专利名称：一种z轴空行程仿形控制方法、系统及激光切割机的制作方法
技术领域：
本发明属于激光加工技术领域，尤其涉及一种Z轴空行程仿形控制方法、系统及激光切割机。
背景技术：
常规激光加工过程中从一个轮廓结束到下一个轮廓开始之间存在一个关闭激光机床空走的过程--空行程。通常情况下该空行程先抬高Z轴至安全位置，接着联动X、Y轴至下一个定位点，然后开启随动让Z轴达到切割高度。这种控制方式下激光头行走流畅性不佳，而多点定位又造成机床空行程时间过长。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种Z轴空行程仿形控制方法，旨在解决现有控制方式下激光头行走流畅性不佳的问题。本发明实施例是这样实现的，一种Z轴空行程仿形控制方法，用于定位机床的激光头，所述方法包括以下步骤:计算所述激光头当前定位点与下一定位点之间的跨度；根据所述跨度进行X、Y、Z三轴联动插补运动，使所述激光头移至预定位置。本发明实施例的另一目的在于提供一种Z轴空行程仿形控制系统，用于定位机床的激光头，所述系统包括:计算模块，用于计算所述激光头当前定位点与下一定位点之间的跨度；插补模块，用于根据所述跨度进行X、Y、Z三轴联动插补运动，使所述激光头移至预定位置。本发明实施例的另一目的在于提供一种安装有上述Z轴空行程仿形控制系统的激光切割机。本发明实施例先计算激光头当前定位点与下一定位点之间的跨度，然后根据该跨度进行X、Y、Z三轴联动插补运动，使所述激光头移至预定位置，此过程激光头行走流畅性佳。本Z轴空行程仿形控制方法及系统应用较为广泛，尤可用于激光切割机。
图1是本发明实施例提供的Z轴空行程仿形控制方法的实现流程图；图2是激光头由图1所示方法控制运动所形成的轨迹图；图3是图1优化后的流程图；图4是激光头由图3所示方法控制运动所形成的轨迹图；图5是本发明实施例提供 的Z轴空行程仿形控制系统的结构原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例先计算激光头当前定位点与下一定位点之间的跨度，然后根据该跨度进行X、Y、Z三轴联动插补运动，使所述激光头移至预定位置，此过程激光头行走流畅性佳。本发明实施例提供的Z轴空行程仿形控制方法包括以下步骤:计算所述激光头当前定位点与下一定位点之间的跨度；根据所述跨度进行X、Y、Z三轴联动插补运动，使所述激光头移至预定位置。本发明实施例提供的Z轴空行程仿形控制系统包括:计算模块，用于计算所述激光头当前定位点与下一定位点之间的跨度；插补模块，用于根据所述跨度进行X、Y、Z三轴联动插补运动，使所述激光头移至预定位置。本发明实施例提供的激光切割机安装有上述Z轴空行程仿形控制系统。下面以CNC机床切割平板为例对本发明的实现进行详细描述。图1示出了本发明实施例提供的Z轴空行程仿形控制方法的实现流程，详述如下:在步骤SlOl中，计算所述激光头当前定位点与下一定位点之间的跨度。本发明实施例中CNC机床具有一用以切割平板I的激光头2，切割之前需对该激光头2进行定位。为精确计算所述激光头2当前定位点11与下一定位点12之间的跨度L，需存储所述激光头当前定位点11的X/Y值，并预读所述激光头下一定位点12的X/Y值。前述跨度L为激光头当前定位点11与下一定位点12投影于XY平面后，两者之间的距离。其中，激光头当前定位点11的X/Y值为该定位点投影于XY平面的坐标值；同样地，激光头下一定位点12的X/Y值为该定位点投影于XY平面的坐标值。当然，于存储所述激光头当前定位点11的X/Y值,并预读所述激光头下一定位点12的X/Y值之前，得先判断是否执行快速定位指令即GOO指令。若用户选择执行，则调用CC_JUMP.DLL,以快速定位所述激光头，如图2、3所示。在步骤S102中，根据所述跨度进行X、Y、Z三轴联动插补运动，使所述激光头移至
预定位置。本发明实施例中所述插补运动优选为样条曲线插补运动，激光头2行走将更加流畅。当所述跨度L小于第一设定距离P139时，将Z轴抬起最大高度设为第一高度P135 ;当所述跨度L大于等于第一设定距离P139、且小于等于第二设定距离P140时，将Z轴抬起最大高度设为第二高度P136 ；当所述跨度L大于第二设定距离P140时，将Z轴抬起最大高度设为第三高度P137。相应地，所述第一高度P135、第二高度P136、第三高度P137依次增大，以防于不够平整的平板上进行大跨度的定位时损坏激光头2。此外，激光头2各定位点至平板I表面的距离均为P105，如图3、4所示。其中，所述第一设定距离P139优选为150 250mm，第二设定距离P140优选为450 550_ ;第一高度P135优选为5 15mm,第二高度P136优选为15 25mm,第三高度P137优选为25 35_。
