将图形导入功能结合至激光切割机的方法与流程

本发明涉及激光切割的技术领域，具体为将图形导入功能结合至激光切割机的方法。

背景技术：

现有的激光切割设备普遍采用CNC系统来完成切割路径的控制，使用设备的人员必须具备CNC编程的能力，如何在激光切割过程中需要修改切割路径和顺序，需要对CNC程序进行修改，不便于实时调整加工顺序以及切割路径，其使得现有的激光切割设备进行切割时对人员要求较高，且操作繁琐，使得加工效率低下。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了将图形导入功能结合至激光切割机的方法，其使得物料无需预先切段加工，放置于对应的操作工位，工人将待加工的图形导入到切割机主机，主机根据图形和预先设定的激光参数自动控制对应的结构进行快速切割，使得操作过程简单、加工效率高。

将图形导入功能结合至激光切割机的方法，其特征在于：将待加工物料的成型结构沿长度方向剖开形成展开面，将展开面所对应的平面图绘制形成二维cad图形，将二维cad图形导入外置电脑的操作软件中，外置电脑主机连接至激光切割机主机，预设二维cad图形的原点，使得二维cad图形的坐标系和待加工物料的坐标系相对应，之后设定二维cad图形上各个待加工图元的加工顺序，激光切割机主机根据二维cad图形以及预设原点计算图形元素生成各个马达坐标，激光切割机主机驱动激光、各个轴向马达运转完成指定顺序图元的加工，进而完成对于单段物料加工，之后将该段物料切割下料，之后激光切割机主机驱动物料进给，完成下段物料的加工，直至物料余长不够。

其进一步特征在于：

其具体操作步骤如下：

(1)预先将外置电脑主机通过数据线连接至激光切割机主机，将激光切割机的各轴原点复归使得激光切割机、外置电脑处于待机状态；

(2)选择待加工的物料的二维cad图形导入外置电脑的操作软件中，逐个读取待加工图元；

(3)依次点击操作原点一侧的起始位置、各个待加工图元，指定操作原点和待加工图元的加工顺序、形成图形加工链表；

(4)激光切割机主机判定物料有无、并检测信号状态，如没有物料，及时更换物料；

(5)激光切割主机根据待加工图元计算图形元素生成马达坐标，之后外置电脑将每个图形元素的激光器参数传送至激光切割主机；

(6)激光切割主机控制激光打开、启动马达定位，按照图形加工链表的操作顺序加工物料，直至图形加工链表执行结束；

(7)激光切割机切割下已经加工完成的物料，控制物料长度方向马达再次送料，如物料不够则停机更换物料，如物料供给正常则返回步骤(5),循环加工，直至物料不够停机更换物料。

其更进一步特征在于：

步骤(2)中读取二维cad图形文件后,以图层为索引归类各种图形,当读取到不规则拼接图形时,会自动计算图形区域形成完整图案，每个图层可以单独设定加工时使用的激光功率和速度的参数；

步骤(3)中加工顺序通过鼠标在外置电脑的图形窗口中，任意点击制定加工顺序，没有被点击到的待加工图元，将不会被加工；

步骤(5)、(6)经行过程中外置电脑通过RS232接口实时传送加工参数到激光器，完成不同的加工工艺；

所述二维cad图形具体为DXF、DWG格式的二维cad图形；

所述二维cad图形根据成型结构沿长度方向剖开形成展开面按照1:1绘制，确保加工精度。

采用本发明的结构后，将待加工物料的成型结构沿长度方向剖开形成展开面，将展开面所对应的平面图绘制形成二维cad图形，将二维cad图形导入外置电脑的操作软件中，外置电脑主机连接至激光切割机主机，预设二维cad图形的原点，使得二维cad图形的坐标系和待加工物料的坐标系相对应，之后设定二维cad图形上各个待加工图元的加工顺序，激光切割机主机根据二维cad图形以及预设原点计算图形元素生成各个马达坐标，激光切割机主机驱动激光、各个轴向马达运转完成指定顺序图元的加工，进而完成对于单段物料加工，之后将该段物料切割下料，之后激光切割机主机驱动物料进给，完成下段物料的加工，直至物料余长不够；其使得物料无需预先切段加工，放置于对应的操作工位，工人将待加工的图形导入到切割机主机，主机根据图形和预先设定的参数自动控制对应的结构进行快速切割，使得操作过程简单、加工效率高。

