一种智能空气切割板材的加工方法及系统与流程

本申请属于激光板材加工，具体涉及一种智能空气切割板材的加工方法及系统。

背景技术：

1、光纤激光切割钣金件时，主流方案采用氮气作为辅助气体，可以获得光亮无氧切口，但持续采购氮气带来较高成本。采用压缩空气替代氮气的空气切割方案可以大幅降低用气成本，但现有空气切割技术尚不成熟，主要表现为：工艺参数高度依赖人工经验调试，对板材厚度波动、气源压力波动适应性差，切割拐角、小孔等特征时易出现过烧或挂渣；同时缺乏对压缩空气水油含量的有效管控，镜片污染和切割质量恶化问题突出。

2、针对上述问题，已有部分方案尝试引入工艺数据库进行参数匹配，例如利用切割状态采集器获取加工状态信息并由专家系统调用知识库进行参数优化。但该类方案是基于规则库的专家系统，参数优化依赖知识库中既有规则的匹配，当无匹配规则时需人工干预，无法实现基于实时传感信号的动态闭环调控，且其采集信号多为切割面的质量反馈信息，未涉及对等离子体光信号、电容调高信号、气体压力信号等多源信号的实时融合感知。另有部分方案采用基于ai模型的切割状态监测与参数优化策略，例如利用卷积神经网络进行切割状态评估、利用多目标优化算法进行工艺参数决策。但该类方案采用的是通用激光切割智能调控框架，未专门针对压缩空气替代氮气时的特殊工艺需求进行设计，均未涉及压缩空气净化处理，也没有针对拐角、小孔、窄缝等几何特征提出差异化的能量补偿策略。

3、因此，现有空气激光切割中，切割状态实时闭环调控手段缺乏，多源信号未被有效融合利用，压缩空气气源品质难以在线管控，且工艺参数仍依赖人工反复调试，无法基于切割质量反馈实现自动迭代优化。

技术实现思路

1、第一方面，本申请实施例提供一种智能空气切割板材的加工方法，包括如下步骤：

2、s1.获取待加工板材的板材基础信息，所述板材基础信息至少包括板材材质和板材厚度；

3、s2.调用空气切割工艺数据库，根据板材基础信息匹配初始空气切割参数，所述初始空气切割参数至少包括激光功率、切割进给速度、焦点高度和压缩空气压力；

4、s3.启动空压机供气装置，对压缩空气进行净化处理，将净化后的压缩空气作为激光切割辅助气体；

5、s4.加载切割轨迹并执行切割，实时采集切割过程中的多路传感信号，所述多路传感信号包括等离子体光信号、切割头喷嘴与板材之间的间距信号以及气体压力反馈信号；

6、s5.将多路传感信号输入训练完成的工艺自适应模型，所述工艺自适应模型输出激光功率补偿量、进给速度补偿量和气压补偿量中的至少一种，并使用所述补偿量对当前空气切割参数进行动态修正；

7、s6.基于修正后的空气切割参数驱动激光切割头沿加载的切割轨迹运动，采用净化后的压缩空气对板材进行切割；

8、s7.采集切割完成后的切口图像进行质量判定，若判定存在缺陷，则将当前切割过程的工艺数据及缺陷数据记录至空气切割工艺数据库，以用于触发工艺自适应模型的迭代更新。

9、第二方面，本申请实施例还提供一种智能空气切割板材的加工系统，包括：

10、板材信息获取模块，用于获取待加工板材的板材基础信息，所述板材基础信息至少包括板材材质和板材厚度；

11、工艺参数匹配模块，用于调用空气切割工艺数据库，根据板材基础信息匹配初始空气切割参数，所述初始空气切割参数至少包括激光功率、切割进给速度、焦点高度和压缩空气压力；

12、压缩空气供给净化模块，用于启动空压机供气装置，对压缩空气进行净化处理，将净化后的压缩空气作为激光切割辅助气体；

13、多信号感知模块，用于加载切割轨迹并执行切割，实时采集切割过程中的多路传感信号，所述多路传感信号包括等离子体光信号、切割头喷嘴与板材之间的间距信号以及气体压力反馈信号；

14、智能参数调控模块，用于将多路传感信号输入训练完成的工艺自适应模型，所述工艺自适应模型输出激光功率补偿量、进给速度补偿量和气压补偿量中的至少一种，并使用所述补偿量对当前空气切割参数进行动态修正；

15、激光切割执行模块，用于基于修正后的空气切割参数驱动激光切割头沿加载的切割轨迹运动，采用净化后的压缩空气对板材进行切割；

16、视觉检测模块，用于采集切割完成后的切口图像进行质量判定，若判定存在缺陷，则将当前切割过程的工艺数据及缺陷数据记录至空气切割工艺数据库，以用于触发工艺自适应模型的迭代更新。

17、从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

18、本申请提供的智能空气切割板材的加工方法及系统中，通过压缩空气替代氮气，降低了钣金切割的用气成本；同时构建了全流程智能自适应调控，使用多源传感信号融合感知切割状态，结合严格的压缩空气净化管控，解决了镜片污染与切口质量恶化问题；针对拐角、小孔的复杂几何特征，实现了差异化的能量补偿调节，改善了过烧与挂渣现象；此外，通过切口质量闭环反馈与工艺自适应模型的自迭代更新，能够持续优化工艺参数，克服了传统空气切割对人工经验的依赖及对工况波动的敏感性，实现了低成本、高稳定性的自动化智能切割。

1.一种智能空气切割板材的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的智能空气切割板材的加工方法，其特征在于，步骤s1具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述的智能空气切割板材的加工方法，其特征在于，步骤s2具体步骤如下：

4.根据权利要求1所述的智能空气切割板材的加工方法，其特征在于，步骤s3具体步骤如下：

5.根据权利要求4所述的智能空气切割板材的加工方法，其特征在于，步骤s4具体步骤如下：

6.根据权利要求5所述的智能空气切割板材的加工方法，其特征在于，步骤s5具体步骤如下：

7.根据权利要求6所述的智能空气切割板材的加工方法，其特征在于，在步骤s5中，还对切割轨迹上的几何特征进行识别，所述几何特征包括拐角、小孔和窄缝中的至少一种；

8.根据权利要求6所述的智能空气切割板材的加工方法，其特征在于，步骤s6具体步骤如下：

9.根据权利要求8所述的智能空气切割板材的加工方法，其特征在于，步骤s7具体步骤如下：

10.一种智能空气切割板材的加工系统，其特征在于，包括：