一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法

摘要

本发明涉及激光切割处理技术领域，具体地说是一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法。一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法，其特征在于：采用CypCut激光切割软件进行图层编辑，然后进行板材切割处理，所述的图层编辑的处理步骤如下：（1）进入编辑图层对话框；（2）建立全局参数结构（3）保存全局参数结构；（4）建立图层参数结构；（5）进行图层参数预设置；（6）保存图层参数；（7）保存图层参数结构到材料库；（8）退出。同现有技术相比，保证实际切割过程中根据速度实时调节功率。所有保存的图层信息文本组成了材料库，材料库以文件夹的形式存储在电脑上，方便拷贝移植，解决了一台机器只能使用本机材料库的问题。

权利要求

1.一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法，其特征在于：采用CypCut激光切割软件进行图层编辑，然后进行板材切割处理，所述的图层编辑的处理步骤如下：（1）进入编辑图层对话框；（2）建立全局参数结构（；3）保存全局参数结构（；4）建立图层参数结构；

（5）进行图层参数预设置；（6）保存图层参数；（7）保存图层参数结构到材料库；（8）退出；所述的建立全局参数结构分别设有建立运动参数库、外设控制参数、建立PLC过程库，在所述的运动参数库中分别设置空移、检边、拐弯10mm参考圆速度；在外设控制参数中分别设置点射参数、吹气的气压；在PLC过程库中编辑PLC过程；所述的建立图层参数结构分别设有建立切割模式模块、建立切割参数模块、建立功率曲线模块；所述的建立切割模式模块为分别建立直接切割、分段穿孔、渐进穿孔、三级穿孔四种切割模式；所述的建立切割参数模块为分别建立切割高度变量、切割功率变量、切割频率变量、切割速度变量、切割气压变量、切割气体变量、开光延时变量；所述的建立功率曲线模块为导入预设的随速功率调整曲线；所述的PLC过程包括直接切割过程、分段穿孔过程、渐进穿孔过程、三级穿孔过程、关激光过程。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法，其特征在于：所述的图层对话框进行如下处理步骤（：1）进入图层对话框（；2）用户在全局参数结构界面设置全局参数；（3）在图层参数结构中设置具体板材的图层参数；（4）判断材料库是否存在对应板材的切割参数；（5）如果不存在对应板材的切割参数，则返回第（3）步“在图层参数结构中设置具体板材的图层参数”，如果存在相应的板材的切割参数，则从材料库中读取相对应的板材的切割参数；（6）保存板材的切割参数，退出图层对话框。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法，其特征在于：所述的板材的切割处理采用如下步骤（：1）检边：使用全局参数中的检边速度，确定切割的尺寸（；2）空走：使用图层参数中的切割参数空走，不开光不开气把图形轨迹运动一次；

（3）读取全局参数的运动参数和图层中的切割速度，生成轨迹曲线；（4）读取图层参数中的切割模式（；5）在PLC过程库中读取相应的PLC过程；（6）从上至下单步执行PLC过程中的每一步动作；（7）开始按轨迹运动进行激光切割（；8）判断是否所有图形切割完成，是则读取PLC过程库中，关激光过程，执行关激光动作，否则当前图形切割完成，空移到下个图形的起点；

（9）读取PLC过程库中，关激光过程，执行关激光动作；（10）加工结束，回到加工结束停靠点。

4.根据权利要求3所述的一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法，其特征在于：所述的单步执行PLC过程为进行如下步骤：（1）判断是否为外设动作（；2）是外设动作，则进行外设测试，然后打开或关闭外设，然后结束；不是外设动作，则执行参数设置；（3）判断参数属于图层参数；（4）如果属于图层参数，则读取相应的图层参数，如果不属于图层参数，则读取相应的全局参数；（5）执行相应参数；（6）结束。

5.根据权利要求4所述的一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法，其特征在于：所述的外设测试包括激光器测试和气体测试，当进行激光器测试时进行如下处理步骤：（11）点射：读取全局参数中的点射参数（；12）能开光否；（13）能开光，则结束，不能开光，则检查外设连接，再返回“点射”步骤；当进行气体测试时进行如下处理步骤（：21）吹气：读取全局参数中的默认气压，开气；（22）能开气否；（23）不能开气，则检查外设连接，然后返回“吹气”步骤；能开气则结束。

6.根据权利要求1所述的一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法，其特征在于：所述的编辑PLC过程为进行如下处理步骤：（1）进入PLC过程编辑界面（；2）选择PLC需要编辑的过程；（3）添加或删除PLC过程：在左侧列表中选择需要执行的步骤双击或者点击添加按钮，插入一条PLC过程，此时界面右侧显示已经插入的过程，点击删除按钮删除过程，点击向上向下按钮调整步骤执行次序；（4）编辑完成否；（5）没有编辑完成，则返回“添加或删除PLC过程”步骤；编辑完成则保存编辑的过程；（6）继续编辑其他过程否；（7）继续编辑，则返回“选择PLC需要编辑的过程”；不继续编辑，则结束退出。