附图说明

图1为本发明的具体步骤操作示意框图；

图2为本发明的具体实施例的实物的立体图结构示意图(去除机器外壳部分)；

图3为图2的俯视图结构示意图(去除外置电脑)；

图4为图3的A-A剖结构示意图；

图5为图2中待加工薄壁管的DXF格式展开平面图；

图中序号所对应的名称如下：

机座1、操作台2、激光切割头3、外置电脑4、显示器5、键盘6、R轴旋转电机7、气动夹头8、V型支撑9、薄壁管10、转接夹爪11、空心套筒12、底座13、连接板14、X轴输出块15、Y轴电机17、Y轴输出板18、安装座19、Z轴输出块20、Z轴安装座21。

具体实施方式

将图形导入功能结合至激光切割机的方法：将待加工物料的成型结构沿长度方向剖开形成展开面，将展开面所对应的平面图绘制形成二维cad图形，将二维cad图形导入外置电脑的操作软件中，外置电脑主机连接至激光切割机主机，预设二维cad图形的原点，使得二维cad图形的坐标系和待加工物料的坐标系相对应，之后设定二维cad图形上各个待加工图元的加工顺序，激光切割机主机根据二维cad图形以及预设原点计算图形元素生成各个马达坐标，激光切割机主机驱动激光、各个轴向马达运转完成指定顺序图元的加工，进而完成对于单段物料加工，之后将该段物料切割下料，之后激光切割机主机驱动物料进给，完成下段物料的加工，直至物料余长不够。

外置电脑的操作软件的内置算法可识别直线、多段折线、矩形、多边形、圆、圆弧、椭圆、椭圆弧、旋转椭圆、旋转椭圆弧、样条曲线，并对不规则拼接图形自动计算切割起始点，该功能为现有CAD绘制软件的基础功能，在此不再赘述。

其具体操作步骤如下、见图1：

(1)预先将外置电脑主机通过数据线连接至激光切割机主机，将激光切割机的各轴原点复归使得激光切割机、外置电脑处于待机状态；

(2)选择待加工的物料的二维cad图形导入外置电脑的操作软件中，逐个读取待加工图元；

(3)依次点击操作原点一侧的起始位置、各个待加工图元，指定操作原点和待加工图元的加工顺序、形成图形加工链表；

(4)激光切割机主机判定物料有无、并检测信号状态，如没有物料，及时更换物料；

(5)激光切割主机根据待加工图元计算图形元素生成马达坐标，之后外置电脑将每个图形元素的激光器参数传送至激光切割主机；

(6)激光切割主机控制激光打开、启动马达定位，按照图形加工链表的操作顺序加工物料，直至图形加工链表执行结束；

(7)激光切割机切割下已经加工完成的物料，控制物料长度方向马达再次送料，如物料不够则停机更换物料，如物料供给正常则返回步骤(5),循环加工，直至物料不够停机更换物料。

步骤(2)中读取二维cad图形文件后,以图层为索引归类各种图形,当读取到不规则拼接图形时,会自动计算图形区域形成完整图案，每个图层可以单独设定加工时使用的激光功率和速度等参数；

