探测装置向所述切割台发射激光，同时接收反射激光，计算发射激光和反射激光的时间差值，根据时间差值判断所述板材的高度。
14.根据本发明另一个较佳实施例，驱动所述第二驱动轴沿着y轴方向移动，同时所述激光探测装置实时计算发射激光信号和接收激光信号的时间差值，若时间差值不变，则继续驱动所述第二驱动轴沿着y轴方向移动，若时间差值发生变换，则计算差值变化值，并计算变化后的发射激光信号和接收激光信号的时间差值，用于获取板材边缘位置坐标和刀片相对于板材正面的距离，其中所述激光探测装置垂直于所述板材正面发射激光信号和接收激光信号。
15.根据本发明另一个较佳实施例，驱动所述第二驱动轴沿着x轴方向移动，同时所述激光探测装置实时计算发射激光信号和接收激光信号的时间差值，若时间差值不变，则继续驱动所述第二驱动轴沿着x轴方向移动，若时间差值发生变换，则计算差值变化值，并计算变化后的发射激光信号和接收激光信号的时间差值，用于获取板材边缘位置坐标和刀片相对于板材正面的距离。
16.根据本发明另一个较佳实施例，当驱动所述第二驱动轴沿着x轴或y轴方向移动并且所述激光探测装置感应到发射激光信号和接收激光信号的时间差值的变化值大于设定的第一阈值时，保存该时刻坐标，并同时记录以该时刻坐标为基准的第一驱动轴、第二驱动轴和第三驱动轴移动的移动长度。
17.根据本发明另一个较佳实施例，根据预设的初始切割坐标驱动所述x轴或y轴移动到预设距离，使得所述切割刀片位于所述初始切割坐标的上方，进一步根据激光探测装置在z轴方向上的发射激光信号和接收激光信号的时间差值，计算切割刀片和所述板材正面的距离，用于执行z轴方向上的切割动作。
18.根据本发明另一个较佳实施例，当所述切割刀片在所述第三驱动轴作用下移动至所述初始切割坐标时，根据所述切割路径函数同时驱动所述第二驱动轴和第三驱动轴执行所述切割刀片在y
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z平面内的切割运动，使得所述切割刀片根据切割路径函数从所述初始切割坐标到所述终止切割坐标做切割运动。
19.根据本发明另一个较佳实施例，当所述切割刀片在所述第三驱动轴作用下移动至所述初始切割坐标时，根据所述切割路径函数同时驱动所述第二驱动轴和第三驱动轴执行所述切割刀片在x
‑
z平面内的切割运动，使得所述切割刀片根据切割路径函数从所述初始切割坐标到所述终止切割坐标做切割运动。
20.为了实现至少一个上述发明目的，本发明进一步提供一种三轴联动正切圆弧槽控制系统，所述系统采用上述一种三轴联动正切圆弧槽控制方法。
附图说明
21.图1显示的是本发明一种三轴联动正切圆弧槽控制方法流程示意图。
22.图2显示的是三轴联动正切圆弧槽控制方法对应的装置结构示意图。
23.图3显示的是三轴联动正切圆弧槽控制方法切割形成的板材圆弧槽结构示意图。其中，
24.第一驱动轴
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11，第二驱动轴
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12，第三驱动轴
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13，切割刀片
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20，板材
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30，切割台
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40，激光探测装置
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50。
具体实施方式
25.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
26.本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
27.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
28.请结合图1
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3，本发明公开了一种三轴联动正切圆弧槽控制方法和系统，所述系统可采用侧料机进行进行切割，所述系统具有三个驱动轴，包括第一驱动轴11，第二驱动轴12和第三驱动轴13，其中所述第一驱动轴11和、第二驱动轴12和第三驱动轴13分别相互垂直，用于在三个相互垂直的方向上驱动切割刀片20移动，所述控制方法通过预建立虚拟三维直角坐标系，所述坐标系通过计算机软件模拟构建，所述三维直角坐标系的三个坐标轴分别为x轴、y轴和z轴，其中x轴的延伸方向为所述第一驱动轴11移动方向，y轴为所述第二驱动轴12移动方向，z轴为第三驱动轴13移动方向，所述第一驱动轴11，第二驱动轴12和第三驱动轴13分别连接独立的伺服电机，用于三个坐标轴延伸方向上的驱动轴独立移动。
29.所述控制方法包括：建立切割路径函数，其中所述切割路径函数为根据需要切割的圆弧槽大小和在板材30正面上的位置决定的，其中所述板材30正面为当板材30被安装在切割台40上时的上表面，所述切割路径函数可控制所述第一驱动轴11、第二驱动轴12和第三驱动轴13做联动运动，所述切割路径函数为控制三个驱动轴做圆弧状切割运动。
