管材支撑的控制方法、系统、装置、设备与介质与流程

1.本发明涉及激光切割领域，尤其涉及一种管材支撑的控制方法、系统、装置、设备与介质。


背景技术：

2.在激光切割领域中，待切割的管材较长或者比较重的场景下，通常需要使用支架对管材进行支撑，以防止管材在加工过程中下沉或者甩动。
3.现有技术中，管材切割系统支架分为随动支架和非随动支架，非随动支架的支撑接触点通常需要设计为特殊形状，例如弧形，并且需要人工调整支架的高度，增加了支撑面的加工难度，同时，人工调整支架效率低下；随动支架通过伺服电机控制支架的位置，但是通常需要借助外部传感器定位管材的位置，进而根据管材的位置反馈，调整支架的高度，而外部传感器价格高昂，增加了随动支架的成本。
4.可见，现有技术无法兼顾高效与低成本地对待加工管材进行支撑。


技术实现要素：

5.本发明提供一种管材支撑的控制方法、系统、装置、设备与介质，以解决无法兼顾高效与低成本地对待加工管材进行支撑的问题。
6.根据本发明的第一方面，提供了一种管材支撑的控制方法，包括：
7.获取待加工管材的轮廓位置信息；所述轮廓位置信息表征了所述待加工管材横截面轮廓上n个轮廓点在图纸坐标系的位置；其中，n为大于1的整数；
8.在所述待加工管材旋转过程中，根据所述轮廓位置信息、所述待加工管材的当前旋转角度，以及所述待加工管材的旋转轴心在支架坐标系的位置，确定所述支架坐标系下所述支架的随动高度；
9.根据所述随动高度，控制所述支架升降，以使得所述支架支撑于所述待加工管材的下侧。
10.可选的，根据所述轮廓位置信息、所述待加工管材的当前旋转角度，以及所述待加工管材的旋转轴心在支架坐标系的位置，确定所述支架坐标系下所述支架的随动高度，包括：
11.根据所述轮廓位置信息、所述当前旋转角度以及标定高度，计算所述支架坐标系下每个轮廓点的当前高度；其中，所述标定高度表征了在所述支架坐标系中，所述待加工管材的旋转轴心相对于所述支架的初始位置的高度；
12.在所述n个轮廓点对应的n个当前高度中，确定最小的当前高度为所述随动高度。
13.可选的，所述随动高度是根据以下公式确定的：
14.curposh＝min(h1，h2，
…
hn)；
15.hi＝hbase+0.5*height+xi*sinb+yi*cosb，i∈[1,n]；
[0016]
其中，curposh为所述随动高度；
[0017]
i为所述待加工管材横截面轮廓上任意一轮廓点；
[0018]
xi为所述待加工管材横截面轮廓上任意一轮廓点在图纸坐标系下的横坐标；
[0019]
yi为所述待加工管材横截面轮廓上任意一轮廓点在图纸坐标系下的纵坐标；
[0020]
hi为支架坐标系下任意一轮廓点的当前高度；
[0021]
hbase表征了：在标准管材安装于机床，且所述支架支撑于所述标准管材时所述支架相对于所述初始位置的高度；
[0022]
height表征了：在所述标准管材安装于所述机床时，所述标准管材沿竖直方向的尺寸；
[0023]
b为所述待加工管材的当前旋转角度。
[0024]
可选的，在获取待加工管材的轮廓位置信息之前，还包括：
[0025]
在标准管材安装于机床时，控制所述支架运动至所述标准管材的底部，并根据此时所述支架所处的高度与所述标准管材沿竖直方向的尺寸，确定所述标定高度。
[0026]
可选的，在获取待加工管材的轮廓坐标信息之前，还包括：
[0027]
根据所述待加工管材的图纸信息，确定所述支架需要随动。
[0028]
可选的，若根据所述待加工管材的图纸信息，确定所述支架不需要随动，则控制所述支架处于指定位置。
[0029]
根据本发明的第二方面，提供了一种管材支撑的控制系统，包括支架、支架驱动机构、管材驱动机构与控制机构；所述支架安装于所述支架驱动机构，所述控制机构电连接所述支架驱动机构与所述管材驱动机构；
[0030]
所述控制机构用于：
[0031]