7.根据权利要求1所述的一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法，其特征在于：所述的直接切割过程依次进行如下处理步骤：（1）跟随到切割高度（；2）打开气体；（3）设置切割气压（；4）开气延时；（5）设置切割频率、设置切割功率、设置切割激光形式（；6）开激光、开光延时。

8.根据权利要求1所述的一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法，其特征在于：所述的分段穿孔过程依次进行如下处理步骤：（1）跟随到穿孔高度（；2）停止；（3）打开气体；（4）设置穿孔气压；（5）开气延时；（6）设置穿孔频率、设置穿孔功率、设置穿孔激光形式（；7）开激光、穿孔延时；（8）跟随到切割高度；（9）设置切割气压；（10）换气延时；（11）设置切割频率、设置切割激光形式、设置切割功率；（12）开光延时。

9.根据权利要求1所述的一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法，其特征在于：所述的渐进穿孔过程依次进行如下处理步骤：（1）跟随到穿孔高度（；2）停止；（3）打开气体；（4）设置穿孔气压；（5）开气延时；（6）设置穿孔频率、设置穿孔功率、设置穿孔激光形式（；7）开激光、穿孔延时；（8）渐进穿孔（；9）跟随到切割高度；（10）设置切割气压；（11）换气延时；（12）设置切割频率、设置切割激光形式、设置切割功率；（13）开光延时。

10.根据权利要求1所述的一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法，其特征在于：所述的三级穿孔过程依次进行如下处理步骤：（1）跟随到爆破穿孔高度；（2）打开气体（；3）设置爆破气压；（4）开气延时（；5）设置爆破频率、设置爆破功率、设置爆破激光形式；

（6）开激光、爆破时间；（8）渐进穿孔；（9）根据下一级的穿孔模式执行下一级穿孔。

说明书

一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及激光切割处理技术领域，具体地说是一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法。

背景技术

[0002] CypCut激光切割软件是本发明自主研发的一套激光切割软件，图层是激光切割软件中加工和工艺参数设置的模块。激光切割加工过程中，不同板材的切割工艺和运动参数都是不尽相同的，切割参数的设置将直接影响板材切割的效果，然而这些参数的设置均是在实际的切割过程中一点一点调试出来的，其中包括切割的方式，速度，功率，气压和延时等，每一个参数的变化均可能会影响板材切割的最终效果。每一种不同材质不同型号的板材所使用的切割参数存在很大的差异，每更换一种板材就得重新调试参数。

[0003] 因此，必须为激光切割中的加工和工艺参数设计一套便捷且快速的设置和保存方法。现有的方法只能很笼统的设置参数，然而在激光切割的实际操作中，不同厚度的板材应该使用不同的穿孔模式，不同的穿孔模式应该对应不同的参数；不同材质的板材应该使用不同的切割工艺，太过单一笼统的参数设置不能满足不同板材不同工艺的要求。此外，激光切割系统中除了控制机械运动之外还要控制其他外部设备，比如调高器，激光器，气体等，不同的切割方式对外部设备的控制过程也存在差异，然而现在大部分激光切割系统只有比较简单的控制方式，缺乏灵活性。同时，这些参数和外部设备的控制过程均是在实际切割过程中调试出来的，是一种经验的累积，现有的激光切割系统并没有对这些参数和外部设备的控制过程进行系统的分类和保存，导致投入过多的时间进行参数的调整和设置，大大降低了效率。

发明内容

[0004] 本发明为克服现有技术的不足，在激光切割软件中设计一套便捷高效的参数模块化设置方法，解决不能灵活设置参数，单一的参数不能满足各种切割板材和工艺的问题，同时提供用户自定义方法，达到在任何环境任何工艺和板材的切割模式下总有一套参数能满足客户的需求。

[0005] 为实现上述目的，设计一种基于激光切割软件的切割工艺模块化处理方法，其特征在于：采用CypCut激光切割软件进行图层编辑，然后进行板材切割处理，所述的图层编辑的处理步骤如下：（1）进入编辑图层对话框（；2）建立全局参数结构（3）保存全局参数结构；（4）建立图层参数结构；（5）进行图层参数预设置；（6）保存图层参数（；7）保存图层参数结构到材料库（；8）退出；所述的建立全局参数结构分别设有建立运动参数库、外设控制参数、建立PLC过程库，在所述的运动参数库中分别设置空移、检边、拐弯10mm参考圆速度；在外设控制参数中分别设置点射参数、吹气的气压；在PLC过程库中编辑PLC过程；所述的建立图层参数结构分别设有建立切割模式模块、建立切割参数模块、建立功率曲线模块；所述的建立切割模式模块为分别建立直接切割、分段穿孔、渐进穿孔、三级穿孔四种切割模式；所述的建立切割参数模块为分别建立切割高度变量、切割功率变量、切割频率变量、切割速度变量、切割气压变量、切割气体变量、开光延时变量；所述的建立功率曲线模块为导入预设的随速功率调整曲线；所述的PLC过程包括直接切割过程、分段穿孔过程、渐进穿孔过程、三级穿孔过程、关激光过程。