30.具体的，根据所述切割路径函数计算待切割圆弧槽对应的圆弧长度以及圆弧对应的圆心坐标，其中该圆心坐标位于所述板材30正面上方，根据圆心坐标和需要切割的弧长计算位于所述板材30正面的初始切割坐标和终止切割坐标，所述刀片在三个驱动轴的作用下自动或手动地移动到初始切割坐标，进一步根据所述切割路径函数执行切割操作，值得一提的是，所述控制系统上设有激光探测装置50，所述激光探测装置50向着板材30正面照射垂直激光束，进一步接收板材30正面反射的激光，并且进一步计算所述激光探测装置50的激光发射时刻和反射激光接收时刻，所述系统具有计算分析模块，所述计算分析模块获取激光的发射时刻和接收时刻，并计算所述发射时刻和接收时刻的时间差值，
31.通过所述计算分析模块可根据所述时间差值计算所述切割刀片20和板材30正面之间的距离，用于控制所述切割刀片20沿着z轴方向向上或向下移动。所述计算分析模块内可设置第一阈值，当所述系统启动时，所述切割刀片20被所述第一驱动轴11或第二驱动轴12驱动，使得所述切割刀片20可沿着x轴或y轴方向上移动并实时计算发射时刻和接收时刻的时间差值，计算所述时间差值的变化值，如果该变化值大于所述第一阈值，则说明所述激光探测装置50在切割台40上相对于所述切割刀片20的下方具有障碍物或板材30自身，因此
可通过激光感应的方式获取板材30的位置，需要说明的是，所述第一阈值的大小设定可感应不同厚度的板材30，也就是说，只有符合一定厚度的板材30才能被感应到，记录所述时间差值变化值的初始时刻，并计算该初始时刻刀片在所述坐标系中的坐标值，进一步根据该坐标值确定初始切割坐标坐标，需要说明的是，在本发明其中一个较佳实施例中，所述板材30可被安装固定于特定位置，该位置使得所述板材30的边缘自身具有固定的x值或y值，该值被记录于系统中，当所述时间差值的变化值大于所述第一阈值时，通过获取该初始时刻刀片在坐标系中的坐标值则可判断切割刀片20相对于所述板材30的位置。
32.举例来说：若板材30被安装固定于x轴方向上的两个限位板上，其中两个限位板x轴方向的值可以是2，20，并且y轴的值为5时，则所述板材30的坐标范围可以是：(2
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20，5，z)，该坐标描述了板材30在坐标系内的空间范围，因此当所述激光探测装置50探测到所述刀片在(5，5，20)位置的时间差值发生可感应变化时，可进一步计算所述切割刀片20在所述板材30边缘的相对位置，在记录该相对位置后，可自动地根据所述切割路径函数同时驱动第一轴驱动轴、第二驱动轴12和第三驱动轴13执行对所述板材30的切割任务。其中根据根据激光探测装置50获取到切割刀片20自身的坐标，并根据自身坐标判断是否是切割路径函数的初始切割坐标，若是，则执行所述切割路径函数控制所述第一驱动轴11和第三驱动轴13运动，或者控制所述第二驱动轴12和第三驱动轴13运动。也就是说,所述切割路径函数为在所述x轴和z轴平面内,或在所述y轴和z轴平面内的路径函数，该切割路径函数满足x2+z2＝r2或y2+z2＝r2，其中r为圆弧槽的半径，该半径可根据需要切割的圆弧槽弧长和弧度计算获取。
33.所述系统在识别板材30边缘后可自动或手动地将所述切割刀片20移动到初始切割坐标，进一步根据切割路径函数执行切自动切割操作，在本发明其中一个较佳实施例中，在识别板材30边缘坐标后，在系统中输入指定的x轴或y轴坐标值，并在另一坐标轴上设置指定单个坐标值或间隔的多个坐标值，用于形成单个或间隔状的初始切割坐标，所述第一驱动轴11或第二驱动轴12驱动在所述板材30上对每一初始切割坐标执行所述切割路径函数，从而使得在所述板材30正面形成单个或间隔的圆弧槽。
34.进一步的，通过所述激光探测装置50获取激光发射时刻和接收时刻的差值，用于计算该切割刀片20和所述板材30正面之间的距离，当获取初始切割坐标后，通过控制所述第三驱动轴13上下移动使得所述刀片靠近所述初始切割坐标，并进一步根据切割路径函数控制所述第三驱动轴13和第一驱动轴11对所述板材30正面进行联动切割，或者控制所述第三驱动轴13和第二驱动轴12对所述板材30正面进行联动切割，其中所述第三驱动轴13用于控制所述圆弧槽的深度，所述第一驱动轴11和第二驱动轴12用于控制所述圆弧槽的长度。
35.特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本申请上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线段、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存
储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线段的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd
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rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线段、电线段、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
36.附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
37.本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明，本发明的目的已经完整并有效地实现，本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。