获取待加工管材的轮廓位置信息；所述轮廓坐标信息表征了所述待加工管材横截面轮廓上n个轮廓点在图纸坐标系的位置；其中，n为大于1的整数；
[0032]
在所述管材驱动机构驱动待加工管材旋转的过程中，根据所述轮廓位置信息、所述待加工管材的当前旋转角度，以及所述待加工管材的旋转轴心在支架坐标系的位置，确定所述支架坐标系下所述支架的随动高度；
[0033]
根据所述随动高度，控制所述支架驱动机构驱动所述支架升降，以使得所述支架支撑于所述待加工管材的下侧。
[0034]
根据本发明的第三方面，提供了一种管材支撑的控制装置，包括：坐标信息获取模块，用于：获取待加工管材的轮廓坐标信息；所述轮廓坐标信息表征了所述待加工管材横截面轮廓上n个轮廓点在图纸坐标系下的坐标；其中，n为大于1的整数；
[0035]
随动高度确定模块，用于：在所述待加工管材旋转过程中，根据所述轮廓坐标信息、所述待加工管材的当前旋转角度，以及所述待加工管材的旋转轴心在支架坐标系的位置，确定所述支架坐标系下所述支架的随动高度；
[0036]
支架控制模块，用于：根据所述随动高度，控制所述支架升降，以使得所述支架支撑于所述待加工管材的下侧。
[0037]
根据本发明的第四方面，提供了一种电子设备，包括处理器与存储器，所述存储器，用于存储代码和相关数据；
[0038]
所述处理器，用于执行所述存储器中的代码以实现本发明第一方面及其可选方案所涉及的方法。
[0039]
根据本发明的第五方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面及其可选方案所涉及的方法。
[0040]
本发明提供的管材支撑的控制方法、系统、装置、设备与介质，能够根据待加工管材的轮廓位置信息与旋转角度，以及待加工管材的旋转轴心在支架坐标系的位置，计算确定待加工管材的最低点位置，进而确定支架的随动高度。本发明能够在不需要借助外部传感器的情况下控制支架准确移动，以支撑待加工管材，提高了支架的随动效率，同时减小了成本投入。
附图说明
[0041]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]
图1是本发明一实施例中管材支撑的控制方法流程示意图一；
[0043]
图2是本发明一实施例中管材支撑的控制方法流程示意图二；
[0044]
图3是本发明一实施例中管材支撑的控制方法中随动高度计算原理示意图；
[0045]
图4是本发明一实施例中管材支撑的控制方法流程示意图三；
[0046]
图5是本发明一实施例中管材支撑的控制方法的标定高度示意图；
[0047]
图6是本发明一实施例中管材支撑的控制方法流程示意图四；
[0048]
图7是本发明一实施例中管材支撑的控制方法流程示意图五；
[0049]
图8是本发明一实施例中管材支撑的控制方法流程示意图六；
[0050]
图9是本发明一实施例中管材支撑的控制系统的示意图；
[0051]
图10是本发明一实施例中管材支撑控制装置的结构示意图一；
[0052]
图11是本发明一实施例中管材支撑控制装置的结构示意图二
[0053]
图12是本发明一实施例中电子设备构造示意图。
具体实施方式
[0054]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0055]
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0056]
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施
例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
[0057]
本发明实施例所涉及的管材支撑的控制方法，可应用于机床自带的控制设备，也可应用于外接于机床的控制设备。
[0058]
请参考图1，一种管材支撑的控制方法，包括：
[0059]
