多頭雷射切割機的對片切割方法
2023-05-16 20:50:26
專利名稱：多頭雷射切割機的對片切割方法
技術領域：
本發明涉及一種多頭雷射切割機的切割方法，特別是涉及一種基於多頭雷射切割機的對片切割方法。
背景技術：
目前多頭雷射切割機在玩具、皮鞋等一系列的需要拼接片產品的行業中應用非常廣泛，而在這些生產過程當中，對片又是需求非常高的一類產品。但是目前的對片是以一組對片為一個排版、切割單元，也就是說將一組對片作為一個加工對象，將交錯排列的整幅拼接片看成了橫縱均對齊的一個加工隊列。因此就產生了兩個問題，首先由於是以一組對片 為切割單元，所以每個切割頭分配得到的切割任務均為偶數個拼接片，那麼如果按照最優化的排版方式，在幅面的邊界處僅能排版對片中的一片產品的話，由於其不成一個切割單元，所以現有技術中採取捨棄，不做加工的技術方案，這樣就造成了大量的原料浪費。其次，由於加工時的任務分配是按照一組對片為切割單元的，所以按照最優化的方式將切割任務分配至各個雷射頭後，總是同一個雷射頭的任務量最小，不斷處於休息中，造成了某一雷射管與其他雷射頭的雷射管損壞程度嚴重不一致，進而給檢修維護造成了很大的麻煩。
發明內容
本發明針對目前現有的對片切割技術中存在的原料浪費和雷射管維修困難等問題，公開了一種多頭雷射切割機的對片切割方法，包括以下步驟
第一步，以一組對片為一個單位，根據最優化原則，排版至整個原料幅面；
第二步，將每組對片拆分為兩個單獨的切割個體，並且按照最優化的原則分配至各個雷射頭；
第三步，將第二步中獲得的各個雷射頭任務圖形取併集；
第四步，根據併集內的圖形，生成統一的雷射頭定位指令和工作鍊表，其數學模型如
下
設雷射頭個數為η (η為大於等於2的整數型變量)，則各個雷射頭的間距可描述為 AO, Al, Α2,…，A (η-I)；
工作鍊表旨在描述雷射頭加工的具體路徑信息，其軟體模型為一個隊列，該隊列由多個圖形信息構成，每個圖形為該隊列的一個單元；
第五步，由於各個雷射頭的任務圖形均為併集的子集，所以按照交集開光、補集關光的原則，生成各個雷射頭的開關光指令序列，其數學模型如下
設雷射頭個數為η (η為大於等於2的整數型變量)，則各個雷射頭對應的開關光指令序列可描述為
Β0，Β1，Β2, ...，Β (η-1)其中，BO成員可描述為
設工作鍊表是由m個圖形形成的隊列，則BO的成員為bO, bl, b2, ......，b (m-1),
其中bO是對應工作鍊表中圖形I的開關光信息， bl是對應工作鍊表中圖形2的開關光信息
b (m-Ι)是對應工作鍊表中圖形m的開關光信息 第六步，開啟電源，完成圖形切割。這種對片切割方法，是以一組對片為一個排版單元，又將每組對片拆分為兩個單獨的切割個體，從而以單一的拼接片作為切割單元，打破了原來一組對片為一個切割單元的模式，使得切割頭切割任務的分配更加自由，從而在幅面的邊界處僅能排版對片中的一片產品的時候，仍然可以切割，從而節約了原料。不僅如此，由於每個雷射頭的任務圖形中，均與併集有交集有補集，所以各個雷射管在加工中均有開有關，從而保證了各個雷射頭在·一個幅面的加工中，不需要改變相互之間的間距，就可以實現交替休息的目的，進而延長了光管的使用壽命，同時也方便了雷射管的更換和維修。我們在應用過程中還發現，在第五步中經常會出現某一雷射頭的任務圖形與併集有多種交集的時候，也就是說某一雷射頭的整體任務圖形可以看成併集中多個位置的部分圖形，所以基於此種情況，我們進一步公開了第五步中第η個雷射頭的任務圖形與併集有多種交集時，選取A(η-I)最小值時的交集開光、補集關光。也就是說在有多種交集選擇的情況下，根據最節省橫梁的方式，這不僅是為了節約機器上橫梁的運行距離，同時也是為了提供更大的加工範圍，保證整個幅面的加工範圍無盲點。綜上所述，採用本發明所公開的技術方案以後，不僅節約了原料，而且維持了各個雷射管的損耗度均一，延長了雷射管的使用壽命，方便了雷射管的維修。
