激光加工设备的激光加工方法及相关装置与流程

本技术涉及激光加工，具体涉及一种激光加工方法、激光加工设备、激光加工系统、终端设备及存储介质。

背景技术：

1、五轴激光加工是一种常见的数控加工形式，五轴指在最常规的x、y、z轴自由度外，还具有绕x轴旋转的a轴，和绕y轴旋转的b轴，五轴协作，使得加工设备能够处理几乎任意形状的工件的加工。

2、相关技术中的五轴激光加工设备中，a轴和b轴一般使用复杂机械结构加以实现，使得激光加工设备本身的体积以及其作业时所需要占用的尺寸较大，也提高了激光加工设备整机的生产制造成本和运输成本。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种激光加工设备的激光加工方法及相关装置，可以实现对任意形状的工件进行加工，可以减小激光加工设备本身的体积及作业时所占用的空间，并且能够降低激光加工设备整机的制作成本及运输成本。

2、第一方面，本技术提供了一种激光加工设备的激光加工方法，所述激光加工设备包括第一运动平台和第二运动平台，所述第一运动平台用于驱动激光光束沿u轴和v轴在工件上移动，所述第二运动平台用于带动所述第一运动平台或所述工件沿x轴和/或y轴移动，所述u轴和所述x轴平行，所述y轴和所述v轴平行；

3、所述激光加工方法包括：

4、获取所述工件的三维模型；

5、获取待加工图形及所述待加工图形在所述工件上的加工区域；

6、根据所述三维模型确定所述加工区域的表面轮廓信息；

7、根据所述待加工图形、及所述表面轮廓信息和所述加工区域的位置信息，生成加工指令；

8、所述加工指令包括所述第一运动平台的第一控制指令和所述第二运动平台的第二控制指令，以基于所述第一控制指令驱动所述第一运动平台和基于所述第二控制指令驱动所述第二运动平台，以使得所述第一运动平台输出的激光光束与所述加工区域上目标加工点的切面之间的角度在第一角度区间内，所述第一角度区间包括80°至100°。

9、在一些实施方式中，所述激光加工设备还包括采集模组，所述获取所述工件的三维模型，包括：

10、控制所述第一运动平台运动和/或所述第二运动平台运动，以使扫描激光对所述工件进行扫描；

11、控制所述采集模组采集所述工件反射的扫描激光；

12、根据所述采集模组采集到的所述扫描激光数据，生成所述工件的三维模型。

13、在一些实施方式中，所述获取所述待加工图形在所述工件上的加工区域，包括：

14、识别所述待加工图形与所述三维模型的重叠区域，基于所述重叠区域确定所述加工区域。在一些实施方式中，所述根据所述待加工图形、及所述表面轮廓信息和所述加工区域的位置信息，生成加工指令，包括：

15、基于所述加工区域的表面轮廓信息，对所述待加工图形进行变形；

16、基于所述加工区域在加工台上的空间位置信息、变形后的所述待加工图形及所述加工区域表面的三维信息，生成所述加工指令。

17、在一些实施方式中，所述根据所述待加工图形、及所述表面轮廓信息和所述加工区域的位置信息，生成加工指令，包括：

18、基于所述加工区域上各个加工点的三维坐标及所述第一运动平台的加工范围，确定第二运动平台的第二控制指令；

19、基于所述加工区域上各个加工点的三维坐标，确定所述各个加工点对应的切面；

20、基于所述切面确定所述各个加工点对应的所述激光光束的偏转角度；

21、基于所述偏转角度确定所述第一运动平台的第一控制指令。

22、在一些实施方式中，所述第一运动平台包括第一反射镜组件和第二反射镜组件，所述第一反射镜组件可沿u轴转动，所述第二反射镜组件可沿v轴转动，所述第一控制指令包括u轴控制参数和v轴控制参数；

23、所述基于所述第一控制指令驱动所述第一运动平台包括：

24、控制所述第一反射镜组件根据所述u轴控制参数沿u轴转动、和/或控制所述第二反射镜组件根据所述v轴控制参数沿v轴转动。

25、在一些实施方式中，所述第二运动平台包括x轴移动组件和y轴移动组件，所述x轴移动组件用于驱动所述第一运动平台或所述工件沿x轴移动，所述y轴移动组件用于驱动所述第一运动平台或所述工件沿y轴移动，所述第二控制指令包括x轴控制参数和y轴控制参数；