[0006] 所述的图层对话框进行如下处理步骤：（1）进入图层对话框；（2）用户在全局参数结构界面设置全局参数（；3）在图层参数结构中设置具体板材的图层参数（；4）判断材料库是否存在对应板材的切割参数；（5）如果不存在对应板材的切割参数，则返回第（3）步“在图层参数结构中设置具体板材的图层参数”，如果存在相应的板材的切割参数，则从材料库中读取相对应的板材的切割参数；（6）保存板材的切割参数，退出图层对话框。

[0007] 所述的板材的切割处理采用如下步骤：（1）检边：使用全局参数中的检边速度，确定切割的尺寸；（2）空走：使用图层参数中的切割参数空走，不开光不开气把图形轨迹运动一次（；3）读取全局参数的运动参数和图层中的切割速度，生成轨迹曲线（；4）读取图层参数中的切割模式；（5）在PLC过程库中读取相应的PLC过程；（6）从上至下单步执行PLC过程中的每一步动作（；7）开始按轨迹运动进行激光切割；（8）判断是否所有图形切割完成，是则读取PLC过程库中，关激光过程，执行关激光动作，否则当前图形切割完成，空移到下个图形的起点（；9）读取PLC过程库中，关激光过程，执行关激光动作；（10）加工结束，回到加工结束停靠点。

[0008] 所述的单步执行PLC过程为进行如下步骤：（1）判断是否为外设动作（；2）是外设动作，则进行外设测试，然后打开或关闭外设，然后结束；不是外设动作，则执行参数设置；（3）判断参数属于图层参数；（4）如果属于图层参数，则读取相应的图层参数，如果不属于图层参数，则读取相应的全局参数；（5）执行相应参数；（6）结束。

[0009] 所述的外设测试包括激光器测试和气体测试，当进行激光器测试时进行如下处理步骤：（11）点射：读取全局参数中的点射参数；（12）能开光否；（13）能开光，则结束，不能开光，则检查外设连接，再返回“点射”步骤；当进行气体测试时进行如下处理步骤：（21）吹气：读取全局参数中的默认气压，开气；（22）能开气否；（23）不能开气，则检查外设连接，然后返回“吹气”步骤；能开气则结束。

[0010] 所述的编辑PLC过程为进行如下处理步骤：（1）进入PLC过程编辑界面（；2）选择PLC需要编辑的过程；（3）添加或删除PLC过程：在左侧列表中选择需要执行的步骤双击或者点击添加按钮，插入一条PLC过程，此时界面右侧显示已经插入的过程，点击删除按钮删除过程，点击向上向下按钮调整步骤执行次序（；3）编辑完成否；（4）没有编辑完成，则返回“添加或删除PLC过程”步骤；编辑完成则保存编辑的过程；（5）继续编辑其他过程否；（6）继续编辑，则返回“选择PLC需要编辑的过程”；不继续编辑，则结束退出。

[0011] 所述的PLC过程包括直接切割过程、分段穿孔过程、渐进穿孔过程、三级穿孔过程、关激光过程。

[0012] 所述的直接切割过程依次进行如下处理步骤（：1）跟随到切割高度（；2）打开气体；（3）设置切割气压；（4）开气延时（；5）设置切割频率、设置切割功率、设置切割激光形式；（6）开激光、开光延时。

[0013] 所述的分段穿孔过程依次进行如下处理步骤：（1）跟随到穿孔高度；（2）停止（；3）打开气体；（4）设置穿孔气压；（5）开气延时；（6）设置穿孔频率、设置穿孔功率、设置穿孔激光形式（；7）开激光、穿孔延时；（8）跟随到切割高度；（9）设置切割气压（；10）换气延时；（11）设置切割频率、设置切割激光形式、设置切割功率；（12）开光延时。

[0014] 所述的渐进穿孔过程依次进行如下处理步骤：（1）跟随到穿孔高度；（2）停止（；3）打开气体；（4）设置穿孔气压；（5）开气延时；（6）设置穿孔频率、设置穿孔功率、设置穿孔激光形式（；7）开激光、穿孔延时；（8）渐进穿孔（；9）跟随到切割高度；（10）设置切割气压；（11）换气延时；（12）设置切割频率、设置切割激光形式、设置切割功率；（13）开光延时。

