智能电感线圈激光切割系统自动矫正精度的方法及系统与流程

本发明涉及激光切割，具体而言，涉及一种智能电感线圈激光切割系统自动矫正精度的方法及系统。

背景技术：

1、激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术，它占整个激光加工业的70%以上。激光切割是当前世界上先进的切割工艺，由于它具备精密制造、柔性切割、异型加工、一次成形、速度快、效率高等优点，所以在工业生产中解决了许多常规方法无法解决的难题，激光能切割大多数金属材料和非金属材料。

2、在当前的工业生产中，激光切割技术的精准度要求越来越高，以避免在切割过程中因精准度异常而带来的损失。为了提升激光切割技术的精准度，目前通常使用的手段是：提高激光光束质量、控制光束以更加聚焦、优化切割参数以及使用高精度的机床等。但是，即使采取了上述手段，在使用激光进行切割的过程中仍难以避免出现精准度异常的情况，因此目前急需能够提高激光切割精准度的解决方案。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能电感线圈激光切割系统自动矫正精度的方法及系统，通过在进行激光切割前对激光器进行矫正，可以提高激光切割精准度以及持续精准时间。

2、为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供一种智能电感线圈激光切割系统自动矫正精度的方法，应用于激光切割系统，激光切割系统包括：激光器、用于安装激光器的悬臂、设置于悬臂的光束发射器、工作台、设置于工作台的加工区域的n1个激光感应器以及设置于工作台的非加工区域的光束感应器，光束发射器的光束照射方向指向光束感应器。第一方面的方法包括：判断光束感应器是否接收到光束发射器的发射光束；当光束感应器未接收到发射光束时，启动第一矫正过程；以及在利用激光器对放置在加工区域的待加工工件进行激光切割之前，启动第二矫正过程；其中，第一矫正过程包括如下步骤：获取发射光束照射到工作台的光束落点位置；以及根据光束感应器在工作台上的位置以及光束落点位置驱动悬臂，以使光束落点位置与光束感应器在工作台上的位置重合；其中，当光束落点位置与光束感应器在工作台上的位置重合时，激光器的照射范围完全包括加工区域；第二矫正过程包括如下步骤：控制激光器向加工区域上的预设切割位置发射激光光束，其中，激光光束的功率低于预设功率；利用n1个激光感应器接收激光光束；在n1个激光感应器中存在激光感应器接收到激光光束时，根据n1个激光感应器中接收到激光光束的激光感应器的位置确定激光光束在加工区域的激光落点位置；以及根据激光落点位置以及预设切割位置矫正激光器的照射方向，以使激光光束照射到预设切割位置。

4、第二方面，本发明提供一种智能电感线圈激光切割系统。该系统包括激光器、用于安装激光器的悬臂、设置于悬臂的光束发射器、控制主机、工作台、设置于工作台的加工区域的n1个激光感应器以及设置于工作台的非加工区域的光束感应器，光束发射器的光束照射方向指向光束感应器，控制主机与激光器、悬臂、光束发射器、光束感应器、激光感应器均连接；其中，控制主机，用于判断光束感应器是否接收到光束发射器的发射光束；控制主机，还用于当光束感应器未接收到发射光束时，启动第一矫正过程；以及控制主机，还用于在利用激光器对放置在加工区域的待加工工件进行激光切割之前，启动第二矫正过程；其中，第一矫正过程包括如下步骤：获取发射光束照射到工作台的光束落点位置；以及根据光束感应器在工作台上的位置以及光束落点位置驱动悬臂，以使光束落点位置与光束感应器在工作台上的位置重合；其中，当光束落点位置与光束感应器在工作台上的位置重合时，激光器的照射范围完全包括加工区域；第二矫正过程包括如下步骤：控制激光器向加工区域上的预设切割位置发射激光光束，其中，激光光束的功率低于预设功率；利用n1个激光感应器接收激光光束；在n1个激光感应器中存在激光感应器接收到激光光束时，根据n1个激光感应器中接收到激光光束的激光感应器的位置确定激光光束在加工区域的激光落点位置；以及根据激光落点位置以及预设切割位置矫正激光器的照射方向，以使激光光束照射到预设切割位置。

