一种激光刻印纹理区域自动交层调换的控制方法与流程

1.本发明涉及激光纹理加工技术领域，更具体涉及一种激光刻印纹理区域自动交层调换的控制方法。


背景技术：

2.目前的现代化生产中，激光加工制造科学与技术，是利用聚焦高能激光束进行高性能金属零部件特种加工、高性能材料制备及高性能零部件直接成形制造的一门新兴的多科学交叉工程科学技术，是先进制造技术的重要组成部分，是该学科领域中的国际前沿研究方向。
3.激光加工是利用光束经过聚焦镜后的聚焦光斑(即“光刀”) 进行零件加工。激光加工无需工具，光束经聚焦镜聚焦后，能量高度集中，作为光刀对材料进行如打孔、切割、焊接、复杂曲面刻蚀、超精细未加工等，其加工速度快，表面变形小，可加工材料范围广泛。
4.激光刻印平面、曲面3d纹理时，有两种加工特性模式方法，一种是单个基础幅面区域的加工，单个基础幅面区域可满足基本加工条件要求的加工需求；另一种就是多个基础幅面区域需要拼接的加工需求，比如大幅面时，曲面不满足激光工作要素条件，产品构型范围等。在单个基础幅面区域单元激光刻印，激光刻印系统是按实际应用需求的精度要求，对应算法代入激光刻印层数，五轴数控工作台配合激光刻印系统将叠加层逐层扫描消减刻印递减至完成即可；多个基础幅面区域需要拼接的加工，由于每个幅面有相临的交接，如果还是按叠加层逐层扫描消减刻印递减至拼接完成，其幅面相临的交接就会行成明显的拼接痕迹；
5.有鉴于此，有必要对现有技术中的激光刻印方法予以改进，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于公开一种激光刻印纹理区域自动交层调换的控制方法，能够完美解决幅面相临的交接处生成明显的拼接痕迹问题，从根本性上解决拼接痕迹的产生，使完美拼幅激光刻印成为可行的基础。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种激光刻印纹理区域自动交层调换的控制方法，激光设备包括：高精五轴数控系统、五轴数控平台，激光刻印系统，pc工控机，以及安装于所述pc工控机的windos 操作系统中的cam软件；
8.包括以下步骤：
9.s1步骤，通过所述cam软件的算法工具以实际应用需求的精度要求计算出相对应设定的激光刻印层数，利用cam软件将纹理样式与原生模型进行编辑设定，按加工面特性，激光刻印系统特性条件，五轴驱控范围条件的要素原则，通过算法进行自动分幅；
10.s2步骤，确定所需加工的多个基础幅面区域，逐一完成对多个幅面单层的激光刻印；
11.s3步骤，重新自动计算分幅要素，按自定义或随机的算法机制生成新的幅面程序，
近而再次逐一完成对多个幅面单层的激光刻印；
12.s4步骤，多次重复s3步骤，通过cam软件控制高精五轴数控系统驱动五轴数控工作台完成数控变位，cam软件控制激光刻印系统出光进行逐幅逐层扫描消减刻印。
13.作为本发明的进一步改进，所述s3步骤中，所述cam软件的算法工具还包括重新生成新的刻印起点。
14.作为本发明的进一步改进，所述s1步骤和s3步骤中幅面的分幅原则要素条件包括：激光焦距范围250mm
±
20mm，基础幅面范围 180*180mm，激光入射角(反向角)＜120
°
，被加工件的曲面法线角度范围。
15.作为本发明的进一步改进，所述cam软件的控制算法是根据硬件和辅助软件的特性为依据，做出校验计算，生成能够满足激光刻印纹理区域自动交层调换的控制的五轴驱控程序。
16.作为本发明的进一步改进，所述控制方法适用于能够划分多个幅面的三维曲面工件。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.(1)一种激光刻印纹理区域自动交层调换的控制方法，通过此方法，使得多个基础幅面区域在拼接加工时，相邻幅面之间的交接处所产生的明显的拼接纹痕迹能够得到解决，从根本性上解决拼接痕迹的产生，使完美拼幅激光刻印成为可行的基础；实现激光刻印曲面纹理，使纹理设计高度相附切高效加工的呈现成为可能，保证了激光完美拼幅刻印，加工的方式具有选择，可降低能耗，降低生产成本，提高生产质量和效果。
附图说明
19.图1为本发明一种激光刻印纹理区域自动交层调换的控制方法中不同分