26、所述基于所述第二控制指令驱动所述第二运动平台包括：

27、控制所述x轴移动组件根据所述x轴控制参数驱动所第一运动平台沿x轴移动，和/或，控制所述y轴移动组件根据所述y轴控制参数带动所述第一运动平台沿y轴移动。

28、在一些实施方式中，所述激光加工设备还包括加工台，所述加工台用于承载所述工件，所述第二运动平台还包括与所述加工台连接的a轴转动组件和b轴转动组件，所述第二控制指令还包括a轴控制参数和b轴控制参数；

29、所述基于所述第二控制指令驱动所述第二运动平台包括：

30、控制所述a轴转动组件根据所述a轴控制参数带动所述加工台沿a轴转动，和/或，控制所述b轴转动组件根据所述b轴控制参数带动所述加工台沿b轴转动。

31、第二方面，本技术提供了一种激光加工设备，所述激光加工设备包括：

32、第一运动平台，所述第一运动平台用于驱动激光光束沿u轴和v轴在工件上移动；

33、第二运动平台，所述第二运动平台用于带动所述第一运动平台或所述工件沿x轴和/或y轴移动，所述u轴和所述x轴平行，所述y轴和所述v轴平行；

34、控制器，所述控制器基于加工指令控制所述第一运动平台和/或所述第二运动平台运动，所述加工指令通过所述的激光加工设备的激光加工方法生成。

35、在一些实施方式中，所述激光加工设备还包括采集模组，所述采集模组用于采集所述工件的图像。

36、在一些实施方式中，所述第一运动平台包括第一反射镜组件和第二反射镜组件，所述第一反射镜组件可沿u轴转动，所述第二反射镜组件可沿v轴转动，和/或，所述第二运动平台包括x轴移动组件和y轴移动组件，所述x轴移动组件与所述第一运动平台或承载所述工件的加工台连接，用于驱动所述第一运动平台或所述工件沿x轴移动，所述y轴移动组件与所述x轴移动组件连接，用于驱动所述x轴移动组件沿y轴移动。

37、在一些实施方式中，所述激光加工设备还包括加工台，所述加工台用于承载所述工件；所述第二运动平台包括连接所述加工台的a轴转动组件和b轴转动组件，所述a轴转动组件用于驱动所述加工台沿a轴转动，所述b轴转动组件用于驱动所述加工台沿b轴转动。

38、第三方面，本技术提供了一种激光加工系统，包括上位机和激光加工设备：

39、所述上位机，用于基于所述的激光加工方法生成加工指令并发送至所述激光加工设备；及

40、所述激光加工设备基于所述加工指令驱动所述第一运动平台和所述第二运动平台，以使得所述第一运动平台输出的激光光束与工件上目标加工点的切面之间的角度在第一角度区间内，所述第一角度区间包括80°至100°。

41、第四方面，本技术提供了一种终端设备，终端设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的激光加工方法。

42、第五方面，本技术提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的激光加工方法。

43、本技术提供的激光加工方法中，获取工件的三维模型、待加工图形及待加工图形在工件上的加工区域后，根据三维模型确定加工区域的表面轮廓信息，并根据待加工图形、及表面轮廓信息和加工区域的位置信息，生成包括第一控制指令和第二控制指令的加工指令，再将加工指令发送至激光加工设备。激光加工设备的控制器基于第一控制指令驱动第一运动平台和基于第二控制指令驱动第二运动平台，以使得第一运动平台输出的激光光束与加工区域上目标加工点的切面之间的角度在第一角度区间内，第一角度区间包括80°至100°。通过第一运动平台调节激光光束的出射角度，以实现激光光束和工件加工点的切面近乎垂直，可以提高激光加工效率和加工精度。并且通过第一运动平台的uv轴自由度能够代替常规五轴加工设备中ab轴的自由度设计，在没有a轴和b轴机械结构的情况下，也可以对任意形状的工件进行加工，可以减小激光加工设备本身的体积及作业时所占用的空间，并且能够降低激光加工设备整机的制作成本及运输成本。