[0015] 所述的三级穿孔过程依次进行如下处理步骤：（1）跟随到爆破穿孔高度；（2）打开气体；（3）设置爆破气压；（4）开气延时（；5）设置爆破频率、设置爆破功率、设置爆破激光形式；（6）开激光、爆破时间；（8）渐进穿孔；（9）根据下一级的穿孔模式执行下一级穿孔。

[0016] 本发明同现有技术相比，便捷且快速的设置和保存方法，能自定义设置和修改，能对激光切割系统的参数和外部设备的控制过程进行系统的分类和保存，为了处理拐弯处烧角的问题，本发明提供了功率曲线供用户调节，在特定的速度下指定特定的功率，大大降低了烧角的概率，也可以根据实际的切割情况，调节功率曲线，保证实际切割过程中根据速度实时调节功率。图层参数中还提供备注文本框，提供了信息量的扩展,将实际操作的经验完全记录。图层参数中的所有信息，用户均可以以文本的方式保存起来，待下次切割相同板材时直接读取信息即可。所有保存的图层信息文本组成了材料库，材料库以文件夹的形式存储在电脑上，方便拷贝移植，解决了一台机器只能使用本机材料库的问题。

附图说明

[0017] 图1为本发明的图层编辑的处理流程框图。

[0018] 图2为本发明中加工前的轨迹和参数确认。

[0019] 图3为本发明中板材切割的处理流程框图。

[0020] 图4为本发明中单步PLC执行过程的处理流程框图。

[0021] 图5为本发明加工前的外设测试。

[0022] 图6为本发明PLC过程编辑流程图。

[0023] 图7为本发明直接切割、分段穿孔、渐进穿孔、三级穿孔的PLC具体执行过程。

[0024] 图8为本发明三种切割模式对应的参数。

[0025] 图9为本发明S形加减速曲线图。

[0026] 图10为本发明功率曲线。

具体实施方式

[0027] 下面根据附图对本发明做进一步的说明。

[0028] 如图1所示，采用CypCut激光切割软件进行图层编辑，然后进行板材切割处理，所述的图层编辑的处理步骤如下：（1）进入编辑图层对话框；（2）建立全局参数结构（3）保存全局参数结构；（4）建立图层参数结构；（5）进行图层参数预设置；（6）保存图层参数；（7）保存图层参数结构到材料库；（8）退出；所述的建立全局参数结构分别设有建立运动参数库、外设控制参数、建立PLC过程库，在所述的运动参数库中分别设置空移、检边、拐弯10mm参考圆速度；在外设控制参数中分别设置点射参数、吹气的气压；在PLC过程库中编辑PLC过程；所述的建立图层参数结构分别设有建立切割模式模块、建立切割参数模块、建立功率曲线模块；所述的建立切割模式模块为分别建立直接切割、分段穿孔、渐进穿孔、三级穿孔四种切割模式；所述的建立切割参数模块为分别建立切割高度变量、切割功率变量、切割频率变量、切割速度变量、切割气压变量、切割气体变量、开光延时变量；所述的建立功率曲线模块为导入预设的随速功率调整曲线。

[0029] 如图2所示，图层对话框进行如下处理步骤（：1）进入图层对话框；（2）用户在全局参数结构界面设置全局参数；（3）在图层参数结构中设置具体板材的图层参数；（4）判断材料库是否存在对应板材的切割参数；（5）如果不存在对应板材的切割参数，则返回第（3）步“在图层参数结构中设置具体板材的图层参数”，如果存在相应的板材的切割参数，则从材料库中读取相对应的板材的切割参数；（6）保存板材的切割参数，退出图层对话框。

[0030] 如图3所示，板材的切割处理采用如下步骤：（1）检边：使用全局参数中的检边速度，确定切割的尺寸；（2）空走：使用图层参数中的切割参数空走，不开光不开气把图形轨迹运动一次（；3）读取全局参数的运动参数和图层中的切割速度，生成轨迹曲线；（4）读取图层参数中的切割模式；（5）在PLC过程库中读取相应的PLC过程；（6）从上至下单步执行PLC过程中的每一步动作；（7）开始按轨迹运动进行激光切割；（8）判断是否所有图形切割完成，是则读取PLC过程库中，关激光过程，执行关激光动作，否则当前图形切割完成，空移到下个图形的起点（；9）读取PLC过程库中，关激光过程，执行关激光动作；（10）加工结束，回到加工结束停靠点。

[0031] 如图4所示，单步执行PLC过程为进行如下步骤（：1）判断是否为外设动作；（2）是外设动作，则进行外设测试，然后打开或关闭外设，然后结束；不是外设动作，则执行参数设置；（3）判断参数属于图层参数（；4）如果属于图层参数，则读取相应的图层参数，如果不属于图层参数，则读取相应的全局参数；（5）执行相应参数；（6）结束。