s11：获取待加工管材的轮廓位置信息；所述轮廓位置信息表征了所述待加工管材横截面轮廓上n个轮廓点在图纸坐标系的位置；其中，n为大于1的整数；
[0060]
s12：在待加工管材旋转过程中，根据所述轮廓位置信息、所述待加工管材的当前旋转角度，以及所述待加工管材的旋转轴心在支架坐标系的位置，确定所述支架坐标系下所述支架的随动高度；
[0061]
s13：根据所述随动高度，控制所述支架升降，以使得所述支架支撑于所述待加工管材的下侧。
[0062]
其中，待加工管材横截面轮廓上的n个轮廓点，可以是将待加工管材的图纸导入管材切割系统后，管材切割系统通过读取图纸的横截面轮廓，并将横截面轮廓拆分成n个点得到的。由于n的取值越大，在利用后文提到的公式计算时，越容易找到管材位于机床位置最低的部分，得到的随动高度也就越精准，因此，部分举例中，n可以为大于2的整数，进而，通过对管材横截面轮廓的拆分，可有利于提高计算随动高度的准确度。
[0063]
其中，所述待加工管材的当前旋转角度可以理解为：待加工管材在机床中旋转后的位置与待加工管材在机床中的初始位置(或标准位置)之间的角度差，该角度差可以为360度内的。
[0064]
一种举例中，所述待加工管材的旋转轴心在支架坐标系的位置可以通过在支架坐标系下的坐标来表征，其他举例中，也可以利用待加工管材的旋转中心在支架坐标系下的与坐标相关联的其他参数来表征。
[0065]
一种举例中，所述待加工管材可以是常规的方管、圆管，也可以是异形管，所述待加工管材的下侧可以理解为：管材位于机床位置最低的部分。
[0066]
一种实施方式中，请参考图2，步骤s12包括：
[0067]
s121：根据所述轮廓位置信息、所述当前旋转角度以及标定高度，计算所述支架坐标系下每个轮廓点的当前高度；其中，所述标定高度表征了在所述支架坐标系中，所述待加工管材的旋转轴心相对于所述支架的初始位置的高度；
[0068]
计算所述支架坐标系下每个轮廓点的当前高度的过程还可以理解为坐标系转化的过程，即：将待加工管材的图纸坐标系的原点置于支架坐标系的标定高度上，进而能够通过图纸坐标系中各点的坐标参数，计算得到管材在支架坐标系下各轮廓点的实际高度。
[0069]
s122：在所述n个轮廓点对应的n个当前高度中，确定最小的当前高度为所述随动高度。
[0070]
一种实施方式中，所述随动高度是根据以下公式确定的，请参考图3(图3中的x1轴与y1轴为图纸坐标系的两个轴，x2轴与y2轴为支架坐标系的两个轴)理解：
[0071]
curposh＝min(h1，h2，
…
hn)；
[0072]
hi＝hbase+0.5*height+xi*sinb+yi*cosb,i∈[1,n]
[0073]
其中，curposh为所述随动高度；
[0074]
i为所述待加工管材横截面轮廓上任意一轮廓点；
[0075]
xi为所述待加工管材横截面轮廓上任意一轮廓点在图纸坐标系下的横坐标；
[0076]
yi为所述待加工管材横截面轮廓上任意一轮廓点在图纸坐标系下的纵坐标；
[0077]
hi为支架坐标系下任意一轮廓点的当前高度；
[0078]
hbase表征了：在标准管材安装于机床，且所述支架支撑于所述标准管材时所述支架相对于所述初始位置的高度；
[0079]
height表征了：在所述标准管材安装于所述机床时，所述标准管材沿竖直方向的尺寸；具体的，由于标准管材安装于机床时，标准管材的中心与机床中管材驱动机构(例如旋转卡盘)的旋转轴心重合，故而，height可以为标准管材的高度(例如标准圆形管的直径，标准矩形管的矩形宽度或长度)；
[0080]
b为所述待加工管材的当前旋转角度。
[0081]
此外，待加工管材的旋转过程指：待加工管材安装于机床，从而被机床中的管材驱动机构驱动旋转的过程。
[0082]
一种实施方式中，请参考图4，在实施步骤s11之前还包括：
[0083]