通常，所述激光头2于当前定位点11之后具有一上升跟随高度P133，于下一定位点12之前具有一下降跟随高度P134，所述下降跟随高度P134大于上升跟随高度P133，这样可以避免各定位点附近的凸起碰触激光头2，防损效果更佳。因当前定位点11已经过一次定位，可使所述上升跟随高度P133较下降跟随高度P134小6 10mm，以更快定位激光头2。本领域的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步骤可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。图5示出了本发明实施例提供的Z轴空行程仿形控制系统的结构原理，为了便于描述，仅不出了与本发明实施例相关的部分。本发明实施例提供的Z轴空行程仿形控制系统用以定位机床的激光头2，其包括用于计算所述激光头2当前定位点11与下一定位点12之间的跨度L的计算模块13以及用于根据所述跨度L进行X、Y、Z三轴联动插补运动，使所述激光头2移至预定位置的插补模块14。上述各个模块(单元)的工作原理如前文所述，此处不再加以赘述。本Z轴空行程仿形控制系统的各个单元(模块)可以为软件单元、硬件单元或者软硬件结合的单元，软件单元部分可以存储于一计算机可读取存储介质中，如R0M/RAM、磁盘、光盘等。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种Z轴空行程仿形控制方法，用于定位机床的激光头，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 计算所述激光头当前定位点与下一定位点之间的跨度； 根据所述跨度进行X、Y、Z三轴联动插补运动，使所述激光头移至预定位置。
2.如权利要求1所述的Z轴空行程仿形控制方法，其特征在于，所述插补运动为样条曲线插补运动。
3.如权利要求1或2所述的Z轴空行程仿形控制方法，其特征在于，所述计算所述激光头当前定位点与下一定位点之间的跨度的步骤之前还包括: 存储所述激光头当前定位点的X/Y值，并预读所述激光头下一定位点的X/Y值。
4.如权利要求3所述的Z轴空行程仿形控制方法，其特征在于，所述机床为CNC机床；所述存储所述激光头当前定位点的X/Y值，并预读所述激光头下一定位点的X/Y值的步骤之前还包括: 判断是否执行快速定位指令。
5.如权利要求1或2所述的Z轴空行程仿形控制方法，其特征在于，所述根据所述跨度进行X、Y、Z三轴联动插补运动，使所述激光头移至预定位置的步骤中: 当所述跨度小于第一设定距离时，将Z轴抬起最大高度设为第一高度； 当所述跨度大于等于第一设定距离、且小于等于第二设定距离时，将Z轴抬起最大高度设为第二高度； 当所述跨度大于第二设定距离时，将Z轴抬起最大高度设为第三高度； 其中所述第一高度、第二高度、第三高度依次增大。
6.如权利要求5所述的Z轴空行程仿形控制方法，其特征在于，所述第一设定距离为150 250mm,第二设定距离为450 550_ ;第一高度为5 15mm,第二高度为15 25_，第三高度为25 35_。
7.如权利要求1或2所述的Z轴空行程仿形控制方法，其特征在于，所述激光头于当前定位点之后具有一上升跟随高度，于下一定位点之前具有一下降跟随高度，所述下降跟随高度大于上升跟随高度。
8.如权利要求7所述的Z轴空行程仿形控制方法，其特征在于，所述下降跟随高度较上升跟随高度大6 10mm。
9.一种Z轴空行程仿形控制系统，用于定位机床的激光头，其特征在于，所述系统包括: 计算模块，用于计算所述激光头当前定位点与下一定位点之间的跨度； 插补模块，用于根据所述跨度进行X、Y、Z三轴联动插补运动，使所述激光头移至预定位置。
10.一种安装有如权利要求9所述的Z轴空行程仿形控制系统的激光切割机。
全文摘要
本发明适用于激光加工技术领域，提供了一种Z轴空行程仿形控制方法、系统及激光切割机，所述Z轴空行程仿形控制方法包括以下步骤计算所述激光头当前定位点与下一定位点之间的跨度；根据所述跨度进行X、Y、Z三轴联动插补运动，使所述激光头移至预定位置。本发明先计算激光头当前定位点与下一定位点之间的跨度，然后根据该跨度进行X、Y、Z三轴联动插补运动，使所述激光头移至预定位置，此过程激光头行走流畅性佳。本Z轴空行程仿形控制方法及系统应用较为广泛，尤可用于激光切割机。
文档编号B23K26/08GK103111760SQ201110366288
公开日2013年5月22日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者欧阳征定, 向水平, 邓超, 侯勇, 陈根余, 陈燚, 高云峰 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司