[0032] 如图5所示，外设测试包括激光器测试和气体测试，当进行激光器测试时进行如下处理步骤：（11）点射：读取全局参数中的点射参数；（12）能开光否；（13）能开光，则结束，不能开光，则检查外设连接，再返回“点射”步骤；当进行气体测试时进行如下处理步骤：（21）吹气：读取全局参数中的默认气压，开气；（22）能开气否；（23）不能开气，则检查外设连接，然后返回“吹气”步骤；能开气则结束。

[0033] 如图6所示，编辑PLC过程为进行如下处理步骤：（1）进入PLC过程编辑界面；（2）选择PLC需要编辑的过程；（3）添加或删除PLC过程：在左侧列表中选择需要执行的步骤双击或者点击添加按钮，插入一条PLC过程，此时界面右侧显示已经插入的过程，点击删除按钮删除过程，点击向上向下按钮调整步骤执行次序；（3）编辑完成否（；4）没有编辑完成，则返回“添加或删除PLC过程”步骤；编辑完成则保存编辑的过程；（5）继续编辑其他过程否（；6）继续编辑，则返回“选择PLC需要编辑的过程”；不继续编辑，则结束退出。

[0034] 如图7所示，PLC过程包括直接切割过程、分段穿孔过程、渐进穿孔过程、三级穿孔过程、关激光过程。

[0035] 直接切割过程依次进行如下处理步骤：（1）跟随到切割高度；（2）打开气体；（3）设置切割气压；（4）开气延时；（5）设置切割频率、设置切割功率、设置切割激光形式；（6）开激光、开光延时。

[0036] 分段穿孔过程依次进行如下处理步骤：（1）跟随到穿孔高度；（2）停止；（3）打开气体（；4）设置穿孔气压；（5）开气延时（；6）设置穿孔频率、设置穿孔功率、设置穿孔激光形式；（7）开激光、穿孔延时；（8）跟随到切割高度（；9）设置切割气压；（10）换气延时；（11）设置切割频率、设置切割激光形式、设置切割功率；（12）开光延时。

[0037] 渐进穿孔过程依次进行如下处理步骤：（1）跟随到穿孔高度；（2）停止；（3）打开气体（；4）设置穿孔气压；（5）开气延时（；6）设置穿孔频率、设置穿孔功率、设置穿孔激光形式；（7）开激光、穿孔延时；（8）渐进穿孔；（9）跟随到切割高度；（10）设置切割气压；（11）换气延时；（12）设置切割频率、设置切割激光形式、设置切割功率；（13）开光延时。

[0038] 三级穿孔过程依次进行如下处理步骤：（1）跟随到爆破穿孔高度；（2）打开气体；（3）设置爆破气压；（4）开气延时（；5）设置爆破频率、设置爆破功率、设置爆破激光形式；（6）开激光、爆破时间；（8）渐进穿孔；（9）根据下一级的穿孔模式执行下一级穿孔。

[0039] 本发明的设计思路是：

[0040] 一、把由机械性能决定的一系列参数称为全局参数，全局参数中丰富的运动参数解决了不同机型的激光切割机对应单一运动参数和不同的运动对应单一速度参数的问题。这里全局参数中提供了PLC时序过程编辑的功能，用户可以根据实际的需要编辑开光、关光、穿孔、爆破、预穿孔等过程，灵活的自定义功能代替单一固定的切割过程，为设备提供无限扩展的可能。其中，全局参数根据参数的不同作用范围，以模块的结构区分成运动控制参数、激光控制参数、气体控制参数、跟随控制参数、高级参数和PLC时序编辑。全局参数主要是针对机械本身的性能和外部控制设计的，本发明使用的加工控制算法是S形的加减速模式，速度参数主要由速度、加速度和加加速度组成，此设计比T形加减速更平滑，减少了对机械的冲击；影响拐弯的拐弯速度，拐弯加加速度和10mm参考圆速度也属于全局参数；激光控制参数主要是控制点射激光，为切割之前的出光测试提供了便捷；气体控制参数主要是用于测试吹气和设置打开气体后的延时；跟随控制参数主要是影响激光头的动作。

[0041] PLC时序编辑定义了整个加工控制过程可能用到的步骤，如：激光开关，气体开关，跟随动作，IO动作，延时和切割所使用的频率、功率、激光形式等操作，本发明默认给出了直接切割、分段穿孔、渐进穿孔、爆破穿孔（三级穿孔），预穿孔和关激光等过程，PLC时序编辑所提供的所有过程用户均可以根据实际的需要进行自定义，以达到满足不同场合不同需求的目的。

[0042] 二、把由具体板材和切割工艺决定的参数称为图层参数，不同类别的参数用于满足不同的切割工艺，同时将这些图层参数以文件方式保存起来，组成了俗称的材料库，下次切割同样板材时可以从材料库将切割参数直接导入使用，解决了反复调整相同板材参数带来的时间损耗，同时也可以将宝贵的经验传承下去。

