基于流水线的激光切割方法、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及激光切割领域，尤其涉及一种基于流水线的激光切割方法、设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.目前，现有的激光切割设备切割大幅面的产品时，预先把大幅面图形分割成小幅面图形，然后依靠平移台来移动配合，完成小幅面图形拼接成大幅面的图形。但是却存在技术缺陷：图形幅面受到机构的大小及平移台的运动行程限制，越大的图形，要求的运动行程越大，机构也要做的越大。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种基于流水线的激光切割方法，旨在解决现有技术中激光切割作业受到图形和机构的限制的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明提供一种基于流水线的激光切割方法，所述流水线在完成待切割件的目标图案的激光切割作业过程中不间断运转，
5.所述基于流水线的激光切割方法包括：
6.基于所述目标图案的图形复杂程度，将所述待切割件划分为多个切割区域，得到各所述切割区域的子图案；
7.运转流水线，判断所述切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内；
8.若是，则在所述激光切割幅面内对所述待切割件的所述切割区域进行所述子图案的激光切割作业。
9.可选地，所述基于所述目标图案的图形复杂程度，将所述待切割件划分为多个切割区域，得到各所述切割区域的子图案的步骤包括：
10.根据所述目标图案的图形复杂程度确定各所述切割区域的子图案的切割起点和切割路径长度；
11.基于相同的所述切割路径长度将所述待切割件划分为多个切割区域，得到各所述切割区域的具有相同切割时间的所述子图案。
12.可选地，在所述在所述激光切割幅面内对所述待切割件的所述切割区域进行所述子图案的激光切割作业之前的步骤，还包括：
13.根据所述切割起点与所述激光切割幅面的边缘距离和流水线的运转速度确定允许时间；
14.根据所述子图案的切割路径长度和所述激光切割设备的振镜速度确定切割时间。
15.可选地，在所述根据所述子图案的切割路径长度和所述激光切割设备的振镜速度确定切割时间的步骤之后，还包括：
16.判断所述切割时间是否小于所述允许时间；
17.若小于，从所述切割起点对所述子图案的进行激光切割作业；
18.若大于，则执行所述基于所述目标图案的图形复杂程度，将所述待切割件划分为多个切割区域，得到各所述切割区域的子图案的步骤。
19.可选地，在所述判断所述切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内的步骤之前，还包括：
20.判断是否接收到传感器的触发信号；
21.若接收到所述触发信号，则获取编码器转数以计算流水线已运转的实际距离。
22.可选地，所述判断所述切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内的步骤，包括：
23.判断所述切割区域是否为第一个切割区域；
24.若所述切割区域是第一个切割区域，则判断所述实际距离是否等于所述第一个切割区域与所述激光切割幅面之间的第一预设距离；
25.若等于，则确定所述第一个切割区域已流转到激光切割设备的所述激光切割幅面内；
26.若不等于，则运转流水线使所述实际距离等于所述第一预设距离。
27.可选地，在所述判断所述切割区域是否为第一个切割区域的步骤之后，还包括：
28.若所述切割区域不是第一个切割区域，则在完成前一个切割区域的激光切割作业之后，判断所述实际距离是否等于当前切割区域的第二预设距离；
29.若不等于，则插入距离延时，使所述实际距离等于所述第二预设距离；
30.若等于，则确定所述当前切割区域已流转到激光切割设备的激光切割幅面内。
31.可选地，在所述在所述激光切割幅面内对所述待切割件的所述切割区域进行所述子图案的激光切割作业的步骤之后，还包括：
32.判断所述切割区域是否为最后一个切割区域；
33.若是，则执行所述判断是否接收到传感器的触发信号的步骤；
34.若否，则执行所述运转流水线，判断所述切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内的步骤。
35.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于流水线的激光切割设备，所述基于流水线的激光切割设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于流水线的激光切割程序，所述基于流水线的激光切割程序被所述处理器执行时实现如上述的基于流水线的激光切割方法的步骤。
36.此外，为实现上述目的，本发明还提供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基于流水线的激光切割程序，所述基于流水线的激光切割程序被处理器执行时实现如上所述的基于流水线的激光切割方法的步骤。