s14：在标准管材安装于机床时，控制所述支架运动至所述标准管材的底部，并根据此时所述支架所处的高度与所述标准管材沿竖直方向的尺寸，确定所述标定高度。
[0084]
一种举例的标定高度确定过程中，请参考图5，其中的y轴方向即为竖直方向、高度方向，对应的，y轴坐标也可理解为竖坐标，其中的x轴方向即为水平方向，对应的,x轴坐标也可理解为也横坐标，将高为height的标准管材(例如图5所示的标准矩形管)安装到管材切割系统的待加工位置，并控制管材切割系统转到水平位置，然后人工点动支架伺服执行点动指令或自动控制管材运动，从而将支架的支撑位置靠近标准管材的底部，确定此时支架的伺服竖坐标(也可以理解为此时支架相对于支架初始位置的高度)与标准管材高度的一半之和(也可以理解为是标准管材的旋转轴心的伺服竖坐标)为标定高度。可见，标定高度表征了管材的旋转轴心在支架坐标系的位置。
[0085]
一种举例中，步骤s14得到的标定高度可以在同一机床上反复使用，即在支架第一次使用前实施步骤s14，将得到的标定高度运用到之后的每次切割任务中，其他举例中，也可以在每次执行切割任务之前均采用同样的方法得到一个新的标定高度。
[0086]
一种实施方式中，请参考图6，在实施步骤s11之前还包括：
[0087]
s15：根据所述待加工管材的图纸信息，判断所述支架是否需要随动；
[0088]
若判断支架需要随动，可以理解为步骤s15的判断结果为是，则实施步骤s11，若判断支架不需要随动，可以理解为步骤s15的判断结果为否，则实施步骤s16：控制所述支架处于指定位置。
[0089]
在实际实施过程中，请参考图6至图8，对管材支架随动的控制方法进行阐述。
[0090]
在对待加工管材进行切割之前，先实施步骤s14(即安装标准矩形管，并将管材旋转到正面角度，然后再人工将支架点动支架靠近管面，完成支架标定)，得到标定高度后，可以将任意形状的管材安装至待加工位置，并导入对应的管材图纸，然后可以实施步骤s15(即判断支架是否随动)，若支架需要随动，可以理解为步骤s15的判断结果为是，则可实施步骤s11，然后实施步骤s12(即在管材旋转任意角度时，利用随动算法计算支架的随动高度)，得到随动高度后，可实施步骤s13(即伺服控制模块控制支架运动到随动高度)；若支架不需要随动，可以理解为步骤s15的判断结果为否，则可实施步骤s16(即伺服控制模块控制
支架运动到指定位置)。
[0091]
可见，本发明提供的管材支撑的控制方法，能够根据待加工管材的轮廓位置信息与旋转角度，以及待加工管材的旋转轴心在支架坐标系的位置，计算确定待加工管材的最低点位置，进而确定支架的随动高度。本发明能够在不需要借助外部传感器的情况下控制支架准确移动，以支撑待加工管材，提高了支架的随动效率，同时减小了成本投入。
[0092]
请参考图9，提供了一种管材支撑的控制系统，包括支架4、支架驱动机构5、管材驱动机构7与控制机构6；所述支架4安装于所述支架驱动机构5，所述控制机构6电连接所述支架驱动机构5与所述管材驱动机构7；
[0093]
所述控制机构6用于：
[0094]
获取待加工管材的轮廓位置信息；所述轮廓坐标信息表征了所述待加工管材横截面轮廓上n个轮廓点在图纸坐标系的位置；其中，n为大于1的整数；该过程及其可选方案可参照前文的步骤s11理解；
[0095]
在所述管材驱动机构7驱动待加工管材旋转的过程中，根据所述轮廓位置信息、所述待加工管材的当前旋转角度，以及所述待加工管材的旋转轴心在支架坐标系的位置，确定所述支架坐标系下所述支架4的随动高度；该过程及其可选方案可参照前文的步骤s12理解；
[0096]
根据所述随动高度，控制所述支架驱动机构5驱动所述支架4升降，以使得所述支架4支撑于所述待加工管材的下侧，该过程及其可选方案可参照前文的步骤s13理解；
[0097]
其中的管材驱动机构7为可以安装管材并驱动管材旋转的机构，例如可以为旋转卡盘。
[0098]
