[发明专利]一种平面板材激光切割路径规划方法

说明书

本发明公开了一种平面板材激光切割路径规划方法，在进行大规模零件激光切割时，在满足切割规则情况下，使切割轨迹达到最优。包括：零件轮廓读取；特征点提取；离散化；轮廓分层；引线设置；轮廓编号；预处理排序；S8、交叉排序并形成轨迹集合；S9、判定优先级；形成最终轨迹。

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，特别是涉及一种平面板材激光切割路径规划方法。

背景技术

激光切割是现代制造过程中非常重要的工序，而激光切割路径的问题一直伴随着激光切割的发展，至今仍是提高切割效率，节约能源的关键。从激光应用到切割领域以来，经历了三次跨越(中国专利：CN201810785295.6)。最初的激光路径规划全部是依靠经验进行人工规划，这种方法，简单易操作，但是无法保证大批量零件的切割路径最优，且对工人的要求很高，提高了人力成本；随着自动化技术向制造业发展，便使用特定的排列规则进行激光路径的规划取代了人工规划方法，如“n”字形(如图1所示)等，这种方法减少了人力投入，具有一定的鲁棒性，但是对于复杂多样的零件尺寸，无法取得最优路径；当前，人工智能技术成为各个行业的研究热点，在激光切割路径规划方面，智能算法，如蚁群算法，粒子群算法等，都能取得非常理想的切割路径，这种方法的鲁棒性高，但是对于计算机性能要求高，计算量大且存储量大，实时性较差，不能较好地适应当下市场分化、小批量个性化生产的趋势。目前主要采用的是自动化的切割轨迹规划，针对大规模的零件进行轨迹规划时，往往不能取得较好地效果，影响企业生产效率，提升了时间成本，降低了企业的竞争力。

目前的切割模式大多数采用的仍然是“整切”，即将整个零件的轮廓全部切割完成才进行下一个零件轮廓的切割，每个轮廓的切割起点和切割终点是重叠的，这样就会强行使得激光头沿着轨迹继续切割，减少了激光头行走的灵活性。将零件按照一定规则进行离散化之后，能够有效地减少零件轮廓对激光头行走的束缚，更加灵活，更能够有效地缩短空行程，达到切割路径地最优化。

发明内容

本发明为了能够使得在切割时达到最优路径，提供一种平面板材激光切割路径规划方法，在进行大规模零件激光切割时，在满足切割规则情况下，使切割轨迹达到最优。

本发明的目的是这样实现的：

一种平面板材激光切割路径规划方法，包括以下步骤：

S1、零件轮廓读取

读取平面板材每个零件的所有轮廓；

S2、特征点提取

提取每个轮廓上对应的特征点；

S3、离散化

将所有的轮廓从每个特征点处进行离散，形成离散轮廓；

S4、轮廓分层

将每个零件的所有离散轮廓分层为内层轮廓、外层轮廓；

S5、引线设置

将内层轮廓、外层轮廓分别设置引线，将外层轮廓设置为阳切，内层轮廓设置为阴切；

S6、轮廓编号

将所有的离散轮廓进行编号；随机进行编号，相当于对离散后的零件轮廓进行命名。

S7、预处理排序

将每个零件的全部内层轮廓置于该零件的外层轮廓之前，并且将零件轮廓之间按照n字形进行排列；

S8、交叉排序并形成轨迹集合

将所有的零件轮廓进行多次随机交叉排序，形成轨迹集合，并判定出最优轨迹；

S9、判定优先级

对随机交叉排序的零件轮廓段进行优先级判定；

S10、形成最终轨迹。