[0043] 图层参数是整个激光切割系统加工控制参数的核心部分，加工所使用的模式、加工所涉及的频率、功率、气压、延时、跟随高度、功率调节等均是在图层参数设置的。

[0044] 其中图层参数中把切割模式大致区分为4种：分别是直接切割，分段穿孔，渐进穿孔，三级穿孔。在此基础上还提供了先穿孔后切割和带膜切割等特殊切割模式。为了处理拐弯处烧角的问题，本发明提供了功率曲线供用户调节，在特定的速度下指定特定的功率，大大降低了烧角的概率，也可以根据实际的切割情况，调节功率曲线，保证实际切割过程中根据速度实时调节功率。图层参数中还提供备注文本框，可以让用户自由填写该图层需要注意的其他信息，比如气体的类型、焦距、气压等信息，提供了信息量的扩展，将实际操作的经验完全记录。图层参数中的所有信息，用户均可以以文本的方式保存起来，待下次切割相同板材时直接读取信息即可。所有保存的图层信息文本组成了材料库，材料库以文件夹的形式存储在电脑上，方便拷贝移植，解决了一台机器只能使用本机材料库的问题。

[0045] 本发明中全局参数调试完成后后续一般不会去改变，全局参数的作用范围是整个加工过程；而图层参数影响的是当前图层的加工。

[0046] 为实现上述目的，我们以对话框的形式提供参数设置的接口，以分页的模式将全局参数和图层参数区分开来，不同的页面对应不同的参数，可以同时支持15个图层，不同图层可以定义不同的切割参数，以达到一个文件集合各种工艺，无需分次加工。CypCut激光切割软件开启时系统自动建立了15个图层并初始化，我们用不同的颜色显示区分不同的图层，每个图层的结构完全相同，图层中的每一个参数可以看成是一个叶子节点，整个图层采用树形结构存储。

[0047] 参见图1，编辑图层对话框的第一页是用于编辑全局参数，全局参数用于控制图层之外的参数，如空移速度、点射功率等，还可以选择速度和加速度单位。对话框的其他页面列出了当前用到的所有图层，单击每一个图层，可以单独设置该图层的参数。鼠标按住“图层”并拖动，可以改变图层之间的次序，排列在前的图层先加工。

[0048] 图2至图4，列出了参数在整个激光切割系统中的应用。参见图2，进入实际切割和参数设置之前应先确保激光器和气体的正常，我们一般会进行简单的测试工作。给出了加工前的轨迹和参数确认。（1）首先，我们会根据机械的特性设置全局参数，然后根据待切板材的特性设置图层参数。（2）参数设置完成后，会走边框确定整个切割的尺寸，确保切割不会超出行程，然后将加工文件空走一边，确定轨迹和参数设置正确。参见图3，（1）开始加工时，系统会读取所有的运动参数生成加工曲线。（2）根据图层中设置的切割模式读取对应的PLC过程，然后单步执行。（3）开始轨迹运动，进行实际的切割。参见图4，给出了单步PLC步骤的具体执行过程。

[0049] 参见图5，全局参数还提供了对外部设备的控制参数，这些参数主要用于在切割前进行外部设备的测试，包括激光器的点射，气体控制，只有将焦距，气压值测试完成后才能进行实际的切割，单独的测试模块方便用户操作，也解决了跟实际切割时容易混淆参数的问题。全局参数中的气体的延时我们区分成首点吹气延时，吹气延时和换气延时，区分不同情况下的气体延时主要是因为在首点加工时如果气路较长，延时不够，气体不充分会导致图形起点的地方切不透，如果单纯地设置一个吹气延时，无法兼顾起点和后续加工，参数设置过大会导致后续加工时浪费气体，设置过小会导致起点切不透，此设计模式下起点的吹气延时等于首点吹气延时加上吹气延时，而加工中直接使用吹气延时，既确保了首点气体充分，也能在切割过程中避免不必要的气体浪费。除直接切割外，其余的切割方式在穿孔和切割时可能使用到不同的气体，从穿孔气体切换成切割气体时气路里面可能还存在部分穿孔气体，此时增加一个换气延时可以将穿孔气体全部排出，确保切割时使用的是切割气体，如果没有此延时直接使用穿孔气体进行切割会导致过烧等现象。跟随控制主要是调节在加工空走时激光头的动作，包括切割时切割头能直接跟随的最大高度、空移时是否使用蛙跳、空走时是否启用跟随、加工时是否禁用跟随，其中空移时是否使用蛙跳主要是控制在加工完一个图形空移至下一图形过程中，在Z轴上抬至一半高度时XY轴是否开始空移，该功能主要是用于节省了Z轴上下动作带来的时间损耗，以达到缩短空程移动时间的目的。空走主要是进行不开光不开气的单纯轨迹运动，只有X，Y轴的运动，但是这种情况下我们无法看到激光头（Z轴）的跟随动作，如果勾选此项那么在空走时就能看到跟随动作，进而更加确定轨迹运动是否正确。反之，如果切割时不需要调高器跟随，我们可以勾选禁用跟随，让切割高度保持在固定高度，方便我们切割非金属板材。本发明还提供了对样条曲线/Bezier曲线转换为直线进行加工时的拟合精度，我们称之为曲线拟合精度。为满足板材切角和余料切割，本发明增加了“板外跟随”的参数，解决了没有板材就不能跟随的问题，在实际切割时可以从板材外部入刀，从板材边缘出刀，该种切割方式开始加工时，若激光头下面没有板材，系统会将激光头停留在一个安全高度，一旦运动过程中检测到板材就会立即跟随，进行板材的切割，出边时，一旦检测到没有板材激光头会立即上升到安全高度，防止扎头的现象。

