一種傳動皮帶軌跡錯位的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種傳動皮帶軌跡錯位的處理方法，該方法包括檢測皮帶起始位置、默認皮帶的起始位置坐標、檢測皮帶運動軌跡、計算圖形是否閉合及更新等步驟，其是將當前點為起點，調整運動點的坐標，使其起點和終點保持一致。本發(fā)明采用錯位處理技術，極大的提高了摩擦力比較小、皮帶變形比較大的高速激光機的加工效率，避免了手工調整加工圖形的工作量；避免了圖形中出現(xiàn)幾個封口不閉合的殘次品，降低了損耗，降低了生產成本。
【專利說明】一種傳動皮帶軌跡錯位的處理方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光雕刻切割機，準確地說是一種針對激光雕刻切割機的傳動皮帶進 行軌跡錯位的校正方法，該方法通過矢量圖形數(shù)據(jù)進行優(yōu)化處理，以解決皮帶傳動裝置中 由于皮帶拉伸引起的間隙及錯位問題。

【背景技術】
[0002] 激光機是利用激光對需要雕刻的材料進行雕刻的科技設備，它包括激光器和其輸 出光路上的氣體噴頭，所說氣體噴頭的一端為窗口、另一端為與激光器光路同軸的噴口，氣 體噴頭的側面連接有氣管，特別是所說氣管與空氣或氧氣源相連接，激光機能大大提高雕 刻的效率，使被雕刻處的表面光滑、圓潤，迅速地降低被雕刻的非金屬材料的溫度，減少被 雕刻物的形變和內應力；可廣泛地用于對各種非金屬材料進行精細雕刻的領域。激光機作 為一種通用型雕刻切割機械，在近10年得到了廣泛的應用。從2004年的僅用于廣告、印刷 行業(yè)，到目前大量的用于服裝、工藝品、皮革、廣告、印刷、包裝、金屬加工等等行業(yè)。可以說 只要材料不過分的易燃或熱敏感、只要用到切割或者雕刻功能，都可以用激光機來進行加 工。
[0003] 在使用過程中發(fā)現(xiàn)，由于激光機使用的傳動裝置絕大部分是齒輪加皮帶所形成的 結構，而由于摩擦力的存在且皮帶本身具有拉伸變形的特性，這就使得激光頭在切割過程 當中存在定位不準的情況。如圖1所示，會使得封閉圖形封口位置不閉合，矩形框所圈定的 部分顯示出圓形的封口不能閉合。
[0004] 目前為止為了解決這個問題，市場上存在一種臨時解決方案：全手工調整，重新進 行定位。這種方法存在三個缺陷：一、對操作人員要求太高，針對激光機使用情況做的調查 可知，大部分操作激光機的人員都是高中以下學歷；二、嚴重影響加工效率，手動調整順序 及起點是一個漫長的過程，并且存在調錯的可能；三、調整方法不具有可重復操作性。


【發(fā)明內容】

[0005] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當激光機加工過程中，由于皮帶拉伸引起定位不準時，會使得封閉圖 形封口位置不閉合，而這些不閉合是由于皮帶在X方向或者y方向錯位引起的。在皮帶這些 柔性傳動裝置中，由于摩擦力的存在使得傳動皮帶產生大約0. 1-lmm的拉伸變形，這個拉 伸變形在柔性緩沖方面能避免機床的強烈震動，但是在加工精度方面卻引入了負面影響， 使得機床的定位產生偏差。
[0006] 對機械運動過程進行分析，以機器限位點為坐標系原點，當機器向X正方向運動 時，由于機械摩擦，此時皮帶產生拉伸變形使得當前機器的位置比理論位置"滯后"（靠近〇 點）；而當機器向X軸負方向運動時，皮帶拉伸變形使得當前位置比理論位置"超前"（遠離 〇點）。對于柔性傳動機械，這個尺寸的誤差是可以忽略不計的，從定位方面考慮誤差，錯位 產生與消除僅僅和坐標軸的運動方向有關系。
[0007] 因此，本發(fā)明的首要目地是提供一種傳動皮帶軌跡錯位的處理方法，該方法能夠 使激光機在雕刻時準確形成封閉的圖形，避免皮帶軌跡的錯位。
[0008] 本發(fā)明的另一個目地在于提供一種傳動皮帶軌跡錯位的處理方法，該方法便于實 現(xiàn)，成本低廉，可大大提供激光機的雕刻、切割效率。
[0009] 為達到上述目的，本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。
[0010] 一種傳動皮帶軌跡錯位的處理方法，其特征在于該方法包括如下步驟：
[0011] 1、檢測皮帶起始位置；