可选的，所述控制机构6还用于：在标准管材安装于机床时，控制支架驱动机构5驱动所述支架4，以使得所述支架4运动至所述标准管材的底部，并根据此时所述支架4所处的高度与所述标准管材沿竖直方向的尺寸，确定所述标定高度。该过程及其可选方案可参照前文的步骤s14理解。
[0099]
请参考图10，提供了一种管材支撑控制装置2，包括：
[0100]
坐标信息获取模块21，用于：获取待加工管材的轮廓坐标信息；所述轮廓坐标信息表征了所述待加工管材横截面轮廓上n个轮廓点在图纸坐标系下的坐标；其中，n为大于1的整数；
[0101]
随动高度确定模块22，用于：在待加工管材旋转过程中，根据所述轮廓坐标信息、所述待加工管材的当前旋转角度，以及所述待加工管材的旋转轴心在支架坐标系的位置，确定所述支架坐标系下所述支架的随动高度；
[0102]
支架控制模块23，用于：根据所述随动高度，控制所述支架升降，以使得所述支架支撑于所述待加工管材的下侧。
[0103]
可选的，随动高度确定模块22，具体用于：
[0104]
根据所述轮廓位置信息、所述当前旋转角度以及标定高度，计算所述支架坐标系下每个轮廓点的当前高度；其中，所述标定高度表征了在所述支架坐标系中，所述待加工管材的旋转轴心相对于所述支架的初始位置的高度；
[0105]
在所述n个轮廓点对应的n个当前高度中，确定最小的当前高度为所述随动高度。
[0106]
可选的，所述随动高度是根据以下公式确定的：
[0107]
curposh＝min(h1，h2，
…
,hn)；
[0108]
hi＝hbase+0.5*height+xi*sinb+yi*cosb,i∈[1,n]；
[0109]
其中，curposh为所述随动高度；
[0110]
i为所述待加工管材横截面轮廓上任意一轮廓点；
[0111]
xi为所述待加工管材横截面轮廓上任意一轮廓点在图纸坐标系下的横坐标；
[0112]
yi为所述待加工管材横截面轮廓上任意一轮廓点在图纸坐标系下的纵坐标；
[0113]
hi为支架坐标系下任意一轮廓点的当前高度；
[0114]
hbase表征了：在标准管材安装于机床，且所述支架支撑于所述标准管材时所述支架相对于所述初始位置的高度；
[0115]
height表征了：在所述标准管材安装于所述机床时，所述标准管材沿竖直方向的尺寸；
[0116]
b为所述待加工管材的当前旋转角度。
[0117]
可选的，请参考图11，管材支撑控制装置2，还包括：
[0118]
高度标定模块24，用于在标准管材安装于机床时，控制所述支架运动至所述标准管材的底部，并根据此时所述支架所处的高度与所述标准管材沿竖直方向的尺寸，确定所述标定高度。
[0119]
可选的，请参考图11，管材支撑控制装置2，还包括：
[0120]
随动确定模块25，用于根据所述待加工管材的图纸信息，确定所述支架需要随动。
[0121]
可选的，请参考图11，管材支撑控制装置2，还包括：
[0122]
不随动确定模块26，用于若根据所述待加工管材的图纸信息，确定所述支架不需要随动，则控制所述支架处于指定位置。
[0123]
请参考图12，提供了一种子设备3，包括：
[0124]
处理器31；以及，
[0125]
存储器33，用于存储所述处理器的可执行指令；
[0126]
其中，所述处理器31配置为经由执行所述可执行指令来执行以上所涉及的方法。
[0127]
处理器31能够通过总线32与存储器33通讯。
[0128]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上所涉及的方法。
[0129]
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取的存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0130]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。