[0050] 软件安装后，安装目录下会有一个XML文件存储了PLC默认过程，这些过程几乎涵盖了激光切割中会用到的所有过程，每一个过程对应一个指定的名称，在执行加工操作时通过相同的名称进行索引。PLC时序编辑中提供了十多种过程，包括开始加工，停止加工，各种切割模式等过程，此设计打破了传统的固定过程带来的不灵活性，我们将激光切割系统中可能用到的切割方法和过程以自定义的方式提供给用户，用户通过添加，删除，上下按钮编辑每一步操作，不仅方便客户修改调试，不同的执行顺序和参数也可以满足不同环境的需求，总有一组PLC过程的组合是能完成客户所需的加工。PLC过程是激光切割系统加工动作的模板，所有的加工动作严格按照PLC过程从上至下顺序执行，完全达到了所见即所得，任一步骤的执行客户均可以在控制面板上直观的了解，此设计方便客户在加工过程中就可发现问题的所在，无需等加工完成后进行分析查找，一旦发现问题用户可以立即暂停，进入图层对话框修改参数，后续的加工会按照新修改的参数执行。参见图7和图8，详细介绍了直接切割、渐进穿孔、三级穿孔的PLC过程和对应的参数。开始加工时，若当前图层参数使用的是直接切割，此时就会调用PLC过程的直接切割过程执行，其中包括开激光，开气，跟随到切割高度，设置激光切割的频率，功率，激光形式，切割完成后会调用PLC的关激光过程，其中包括关光，关气，激光头上抬等动作。参见图6，进入PLC编辑界面，选择需要编辑的过程，通过界面上的“添加”、“删除”、“向上”、“向下”按钮进行过程的编辑，编辑完成之后可以选择其他过程继续编辑。一旦过程修改之后，切换成其他过程时系统会提示是否将修改的内容保存。编辑结束后，保存退出该界面。鉴于PLC过程执行的严格性，不恰当的修改可能导致严重的后果，PLC过程的编辑我们进行了密码保护，确保每次的修改均是经过专业人士的编辑。

[0051] 图层参数的界面会根据使用的激光器不同、气体管路配置不同、使用的调高器不同等而显示不同的选项。本发明预置了四种穿孔方式，分别是直接切割，分段穿孔，渐进穿孔和三级穿孔，除直接切割外其余的穿孔模式均需要BCS100调高器的支持才能实现，不同模式对应不同厚度的板材切割，四种穿孔模式执行的具体过程是由预先设定的PLC过程控制的。参见图7，如直接切割方式开始加工时激光头会直接跟随到切割高度，然后外部设备开光开气，设置切割的频率，功率和激光形式，此方式主要用于1-2mm的碳钢和不锈钢切割；渐进穿孔方式开始加工时激光头会先跟随到穿孔高度，然后开激光，设置穿孔时的气压，气体，频率，功率和激光形式，执行穿孔延时，保证有足够的时间打孔，穿孔完成后会激光头会以一定的速度下降到切割高度，此时再设置切割时使用的的气压，气体，频率，功率和激光形式，执行换气延时，确保气路上完全切换成了切割所需的气体，然后才行进实际的切割，此方式主要用于3-5mm的碳钢和3-4mm的不锈钢切割，如果是不锈钢也可以使用分段穿孔的方式。三级穿孔主要是用于厚板的切割，在渐进穿孔模式上再增加一级爆破穿孔，一般配合渐进穿孔一起使用，具体的执行过程为：激光头先下降到爆破高度，开激光，设置爆破时的气压，气体，频率，功率和激光形式，然后以渐进速度下降到穿孔高度，然后执行渐进穿孔的切割方式，主要用于6mm和以上的碳钢切割。其中渐进穿孔过程与分段穿孔的过程基本一致，差别在于如果“分段穿孔”过程存在“渐进穿孔”这一步骤，那么实际执行过程中就会以渐进的方式从穿孔高度下降到切割高度，我们称此过程为“渐进穿孔”否则为分段穿孔。在此四种切割模式之上，本发明还提供了先穿孔后切割，带膜切割，定高切割的功能。