步骤(3)中加工顺序通过鼠标在外置电脑的图形窗口中，任意点击制定加工顺序，没有被点击到的待加工图元，将不会被加工；

步骤(5)、(6)经行过程中外置电脑通过RS232接口实时传送加工参数到激光器，完成不同的加工工艺；

二维cad图形具体为DXF、DWG格式的二维cad图形；

二维cad图形根据成型结构沿长度方向剖开形成展开面按照1:1绘制，确保加工精度。

方法所对应的具体实施例，带图形导位功能的自动进料薄壁管激光切割机、见图2～图4：其包括机座1，机座1内设置有切割机主机(图中未画出，属于现有成熟技术)，机座1上端面设置有操作台2，操作台2的一端设置有激光切割头3，其还包括有外置电脑4，外置电脑4包括有显示器5、键盘6，外置电脑4的主机通过数据线连接切割机主机，外置电脑4内安装有和切割机主机兼容的图形操作软件，图形操作软件将三维的薄壁管展开形成平面图显示并设置对应的加工图案，激光切割头3可进行Z轴向、Y轴向运动，操作台2上设置有可沿着X轴轴向移动的R轴旋转电机7，R轴旋转电机7的朝向激光切割头3的输出端安装有气动夹头8，R轴旋转电机7的中心轴平行于X轴，操作台2的远离激光切割头3的一端安装有V型支撑9，V型支撑9沿着R轴旋转电机7的后端中心轴延长方向布置，V型支撑9内用于放置待加工的薄壁管10，X轴、Y轴、Z轴、R轴所对应的电机均通过切割机主机控制，激光切割头3靠近操作台2的一侧设置有转接夹爪11，转接夹爪11通过气动控制，转接夹爪11用于夹持住对应位置的薄壁管，从而使得R轴旋转电机7带动气动夹头8沿着X轴后退时，薄壁管10不会跟着后退。

气动夹头8的安装端套装于R轴旋转电机7的输出端，R轴旋转电机7的中心轴位置设置有空心套筒12，薄壁管10贯穿空心套筒12后通过气动夹头8夹持，使得R轴旋转电机7可以带动薄壁管转动；

R轴旋转电机7的底座13支承于X轴电机的X轴输出块15，X轴电机固装于操作台2的上端面(图中未画出，属于现有成熟结构)，X轴电机14驱动X轴输出块15在X轴向做进给运动，进而带动薄壁管10在X轴向进给；

激光切割头3的主体结构固装于Y轴电机17的Y轴输出板18，Y轴电机17的安装座19固装有Z轴电机的Z轴输出块20，Z轴电机通过Z轴安装座21固装于机座1的上端面；

转接夹爪11通过连接板14紧固操作台2的加工位置一侧的上端面，其确保转接夹爪11的夹持中心轴和气动夹头8的夹持中心轴在同一直线上。

其工作原理如下：预先设定三维的薄壁管展开形成平面图的参考坐标点，使得切割机主机内的坐标系和薄壁管展开形成平面图的坐标系保持一致，将整根薄壁管放置于V型支撑9的安装腔内，预设图5中左侧为参考定位边，然后按照自左向右顺序加工图形元件，点击左侧边、然后依次点击三个待加工图形元件，形成薄壁管的图形加工链表，然后使得整根薄壁管10贯穿的前端贯穿气动夹头8后位于激光切割头3的激光源的下方位置，调整Z轴、Y轴进而带动激光切割头3的激光源位于薄壁管10的前端的正上方，之后气动夹头8夹紧薄壁管，激光切割头3的激光源切掉薄壁管的前端多余部分进行对刀，使得整个坐标相对应一致，激光切割头3的激光源和气动夹头10之间预留足够的X轴方向空间，之后切割机主机根据薄壁管展开形成平面图上的位置结构驱动X轴向进给、R轴旋转、激光切割头3的激光源的切割与否，完成对于一段薄壁管的加工，之后切断完成下料，后段薄壁管10进料时，转接夹爪11用于夹持住对应位置的薄壁管10，从而使得R轴旋转电机7带动气动夹头8沿着X轴后退一定长度，之后气动夹头8夹持住薄壁管、转接夹爪11松开薄壁管，X轴向进给待成型薄壁管的长度，之后切割机主机根据薄壁管展开形成平面图上的位置结构驱动X轴向进给、R轴旋转、激光切割头3的激光源的切割与否，完成对于下一段薄壁管10的加工，依次循环加工薄壁管，直至整根薄壁管的长度方向被加工结束，其使得薄壁管无需预先切段加工，放置于对应的操作工位，工人将待加工的图形导入到切割机主机，主机根据图形和预先设定的参数自动控制对应的结构进行快速切割，使得操作过程简单、加工效率高。

以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。