37.本发明实施例提出的一种基于流水线的激光切割方法、设备及计算机可读存储介质，流水线在完成待切割件的目标图案的激光切割作业过程中不间断运转，首先基于目标图案的图形复杂程度，将待切割件划分为多个切割区域，得到各切割区域的子图案；然后运转流水线，判断切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内；若是，则在激光切割幅面内对待切割件的切割区域进行子图案的激光切割作业。在作图时，把目标图案划分多个切割区域，每个切割区域的单位区域划分长度不一定相等。图形复杂的区域单位区域划分长度短，图形简单的则单位区域划分长度就长。从而尽量保证划分出来的切割区域的激
光切割时间相等。并且在各切割区域之间插入延时，保证待切割件的目标位置处于激光切割幅面内，防止在流水线启动或停止的减速阶段，激光超出限位而切出不良品。以此做到激光切割幅面不受机构的大小及运动平台限制，做到切割速度快，无上下料的时间消耗，各个待切割件之间的间隔可以很短。
附图说明
38.图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的运行设备的结构示意图；
39.图2为本发明一种基于流水线的激光切割方法一实施例的流程示意图；
40.图3为本发明一种基于流水线的激光切割方法一实施例的实施示意图；
41.图4为本发明一种基于流水线的激光切割方法一实施例的切割起点示意图；
42.图5为本发明一种基于流水线的激光切割方法一实施例的区域划分示意图。
43.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
44.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。
45.参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备的结构示意图。
46.如图1所示，该运行设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(central processing unit，cpu)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(wireless-fidelity，wi-fi)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(random access memory，ram)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
47.本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对运行设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
48.如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及基于流水线的激光切割程序。
49.在图1所示的运行设备中，网络接口1004主要用于与其他设备进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明运行设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在运行设备中，所述运行设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于流水线的激光切割程序，并执行以下操作：
50.所述流水线在完成待切割件的目标图案的激光切割作业过程中不间断运转，
51.基于所述目标图案的图形复杂程度，将所述待切割件划分为多个切割区域，得到各所述切割区域的子图案；
52.运转流水线，判断所述切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内；
53.若是，则在所述激光切割幅面内对所述待切割件的所述切割区域进行所述子图案的激光切割作业。
54.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于流水线的激光切割程
序，还执行以下操作：
55.所述基于所述目标图案的图形复杂程度，将所述待切割件划分为多个切割区域，得到各所述切割区域的子图案的步骤包括：
56.根据所述目标图案的图形复杂程度确定各所述切割区域的子图案的切割起点和切割路径长度；
57.基于相同的所述切割路径长度将所述待切割件划分为多个切割区域，得到各所述切割区域的具有相同切割时间的所述子图案。
58.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于流水线的激光切割程序，还执行以下操作：
59.在所述在所述激光切割幅面内对所述待切割件的所述切割区域进行所述子图案的激光切割作业之前的步骤，还包括：
60.根据所述切割起点与所述激光切割幅面的边缘距离和流水线的运转速度确定允许时间；
61.根据所述子图案的切割路径长度和所述激光切割设备的振镜速度确定切割时间。
62.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于流水线的激光切割程序，还执行以下操作：