圖I為成整數對片幅面切割分配方法示意 圖2為本發明成整數對片幅面切割分配方法示意 圖3為圖2幅面分配的併集示意 圖4為帶有單片的對片幅面切割分配方法示意 圖5為本發明帶有單片的對片幅面切割分配方法示意圖。
具體實施例方式實施例I
如圖I和圖2所示，以一組對片為一個單位，根據最優化原則，排版至整個原料幅面，可以看到此時在幅面內存在9組對片；
第二步，將排版好的圖形分配至各個雷射頭，此時如果按照傳統的分配方式，如圖I所示，由於傳統的切割分配方法是以一組對片為一個切割單元的，則最優的切割分配方式為3+3+3的分配方式，即第一至第三雷射頭分別加工三組對片，第四雷射頭不加工。但是如果按照本發明的分配方式，也就是將每組對片拆分為兩個單獨的切割個體，即總共為9*2個單片，並且按照最優化的原則分配至各個雷射頭，則如圖2所示，形成5+5+5+3的分配方式，也就是說第一至第三雷射頭分別加工5個拼接片，第四雷射頭加工3個拼接片。此時，如果是傳統的模式，如圖I所示，那麼就直接開啟電源，切割頭運作，以一組對片為一個單元，相當於橫縱均對其的陣列形式完成整個幅面的切割。如果是本發明的模式，如圖2所示，為了準確的進行切割，還需要進行如下步驟 第三步，將第二步中獲得的各個雷射頭任務圖形取併集；此時，取到的併集如圖3所
/Jn ο第四步，根據併集內的圖形，生成統一的雷射頭定位指令和工作鍊表， 切割機四個頭的定位位置如圖2中箭頭所示，箭頭從左至右依次表示雷射頭I、雷射頭
2、雷射頭3和雷射頭4 ;
工作鍊表旨在描述雷射頭加工的具體路徑信息，其軟體模型為一個隊列，該隊列由多個圖形信息構成，每個圖形為該隊列的一個單兀；此時工作鍊表為圖3中的I 6依次加工的順序。第五步，由於各個雷射頭的任務圖形均為併集的子集，所以按照交集開光、補集關光的原則，生成各個雷射頭的開關光指令序列，
BO =第一雷射頭指令，BI=第二雷射頭指令，B2=第三雷射頭指令，B3=第四雷射頭指
令，
bO是對應工作鍊表中圖形I的開關光信息， bl是對應工作鍊表中圖形2的開關光信息， b2是對應工作鍊表中圖形3的開關光信息， b3是對應工作鍊表中圖形4的開關光信息， b4是對應工作鍊表中圖形5的開關光信息， b5是對應工作鍊表中圖形6的開關光信息；
開光為1，關光為O ;那麼雷射頭指令可以表述為
BO 成員為b0=l, bl=l, b2=l, b3=l, b4=l, b5=0 ；
BI 成員為b0=0, bl=l, b2=l, b3=l, b4=l, b5=l ；
B2 成員為b0=l, bl=l, b2=l, b3=l, b4=l, b5=0 ；
當考慮B3的開關光信息時，由於B3的任務圖形既可以看做是2，3，4三個圖形，也可以看做是4，5，6三個圖形，也就是說B3的成員有兩種選擇性b0=0, bl=l, b2=l, b3=l, b4=0,b5=0 ；b0=0, bl=0, b2=0, b3=l, b4=l, b5=l,這個時候就需要考慮最小檔距的問題，當B3成員為b0=0, bl=0, b2=0, b3=l, b4=l, b5=l時檔距最小，選取為最佳方式。第六步，開啟電源，完成圖形切割。通過以上方式，明顯看到在本發明的分配模式下，位於幅面邊界處的拼接片單片產品也得到了加工，從而節約了原料成本。同時，由於BO—B3這四個雷射頭中，均至少帶有一個關光指令，也就是說在一次加工中都有休息的機會，從而達到了延長雷射管使用壽命，保持各個雷射管損壞程度基本均一，方便維修和檢修的目的。實施例2