5、在本发明的可选实施例中，第二矫正过程还包括如下步骤：在n1个激光感应器均未接收到激光光束时，利用图像获取设备拍摄包括加工区域的图像；以及根据图像获取激光光束在加工区域的激光位置，并根据激光位置以及预设切割位置矫正激光器的照射方向，以使激光光束照射到预设切割位置。

6、在本发明的可选实施例中，控制主机，还用于利用激光器对待加工工件进行激光切割；以及在利用激光器对待加工工件进行激光切割的过程中，控制主机，还用于启动第三矫正过程；其中，第三矫正过程包括如下步骤：在预设时间窗口内控制激光器向加工区域上的预设参考位置发射参考激光光束，其中，预设参考位置未被待加工工件遮挡；利用n1个激光感应器接收参考激光光束，并根据n1个激光感应器中接收到参考激光光束的激光感应器的位置确定参考激光光束在加工区域的激光落点参考位置；根据激光落点参考位置以及预设参考位置矫正激光器在对待加工工件进行激光切割时的照射方向。

7、在本发明的可选实施例中，预设时间窗口为激光器对待加工工件进行激光切割的时间段中的多段相互间隔的子时间段，并且每个子时间段的时间长度小于预设时间长度。

8、在本发明的可选实施例中，激光器包括激光发生器和反射镜，反射镜设置于激光发生器的激光发射路径上；其中，在预设时间窗口内控制激光器向加工区域上的预设参考位置发射参考激光光束，包括：在预设时间窗口内，通过控制反射镜来控制激光发生器发射的参考激光光束的发射方向，以使参考激光光束向加工区域上的预设参考位置照射。

9、在本发明的可选实施例中，激光器包括激光发生器、分光镜、反射镜和可控遮光片，分光镜设置于激光发生器的激光发射路径上，反射镜设置于分光镜的第一分光路径上，可控遮光片设置于分光镜的第二分光路径上，其中，激光发生器产生的激光光束通过分光镜后生成两束激光，两束激光分别沿第一分光路径和第二分光路径发射，并且沿第二分光路径发射的激光的预设照射方向指向预设参考位置；其中，在预设时间窗口内控制激光器向加工区域上的预设参考位置发射参考激光光束，包括：在预设时间窗口内，开启可控遮光片，以使沿第二分光路径发射的激光作为参考激光光束向加工区域上的预设参考位置照射。

10、在本发明的可选实施例中，n1个激光感应器呈矩形阵列分布。

11、在本发明的可选实施例中，加工区域为正方形，加工区域包括按照三分割法分割的9个子正方形，每个子正方形中包括5×5个阵列分布的激光感应器。

12、在本发明的可选实施例中，设置于悬臂的光束发射器包括n2个光束发射器，并且设置于非加工区域的光束感应器包括n2个光束感应器；其中，n2个光束发射器中的第i个光束发射器与n2个光束感应器中的第i个光束感应器对应，并且第i个光束发射器的光束照射方向指向第i个光束感应器。

13、基于上述各个方面提供的实施例，在智能电感线圈激光切割系统自动矫正精度的方法中：第一矫正过程能够用于整体矫正激光器的位置，第二矫正过程能够用于精准矫正激光器照射到待加工工件上的位置。并且进一步的，激光器的照射范围是有限的，如果仅利用第二矫正过程对激光器进行矫正，那么经过长时间的误差积累后，会存在矫正需求超出激光器的照射范围（也即是矫正超限）从而导致无法完成矫正的情况。因此，通过在第二矫正过程前加入第一矫正过程，可以将激光器的位置首先矫正到能够最大范围照射工作台的加工区域位置，从而有效地避免第二矫正过程存在的矫正超限的问题，从而减少人工对激光切割系统进行矫正情况的发生概率，延长激光切割系统无故障且精准工作的时长。也即是说，本发明实施例通过在进行激光切割前对激光器进行矫正，可以提高激光切割精准度以及持续精准时间。

14、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。