[0052] 大功率激光切割过程中，适当应用先穿孔后切割的技术可明显提升效率，避免过烧。所谓先穿孔后切割，就是将整张板上的所有穿孔过程提前执行，然后再回头执行切割过程。先穿孔后切割的好处在于：（1）：缩短穿孔时间，提升效率。在穿孔过程中喷嘴的高度明显高于切割过程，但为了保证切割质量和效率，焦点位置只能按照切割所需的位置调节，因此，在穿孔时焦点就必定不在最佳的位置，穿孔的时间也就较长。如果采用先穿孔后切割的方式，可先将焦点调整到穿孔的最佳位置，穿孔完成后将机器暂停，再将焦点位置调整到切割所要求的位置。这样，穿孔时间可以缩短一半以上，大大提高了整体的切割效率。（2）：避免过烧。厚板穿孔过程中，在穿孔点周围形成热量聚焦，如果紧接着切割，就会出现过烧现象。采用先穿孔后切割方式后，回头再切割时，由于有充分的时间散热，就避免了过烧现象。带膜切割主要是用于板材表面带膜的切割，膜体与板材性质不同，对应的工艺不同，故切膜与实际的板材切割会使用两套不同的参数进行切割，此设计的好处在于切膜时不会破坏板材，而又不影响板材外部的膜体，实际切割过程会先用去膜参数将表面的贴膜去掉，然后用图层参数直接进行板材的切割，具体的板材切割方式以图层参数中设置的来执行。定高切割主要用于切割非金属材质的板材，如亚克力板材之类，这类板材实际切割中要求切割的高度比较高，如果在较高的高度直接跟随会产生抖动而影响切割的最终效果，那么只能将激光头停留在固定的高度进行切割，我们称之为定高切割，实际切割时我们会让激光头先跟随板材然后再上抬一定的高度，跟随高度加上上抬高度就是我们设置的定高切割的高度，此设计可以满足大部分非金属板材的切割，只要板材能跟随（表面带电荷），即可按照此方法进行切割。

[0053] 全局参数中提供了一些运动控制参数可供调整，调整这些参数将会对机械运行的平稳性及加工效果、效率产生影响。本发明的运动参数主要区分为空移，加工，检边，拐弯。所有涉及实际轨迹运动的参数我们使用加工速度；走边框确定实际切割尺寸时使用检边速度；各个轴在空移运动时使用空移速度；运动时拐弯所使用的速度由拐弯速度和10毫米参考圆速度决定。这种将各种速度参数细分的设计好处在于控制不同情况下调整对应的参数，而非调整一个参数而影响整个加工。实际切割中在机械能承受的范围内一般会将空移速度设置的尽量大，力求减少总体的切割时间；检边要求的是确定一个实际轨迹需要的尺寸，其速度一般低于空移速度，高于加工速度。本发明使用的是S形加减速， S形加减速具有加速度变换连续、力矩变化连续的特点，是一种柔性加减速算法，消除了T形速度带来的速度突变，更适合伺服电机控制，以达到更平稳的控制和更好的加工效果。参见图9，S形加减速曲线速度曲线的斜率为加速度，加速度曲线的斜率为加加速度，加加速度的设置没有上限控制，当加加速度趋近无穷大时，S形加减速就等同于T形加减速了，加加速度的设置应考虑电机特性和机床负载等综合因素，切不可一味追求速度。控制拐弯的拐弯加速度用于限制大于90度拐角的拐弯速度，小于等于90度的转角速度一律降至为零；10毫米参考圆速度主要用于限制小圆弧和小曲率图形的速度。

[0054] 在高速光纤或CO2激光切割场合，使用随速功率调节对优化拐角的切割质量有较大的帮助，可有效的避免拐弯处由于加减速引起的热影响并防止过烧的现象。随速功率调节指在切割过程中切割功率将会随速度变化而变化，具体的变化值由功率曲线决定。如图10所示：功率曲线图的横坐标为切割速度，纵坐标为切割功率，单位为百分比。通过该表可以反映当实际运动到拐弯处速度下降至目标速度的百分之几时，实际功率需要下降至切割功率的百分之几。如果激光器功率500W设定切割速度为100mm/s，峰值电流90%，切割功率
80%，则当实际切割速度下降到40mm/s，也就是上图红色标记点时，激光器的功率为：

[0055] 激光器功率X 峰值电流(百分比) X 切割功率(百分比) X 随速功率调节(百分比) = 500W X 90% X 80% X 62.43% = 223.75W。

[0056] 但是无论功率如何下降，都不会低于一个事先设定的最低值，一般是10%，即50W。