63.在所述根据所述子图案的切割路径长度和所述激光切割设备的振镜速度确定切割时间的步骤之后，还包括：
64.判断所述切割时间是否小于所述允许时间；
65.若小于，从所述切割起点对所述子图案的进行激光切割作业；
66.若大于，则执行所述基于所述目标图案的图形复杂程度，将所述待切割件划分为多个切割区域，得到各所述切割区域的子图案的步骤。
67.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于流水线的激光切割程序，还执行以下操作：
68.在所述判断所述切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内的步骤之前，还包括：
69.判断是否接收到传感器的触发信号；
70.若接收到所述触发信号，则获取编码器转数以计算流水线已运转的实际距离。
71.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于流水线的激光切割程序，还执行以下操作：
72.所述判断所述切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内的步骤，包括：
73.判断所述切割区域是否为第一个切割区域；
74.若所述切割区域是第一个切割区域，则判断所述实际距离是否等于所述第一个切割区域与所述激光切割幅面之间的第一预设距离；
75.若等于，则确定所述第一个切割区域已流转到激光切割设备的所述激光切割幅面内；
76.若不等于，则运转流水线使所述实际距离等于所述第一预设距离。
77.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于流水线的激光切割程
序，还执行以下操作：
78.在所述判断所述切割区域是否为第一个切割区域的步骤之后，还包括：
79.若所述切割区域不是第一个切割区域，则在完成前一个切割区域的激光切割作业之后，判断所述实际距离是否等于当前切割区域的第二预设距离；
80.若不等于，则插入距离延时，使所述实际距离等于所述第二预设距离；
81.若等于，则确定所述当前切割区域已流转到激光切割设备的激光切割幅面内。
82.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于流水线的激光切割程序，还执行以下操作：
83.在所述在所述激光切割幅面内对所述待切割件的所述切割区域进行所述子图案的激光切割作业的步骤之后，还包括：
84.判断所述切割区域是否为最后一个切割区域；
85.若是，则执行所述判断是否接收到传感器的触发信号的步骤；
86.若否，则执行所述运转流水线，判断所述切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内的步骤。
87.本发明实施例提供了一种基于流水线的激光切割方法，参照图2，图2为本发明一种基于流水线的激光切割方法第一实施例的流程示意图。
88.本实施例中，所述流水线在完成待切割件的目标图案的激光切割作业过程中不间断运转，
89.所述基于流水线的激光切割方法包括：
90.步骤s10：基于所述目标图案的图形复杂程度，将所述待切割件划分为多个切割区域，得到各所述切割区域的子图案。
91.在本实施例中，将待切割件放置在流水线上，需要在待切割件上经过激光切割设备的激光切割作业时，不间断流水线的运转，将目标图案切割出来。根据目标图案的图形复杂程度，将待切割件划分成不同的切割区域，每个切割区域在待切割件上都是连接在一起的，之间并没有间隔。其中，不同的切割区域可以各自不同，可以都是规则形状，可以都是不规则形状，可以既有规则形状也有不规则形状，形状的确定取决于在切割区域的划分后，各个切割区域分到的部分目标图案，在激光切割作业时，其部分目标图案的激光切割路径是否一致或大体一致，其部分目标图案的激光切割时间是否相同或大体相同。
92.步骤s20：运转流水线，判断所述切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内。
93.在本实施例中，流水线在完成待切割件的目标图案的激光切割作业过程中不间断运转，从而通过运转流水线移动待切割件来完成在待切割件上的目标图案的激光切割，所以激光切割设备不会因为激光切割幅面不满足目标图案的面积需求而受到限制。在基于目标图案的图形复杂程度将待切割件划分为不同的切割区域后，运转流水线，使激光切割设备在激光切割幅面内，对各个切割区域进行激光切割作业，完成所有切割区域的激光切割作业即完成了在待切割件上的目标图案的切割。
94.步骤s30：若是，则在所述激光切割幅面内对所述待切割件的所述切割区域进行所述子图案的激光切割作业。
95.在本实施例中，在运转流水线的过程中，需要判断待切割件是否流转到激光切割
设备的激光切割幅面内，当待切割件处于该激光切割幅面内时，分别完成各个切割区域的激光切割作业。
