一种利用激光切割加工用矩管异型孔的工艺

技术领域

本发明涉及激光切割加工技术领域，尤其涉及一种利用激光切割加工用矩管异型孔的工艺。

背景技术

激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。现代的激光成了人们所幻想追求的“削铁如泥”的“宝剑”。以金运激光CO2激光切割机为例，整个系统由控制系统、运动系统、光学系统、水冷系统、排烟和吹气保护系统等组成，采用最先进的数控模式实现多轴联动及激光不受速度影响的等能量切割，同时支持DXP、PLT、CNC等图形格式并强化界面图形绘制处理能力；采用性能优越的进口伺服电机和传动导向结构实现在高速状态下良好的运动精度。

矩管异型孔通过人工测量，划分尺寸借助工具进行切割，这样加工切割出来的异型孔的尺寸偏差较大，误差较大，影响加工质量，为此我们提出一种利用激光切割加工用矩管异型孔的工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用激光切割加工用矩管异型孔的工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用激光切割加工用矩管异型孔的工艺，包括以下步骤：

S1，扫描切割平台上建立空间坐标系，把矩管放在切割平台上，进行定位，将矩管在空间坐标系中进行扫描确定矩管的坐标，得到待加工矩管的三维模型；

S2，制作加工后的矩管三维模型，确定矩管异型孔的各点坐标，得到加工后的矩管三维模型图，得到加工后的矩管三维模型的形状特征及层参数；

S3，将加工后的矩管三维模型图移动与待加工矩管的三维模型完全重合，然后更新重合后的加工后的矩管三维模型图的异型孔各点坐标位置；

S4，扫描激光切割机器人的切割头坐标，控制激光切割机器人的切割头运动，使其运动的位置对应更新重合后的加工后的矩管三维模型图的异型孔各点坐标位置，进行异型孔切割处理。

优选的，根据所述矩管三维模型数据生成矩管三维模型的切片数据，根据所述切片数据和预设的参数生成初始控制数据。

优选的，根据所述初始控制数据控制所述激光切割机器人的切割头在输送切割平台上作相对运动执行切割操作。

优选的，所述S2中，制作加工后的矩管三维模型，三维模型与矩管实物比例为1:1。

优选的，采用纳秒激光从上表面到下表面切割石英玻璃，切割激光频率为40kHz～55kHz，加工路径每次加工下降高度小于0.03mm；加工路径为同心切割线，具体地，在待切割的区域范围内填上若干等距同心切割线，相邻同心切割线间距小于0.05mm，切割速度3500mm/s～4500mm/s。

优选的，每次加工下降方式为逐层下降，其中，每层的等距同心切割线在同一平面上，该平面按照预设的下降高度逐次下降，从而层间切割线不相交。

优选的，所述激光切割机器人还设置冷却装置，对切割后的部位及时进行冷却。

优选的，扫描通过三维扫描仪，用来侦测并分析切割平台的形状与外观数据，搜集到的数据用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建切割平台的数字模型。

本发明的有益效果：

本发明通过制作物体的加工后的三维模形与加工前的三维模形，使得两个模形重合，根据重合后的加工后的三维模形坐标进行切割加工处理，控制数据控制激光切割机器人的切割头在输送切割平台上作相对运动执行切割操作，极大的提高加工切割精度，提升矩管切割异型孔的质量。

本发明无需人工进行划分切割区域，减去了繁琐的机械标定过程，提高了产品的智能化程度和生产加工效率。

本发明来通过扫描侦测并分析切割平台的形状与外观数据，搜集到的数据用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建切割平台的数字模型，进行自动标定，节约了标定时间。

具体实施方式

下面将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。

一种利用激光切割加工用矩管异型孔的工艺，包括以下步骤：

S1，扫描切割平台上建立空间坐标系，把矩管放在切割平台上，进行定位，将矩管在空间坐标系中进行扫描确定矩管的坐标，得到待加工矩管的三维模型；

S2，制作加工后的矩管三维模型，确定矩管异型孔的各点坐标，得到加工后的矩管三维模型图，得到加工后的矩管三维模型的形状特征及层参数；

S3，将加工后的矩管三维模型图移动与待加工矩管的三维模型完全重合，然后更新重合后的加工后的矩管三维模型图的异型孔各点坐标位置；

S4，扫描激光切割机器人的切割头坐标，控制激光切割机器人的切割头运动，使其运动的位置对应更新重合后的加工后的矩管三维模型图的异型孔各点坐标位置，进行异型孔切割处理。

在本实施例中，根据矩管三维模型数据生成矩管三维模型的切片数据，根据切片数据和预设的参数生成初始控制数据。

在本实施例中，根据初始控制数据控制激光切割机器人的切割头在输送切割平台上作相对运动执行切割操作。

在本实施例中，制作加工后的矩管三维模型，三维模型与矩管实物比例为1:1。

在本实施例中，采用纳秒激光从上表面到下表面切割石英玻璃，切割激光频率为40kHz～55kHz，加工路径每次加工下降高度小于0.03mm；加工路径为同心切割线，具体地，在待切割的区域范围内填上若干等距同心切割线，相邻同心切割线间距小于0.05mm，切割速度3500mm/s～4500mm/s。

在本实施例中，每次加工下降方式为逐层下降，其中，每层的等距同心切割线在同一平面上，该平面按照预设的下降高度逐次下降，从而层间切割线不相交。

在本实施例中，激光切割机器人还设置冷却装置，对切割后的部位及时进行冷却。

在本实施例中，扫描通过三维扫描仪，用来侦测并分析切割平台的形状与外观数据，搜集到的数据用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建切割平台的数字模型。

本发明通过制作物体的加工后的三维模形与加工前的三维模形，使得两个模形重合，根据重合后的加工后的三维模形坐标进行切割加工处理，控制数据控制激光切割机器人的切割头在输送切割平台上作相对运动执行切割操作，极大的提高加工切割精度，提升矩管切割异型孔的质量。本发明无需人工进行划分切割区域，减去了繁琐的机械标定过程，提高了产品的智能化程度和生产加工效率。本发明来通过扫描侦测并分析切割平台的形状与外观数据，搜集到的数据用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建切割平台的数字模型，进行自动标定，节约了标定时间。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。