如圖4和圖5所示，以一組對片為一個單位，根據最優化原則，排版至整個原料幅面，可以看到此時在幅面內存在9組對片，同時還存在有一個單片，如果按照傳統的幅面分配方法如圖4所示，位於邊界處的拼接片單片不滿一個單元，無法加工，捨棄，整個幅面只加工到最後一組對片，造成了原料的浪費。但是如果按照本發明的幅面分配方法，如圖5所示，將每組對片拆分為兩個單獨的切割個體，即總共為9*2+1個單片，並且按照最優化的原則分配至各個雷射頭，由於每個拼接片本身就是一個切割單元，所以位於邊界處的拼接片仍然滿足切割單元的要求，可以完成切割，從而節約了原料，由於其後具體的切割方法和 實施例I中的方法相同，所以在此不再累贅敘述。可以看到在這種情況下與傳統方式相比，極大的節約了原料 。
權利要求
1.多頭雷射切割機的對片切割方法，其特徵是所述對片切割方法包括以下步驟 第一步，以一組對片為一個單位，根據最優化原則，排版至整個原料幅面； 第二步，將每組對片拆分為兩個單獨的切割個體，並且按照最優化的原則分配至各個雷射頭； 第三步，將第二步中獲得的各個雷射頭任務圖形取併集； 第四步，根據併集內的圖形，生成統一的雷射頭定位指令和工作鍊表，其數學模型如下 設雷射頭個數為η (η為大於等於2的整數型變量)，則各個雷射頭的間距可描述為 AO, Al, Α2,…，A (η-I)； 工作鍊表旨在描述雷射頭加工的具體路徑信息，其軟體模型為一個隊列，該隊列由多個圖形信息構成，每個圖形為該隊列的一個單元； 第五步，由於各個雷射頭的任務圖形均為併集的子集，所以按照交集開光、補集關光的原則，生成各個雷射頭的開關光指令序列，其數學模型如下 設雷射頭個數為η (η為大於等於2的整數型變量)，則各個雷射頭對應的開關光指令序列可描述為Β0，Β1，Β2, ...，Β (η-1) 其中，BO成員可描述為設工作鍊表是由m個圖形形成的隊列，則BO的成員為b0, bl, b2, ......，b (m-1), 其中bO是對應工作鍊表中圖形I的開關光信息， bl是對應工作鍊表中圖形2的開關光信息 b (m-Ι)是對應工作鍊表中圖形m的開關光信息 第六步，開啟電源，完成圖形切割。
2.如權利要求I所述的多頭雷射切割機的對片切割方法，其特徵是第五步中第η個雷射頭的任務圖形與併集有多種交集時，選取A(η-I)最小值時的交集開光、補集關光。
全文摘要
本發明涉及一種多頭雷射切割機的切割方法，特別是涉及一種基於多頭雷射切割機的對片切割方法。針對目前現有的對片切割技術中存在的原料浪費和雷射管維修困難等問題，公開了一種多頭雷射切割機的對片切割方法，將一組對片拆分成為兩個獨立的切割單元，不僅節約了原料，而且維持了各個雷射管的損耗度均一，延長了雷射管的使用壽命，方便了雷射管的維修。
文檔編號B23K26/36GK102950380SQ20111024219
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月23日 優先權日2011年8月23日
發明者雷宇, 鄭澤俊, 周大成 申請人:南京通孚輕紡有限公司