96.在本实施例中，流水线在完成待切割件的目标图案的激光切割作业过程中不间断运转，首先基于目标图案的图形复杂程度，将待切割件划分为多个切割区域，得到各切割区域的子图案；然后运转流水线，判断切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内；若是，则在激光切割幅面内对待切割件的切割区域进行子图案的激光切割作业。在作图时，把目标图案划分多个切割区域，每个切割区域的单位区域划分长度不一定相等。图形复杂的区域单位区域划分长度短，图形简单的则单位区域划分长度就长。从而尽量保证划分出来的切割区域的激光切割时间相等。并且在各切割区域之间插入延时，保证待切割件的目标位置处于激光切割幅面内，防止在流水线启动或停止的减速阶段，激光超出限位而切出不良品。以此做到激光切割幅面不受机构的大小及运动平台限制，做到切割速度快，无上下料的时间消耗，各个待切割件之间的间隔可以很短。
97.可选地，所述基于所述目标图案的图形复杂程度，将所述待切割件划分为多个切割区域，得到各所述切割区域的子图案的步骤包括：
98.根据所述目标图案的图形复杂程度确定各所述切割区域的子图案的切割起点和切割路径长度；
99.基于相同的所述切割路径长度将所述待切割件划分为多个切割区域，得到各所述切割区域的具有相同切割时间的所述子图案。
100.在本实施例中，参照图3所示的实施示意图，激光xy振镜固定在流水线上方，用一束激光对目标工件、即待切割件进行切割。激光切割幅面可以比待切割件大，但当激光切割幅面比待切割件小时，无法单次切割完成，需要流水线带着待切割件从左往右流动，在移动过程中完成切割。其中，目标图案由各大小不同的矩形组成，子图案均为矩形，左右两边是小矩形，中间是长矩形，左右的切割密度大，中间切割密度小。划分切割区域时，切割密度大的地方，该区域划分长度短、即切割路径长度短、所有子图案的路径短，中间切割密度小的地方，区域划分长度长、即切割路径长度长、所有子图案的路径长，以此来保证激光在各切割区域的切割时间大致相等。参照如图4所示的切割起点示意图，在确定了具有相同切割时间的子图案的各个切割区域后，为子图案设定触发点、即切割起点，激光从触发点开始切割。参照图5所示的区域划分示意图，在划分切割区域时，遵守切割时间相等原则。振镜速度为v，以虚线来划分两个区域。虚线左边切割线段有两条，每条的切割长度为10mm，虚线右边的切割线段有4条，每条的长度时5mm。所以，切割区域1的切割时间t1＝4x5/v，切割区域2的切割时间t2＝2x10/v。
101.可选地，在所述在所述激光切割幅面内对所述待切割件的所述切割区域进行所述子图案的激光切割作业之前的步骤，还包括：
102.根据所述切割起点与所述激光切割幅面的边缘距离和流水线的运转速度确定允许时间；
103.根据所述子图案的切割路径长度和所述激光切割设备的振镜速度确定切割时间。
104.在本实施例中，参照如图4所示的切割起点示意图，理论上单个切割区域的切割最大允许时间、即允许时间为t，流水线的运转速度为v，工件触发点、即切割起点到激光切割幅面的边缘距离为l，则t＝l/v。另外，单个切割区域的切割时间为t0，该切割区域的切割路
径长度为s，在该切割区域进行切割的振镜速度为v0，则t0＝s/v0。
105.可选地，在所述根据所述子图案的切割路径长度和所述激光切割设备的振镜速度确定切割时间的步骤之后，还包括：
106.判断所述切割时间是否小于所述允许时间；
107.若小于，从所述切割起点对所述子图案的进行激光切割作业；
108.若大于，则执行所述基于所述目标图案的图形复杂程度，将所述待切割件划分为多个切割区域，得到各所述切割区域的子图案的步骤。
109.在本实施例中，在确定了允许时间t和切割时间t0后，对切割时间t0和允许时间t进行大小比较，对于所有的切割区域都必须满足t0《t，如果在允许时间t内还没有完成某个切割区域的激光切割作业，说明切割时间t0过长，说明步骤s10根据目标图案的图形复杂程度划分切割区域、得到子图案的设定不合理，需要重新执行步骤s10，重新根据目标图案的图形复杂程度划分切割区域、得到子图案。如果满足切割时间t0小于允许时间t，则说明在允许时间t内以切割时间t0的时间完成某个切割区域的激光切割作业。
110.可选地，在所述判断所述切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内的步骤之前，还包括：
111.判断是否接收到传感器的触发信号；
112.若接收到所述触发信号，则获取编码器转数以计算流水线已运转的实际距离。
113.在本实施例中，安装有传感器来采集激光切割作业的开始信号，传感器触发激光切割作业时，利用编码器转数计算流水线已运转的实际距离。对其中传感器的安装位置不做限定，对触发传感器的开始信号的类型不做限定，对产生开始信号的方式不做限定。
114.可选地，所述判断所述切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内的步骤，包括：
115.判断所述切割区域是否为第一个切割区域；
116.若所述切割区域是第一个切割区域，则判断所述实际距离是否等于所述第一个切割区域与所述激光切割幅面之间的第一预设距离；
117.若等于，则确定所述第一个切割区域已流转到激光切割设备的所述激光切割幅面内；
118.若不等于，则运转流水线使所述实际距离等于所述第一预设距离。