20.幅要素下的分幅样本示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
23.请参图1所示出的本发明一种激光刻印纹理区域自动交层调换的控制方法的一种具体实施方式。
24.一种激光刻印纹理区域自动交层调换的控制方法，激光设备包括：高精五轴数控系统、五轴数控平台，激光刻印系统，pc工控机，以及安装于pc工控机的windos操作系统中的cam软件；包括以下步骤：s1步骤，通过cam软件的算法工具以实际应用需求的精度要求计算出相对应设定的激光刻印层数，利用cam软件将纹理样式与原生模型进行编辑设定，按加
工面特性，激光刻印系统特性条件，五轴驱控范围条件的要素原则，通过算法进行自动分幅；s2步骤，确定所需加工的多个基础幅面区域，逐一完成对多个幅面单层的激光刻印；s3步骤，重新自动计算分幅要素，按自定义或随机的算法机制生成新的幅面程序，近而再次逐一完成对多个幅面单层的激光刻印；s4步骤，多次重复s3步骤，通过cam软件控制高精五轴数控系统驱动五轴数控工作台完成数控变位，cam软件控制激光刻印系统出光进行逐幅逐层扫描消减刻印。s3步骤中，cam软件的算法工具还包括重新生成新的刻印起点。s1步骤和s3步骤中幅面的分幅原则要素条件包括：激光焦距范围250mm
±
20mm，基础幅面范围 180*180mm，激光入射角(反向角)＜120
°
，被加工件的曲面法线角度范围。cam软件的控制算法是根据硬件和辅助软件的特性为依据，做出校验计算，生成能够满足激光刻印纹理区域自动交层调换的控制的五轴驱控程序。幅面生成为若干相同或不相同的形状。控制方法适用于能够划分多个幅面的三维曲面工件。
25.需要理解的是，一种激光刻印纹理区域自动交层调换的控制方法，通过此方法，使得多个基础幅面区域在拼接加工时，相邻幅面之间的交接处所产生的明显的拼接纹痕迹能够得到解决，从根本性上解决拼接痕迹的产生，使完美拼幅激光刻印成为可行的基础；实现激光刻印曲面纹理，使纹理设计高度相附切高效加工的呈现成为可能，保证了激光完美拼幅刻印，加工的方式具有选择，可降低能耗，降低生产成本，提高生产质量和效果。
26.需要了解的是，激光刻印平面、曲面3d纹理时，其有两种加工特性模式方法，一种是单个基础幅面区域的加工，单个基础幅面区域可满足基本加工条件要求的加工需求；另一种就是多个基础幅面区域需要拼接的加工需求，比如大幅面时，曲面不满足激光工作要素条件，产品构型范围等。在单个基础幅面激光刻印，激光刻印系统是按实际应用需求的精度要求，对应算法代入激光刻印层数，五轴数控工作台配合激光刻印系统将叠加层逐层扫描消减刻印递减至完成即可；多个基础幅面区域需要拼接的加工，由于每个幅面有相临的交接，如果还是按叠加层逐层扫描消减刻印递减至拼接完成，其幅面相临的交接就会行成明显的拼接痕迹；因此将所需加工的多个基础幅面区域，逐一完成多个幅面单层的激光刻印区域，过渡下一层时，重新自动计算分幅要素，按自定义或随机的算法机制生成新的幅面程序，近而再次逐一完成多个幅面单层的激光刻印区域，如此方法逐幅逐层扫描消减刻印，通过此方法，使多个基础幅面区域拼接加工，幅面相临行成明显的拼接痕迹，从根上解决得以实现。
27.激光刻印系统设于五轴数控z轴上，所述cam软件(激光刻印纹理区域自动交层调换的控制算法功能)安装于pc工控机windos 操作系统。五轴激光刻印3d纹理设备工艺工作过程中，cam软件 (激光刻印纹理区域自动交层调换的控制算法功能)是主要的核心技术之一，激光刻印纹理区域自动交层调换的控制算法是根据硬件和辅助软件的特性为依据，做出校验计算，生成能够满足激光刻印纹理区域自动交层调换的控制的五轴驱控程序；使激光刻印平面、曲面纹理时，便于程序生成，从根本性上解决拼接痕迹的产生，使完美拼幅激光刻印成为可行的基础；实现激光刻印纹理，使纹理设计高度相附切高效加工呈现成为可能。
28.参图1所示，示意了三种在对第二层进行激光刻印加工时，分幅要素与幅面形状均与第一层不同。
29.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包
含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。