[0012] 2、默認皮帶的起始位置坐標為（0,0);
[0013] 3、持續(xù)檢測皮帶運動軌跡，判斷構成其運動軌跡的運動點是否是有效的圖元，是 則進行記錄，否則重新檢測；
[0014] 4、計算有效的圖元所構成的圖形是否閉合，是則轉到第7步，否則，轉到第5步；
[0015] 5、取起點和終點中具有偏移的點為新起點，并根據(jù)新起點更新皮帶運動軌跡，檢 測更新后的皮帶的運動軌跡，并判斷更新后的運動軌跡的運動點是否是有效圖元，是則進 行記錄，否則重新檢測；
[0016] 6、計算第5步的有效圖元所構成的圖形是否閉合，是則轉到第7步，否則，轉到第 5步；
[0017] 7、遍歷運動軌跡中的運動點并假設以當前點為起點，調整運動點的坐標，使其起 點和終點保持一致。
[0018] 所述的起點和終點保持一致，是指起點和終點在坐標軸上的拉伸方向的坐標保持 一致。
[0019] 實際應用過程中，在定位精度方面有要求的加工都是屬于切割加工，且切割圖形 首尾相連，只有在這種情況下首尾的精確定位才有意義，此時的精確定位要求是為了把工 件切掉（當錯位時就有部分粘連而無法切掉）。而在任何一個閉合的圖形內部，它的所有坐 標軸方向的換向次數(shù)都是偶數(shù)，比如一個二維的圓，X軸和y軸方向的換向次數(shù)都是2次， 其中正負各一次相互抵消而回到起點原位。由此把錯位問題進行簡化，我們不再考慮圖形 內部的具體細節(jié)，而只需要保證在加工一個圖形和結束加工時，皮帶在坐標軸各個方向上 的拉伸一致即可。對進來的數(shù)據(jù)整體進行遍歷，在不修改圖形加工順序及方向的前提下，改 變每個圖形的加工起點。在二維坐標系中由于閉合圖形的X軸和y軸方向的換向次數(shù)為偶 數(shù)，及X軸方向和y軸方向的皮帶拉伸量在閉合圖形軌跡中可以抵消掉，所以算法只需保證 進入圖形之前和圖形結束之后的X軸方向和y軸方向的拉伸保持一致即可。在此基礎上查 找每個圖的每個節(jié)點，滿足這個要求的節(jié)點都能滿足"錯位處理"功能的處理效果，因此可 以有效地消除皮帶錯位軌跡，雕刻時準確形成封閉的圖形。
[0020] 所述具有偏移的點是指起點或終點中偏移角最小的點。所述的偏移，是指皮帶運 動時，當前終點與下一個起點的運動方向通常會發(fā)生變化，變化運動方向時，當前終點與下 一個起點不是位于同一直線上，而是具有一定的夾角，這種運動軌跡的變化就是偏移，夾角 就是偏移角。偏移角最小，就是指下一個起點開始，所有運動方向上的運動點與當前終點的 偏移角相比，最小。
[0021] 所述圖元以點坐標的形式保存于內存中，一系列連續(xù)運動并且開啟激光點構成運 動軌跡，這一系列點就是一個個圖元，關閉激光的點構成一該個空移動指令，不構成圖元； 機器加工過程就是一系列的點運動過程，在運動的同時開關激光。
[0022] 所述遍歷運動軌跡中的運動點并假設以當前點為起點，調整運動點的坐標，是將 偏移角度最小的起點和終點的拉伸方向的坐標疊加到運動點上。
[0023] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，采用錯位處理技術，能夠使激光機在雕刻時準確形成封 閉的圖形，避免皮帶軌跡的錯位，極大的提高了摩擦力比較小、皮帶變形比較大的高速激光 機的加工效率，避免了手工調整加工圖形的工作量；避免了一版圖形中出現(xiàn)幾個封口不閉 合的殘次品，降低了損耗，降低了生產成本；進一步推動了激光機產業(yè)向更高一步精度加工 行業(yè)的普及。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是現(xiàn)有技術的皮帶運動軌跡效果圖。
[0025] 圖2是本發(fā)明實現(xiàn)的皮帶運動軌跡效果圖。
[0026] 圖3是本發(fā)明所實現(xiàn)的控制流程圖。

【具體實施方式】
[0027] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0028] 請參閱圖2、圖3所示，本發(fā)明所實現(xiàn)的傳動皮帶軌跡錯位的處理方法，具體包括 如下步驟：
[0029] 1、啟動，系統(tǒng)進行初始化，并檢測皮帶起始位置。