119.在本实施例中，预先设置好待切割件在流水线上的位置，即事先确定好第一个切割区域、即待切割件在流水线运转方向上最前的位置，与激光切割幅面之间的距离、即第一预设距离。同样的，在步骤s10根据目标图案的图形复杂程度划分切割区域、得到子图案时，各个切割区域之间的距离也已经确定。如果当前切割区域是第一个切割区域，则判断流水线已运转的实际距离是否等于第一个切割区域与激光切割幅面之间的第一预设距离。如果相同，则可以确定第一个切割区域已经流转到了激光切割幅面内。如果不相同，则继续运转流水线，直至第一个切割区域流转到激光切割幅面内，使实际距离等于第一预设距离。
120.可选地，在所述判断所述切割区域是否为第一个切割区域的步骤之后，还包括：
121.若所述切割区域不是第一个切割区域，则在完成前一个切割区域的激光切割作业之后，判断所述实际距离是否等于当前切割区域的第二预设距离；
122.若不等于，则插入距离延时，使所述实际距离等于所述第二预设距离；
123.若等于，则确定所述当前切割区域已流转到激光切割设备的激光切割幅面内。
124.在本实施例中，在事先确定好第一预设距离后，根据各个切割区域的大小和位置，同样可以得到除第一个切割区域之外的各个切割区域的第二预设距离。同样的，在步骤s10根据目标图案的图形复杂程度划分切割区域、得到子图案时，各个切割区域之间的第二预设距离也已经确定。如果当前切割区域不是第一个切割区域，则在完成前一个切割区域的激光切割作业之后，判断流水线已运转的实际距离是否等于当前切割区域的第二预设距离。如果不相等，则说明在完成前一个切割区域的激光切割作业之后，当前切割区域还无法立刻紧接着进入激光切割幅面内，需要插入距离延时，使实际距离等于第二预设距离，也就是移动当前切割区域到进入激光切割幅面内，距离延时结束后，激光开始切割。如果相等，则说明不需要插入距离延时，可以确定当前切割区域已流转到激光切割设备的激光切割幅面内，可以对当前切割区域进行激光切割作业。也就是说，切割区域若流到了激光切割幅面内，则可以进行激光切割作业，若切割区域不在激光切割幅面内时，则不可切割。在本实施例中，将处于激光切割幅面定义为切割区域的一部分或者在流水线方向上的位置横坐标处于激光切割幅面内。
125.另外，参照图3所示的实施示意图，如果目标图案没有跨过多个切割区域，则只需等待该切割区域对应的目标切割位置流到激光幅面内、处于激光切割幅面内时，直接切割即可。如果目标图形有跨切割区域，则把该图案做切开处理，如圆形切开变成两条弧线，右边的弧线在切割区域1进行激光切割，左边的弧线在切割区域2进行激光切割，或者直线切开变成两条直线、矩形切开变成两个多线段、弧线切开变成两段或三段弧线等.。
126.可选地，在所述在所述激光切割幅面内对所述待切割件的所述切割区域进行所述子图案的激光切割作业的步骤之后，还包括：
127.判断所述切割区域是否为最后一个切割区域；
128.若是，则执行所述判断是否接收到传感器的触发信号的步骤；
129.若否，则执行所述运转流水线，判断所述切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内的步骤。
130.在本实施例中，在激光切割幅面内对待切割件的切割区域进行子图案的激光切割作业后，判断当前的切割区域是否是最后一个切割区域，如果是最后一个切割区域，则进入下一个循环，重新等待传感器被触发，也就是重新判断是否接收到传感器的触发信号。如果不是最后一个切割区域，则运转流水线，判断切割区域是否流转到激光切割设备的激光切割幅面内，在切割区域处于激光切割幅面内时对该切割区域进行激光切割作业。
131.此外，本发明实施例还提供一种基于流水线的激光切割设备，所述基于流水线的激光切割设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于流水线的激光切割程序，所述基于流水线的激光切割程序被所述处理器执行时实现如上述的基于流水线的激光切割方法的步骤。
132.此外，本发明实施例还提供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基于流水线的激光切割程序，所述基于流水线的激光切割程序被处理器执行时实现如上所述的基于流水线的激光切割方法的步骤。
133.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而
且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
134.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
135.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，本发明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如上所述的一个存储介质(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，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
136.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。