[0030] 2、初始化完成后，默認皮帶的起始位置坐標為（0,0)。
[0031] 3、持續(xù)檢測皮帶運動軌跡，判斷構成其運動軌跡的運動點是否是有效的圖元，是 則進行記錄，否則重新檢測。
[0032] 圖元以點坐標的形式保存于內存中，一系列連續(xù)運動并且開啟激光點構成運動軌 跡，這一系列點就是一個個圖元，關閉激光的點構成一該個空移動指令，不構成圖元；判斷 的過程就是判斷運動點是否運動，且是否開啟激光，是則記錄該坐標為圖元，否則不進行記 錄。
[0033] 機器加工過程實質上就是一系列的點運動過程，在運動的同時開關激光，就完成 圖元的控制。
[0034] 4、計算有效的圖元所構成的圖形是否閉合，是則轉到第7步，否則，轉到第5步；
[0035] 5、取起點和終點中偏移角最小的點為新起點，改變圖元起點及方向，并根據(jù)新起 點更新皮帶運動軌跡，更新P為新的圖元終點，更新當前方向為圖元結束方向。
[0036] 檢測更新后的皮帶的運動軌跡，并判斷更新后的運動軌跡的運動點是否是有效圖 元，是則進行記錄，否則重新檢測。
[0037] 6、計算第5步的有效圖元所構成的圖形是否閉合，是則轉到第7步，否則，轉到第 5步。
[0038] 7、遍歷運動軌跡中的運動點并假設以當前點為起點，調整運動點的坐標，使其起 點和終點保持一致。
[0039] 遍歷運動軌跡中的運動點并假設以當前點為起點，調整運動點的坐標，是將偏移 角度最小的起點和終點的拉伸方向的坐標疊加到所有的運動點上。所述的起點和終點保持 一致，是指起點和終點在坐標軸上的拉伸方向的坐標保持一致。即P點到起點和圖元結束 方向（圖元結束方向就是終點方向）一致。
[0040] 因此，本發(fā)明的通過對皮帶運動軌跡的計算、調整，使整個皮帶運動軌跡完成封閉 的過程，避免了由于機械摩擦、皮帶產生拉伸變形產生的錯位。極大的提高了摩擦力比較 小、皮帶變形比較大的高速激光機的加工效率，避免了手工調整加工圖形的工作量；避免了 一版圖形中出現(xiàn)幾個封口不閉合的殘次品，降低了損耗，降低了生產成本。
[0041] 且該方法控制簡單，便于實現(xiàn)，成本低廉，可大大提供激光機的雕刻、切割效率。
[0042] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種傳動皮帶軌跡錯位的處理方法，其特征在于該方法包括如下步驟： 1) 、檢測皮帶起始位置； 2) 、默認皮帶的起始位置坐標為（0,0); 3) 、持續(xù)檢測皮帶運動軌跡，判斷構成其運動軌跡的運動點是否是有效的圖元，是則進 行記錄，否則重新檢測； 4) 、計算有效的圖元所構成的圖形是否閉合，是則轉到第7)步，否則，轉到第5)步； 5) 、取起點和終點中具有偏移的點為新起點，并根據(jù)新起點更新皮帶運動軌跡，檢測更 新后的皮帶的運動軌跡，并判斷更新后的運動軌跡的運動點是否是有效圖元，是則進行記 錄，否則重新檢測； 6) 、計算第5)步的有效圖元所構成的圖形是否閉合，是則轉到第7)步，否則，轉到第5) [K 少； 7) 、遍歷運動軌跡中的運動點并假設以當前點為起點，調整運動點的坐標，使其起點和 終點保持一致。
2. 如權利要求1所述的傳動皮帶軌跡錯位的處理方法，其特征在于所述的步驟7)中， 起點和終點保持一致，是指起點和終點在坐標軸上的拉伸方向的坐標保持一致。
3. 如權利要求1所述的傳動皮帶軌跡錯位的處理方法，其特征在于所述步驟5中，具有 偏移的點是指起點或終點中偏移角最小的點。
4. 如權利要求1所述的傳動皮帶軌跡錯位的處理方法，其特征在于所述圖元以點坐標 的形式保存于內存中，一系列連續(xù)運動并且開啟激光點構成運動軌跡，這一系列點就是一 個個圖元，關閉激光的點構成一該個空移動指令，不構成圖元。
5. 如權利要求1所述的傳動皮帶軌跡錯位的處理方法，其特征在于所述步驟7)中，遍 歷運動軌跡中的運動點并假設以當前點為起點，調整運動點的坐標，是將偏移角度最小的 起點和終點的拉伸方向的坐標疊加到運動點上。
【文檔編號】B23K26/70GK104096982SQ201410314133
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權日:2014年7月2日
【發(fā)明者】劉杰 申請人:深圳市泰智科技有限公司