(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210903713.3 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 饶运清　徐佳泰　罗强　亓鹏　 (74)专利代理 机构 华中科技大 学专利中心 42201 专利代理师 徐美琳 (51)Int.Cl. B23K 26/38(2014.01) B23K 26/08(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 品字形布局三激光头切割落料线误差动态 补偿方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种适用于品字形布局的三 激光头切割落料线误差动态补偿方法及系统， 品 字形布局三激光头包括位于一号工位的第一激 光头和第二激光头以及位于二号工位的第三激 光头， 其中方法包括： 在三激光头切割标记圆后， 计算标记圆圆心实际的间距和设计值之间的偏 差， 得到板材从一号工位到二号工位输送时的固 定偏移补偿值， 进行固定偏移补偿， 获取一号工 位和二号工位中设定位置的基准值， 实时测量板 材开卷过程中一号工位和二号工位中设定位置 的纵向坐标值， 计算纵向坐标值与基准值之间的 偏差， 用于进行实时补偿。 本发明先进行固有偏 移误差补偿再进行开卷过程中的实时补偿， 保证 激光头实际切割轨迹与设计切割轨迹误差在允 许范围内， 从而落料成功。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115138991 A 2022.10.04 CN 115138991 A 1.一种品字形布局三激光头切割落料线误差动态补偿方法， 所述品字形布局三激光头 包括位于一号工位的第一激光头和 第二激光头以及位于二号工位的第三激光头， 其特征在 于， 所述方法包括如下步骤： (1)在板材的纵向上将区域三等分， 将第一激光头置于一号工位中的上方 区域， 将第一 激光头置于一号工位中的下 方区域， 将第三激光头 置于二号工位的中间区域； (2)在第一激光头、 第二激光头和第三激光头切割标记圆后， 计算标记圆圆心实际的间 距和标记圆间距设计值之 间的偏差， 得到板材从一号工位到二号工位输送时的固定偏移补 偿值； (3)将固定偏移补偿值补偿至第三激光头后， 获取一号工位和二号工位中设定位置的 基准值， 实时测量板材开卷过程中一号工位和 二号工位中设定位置的纵向坐标值， 计算纵 向坐标值与基准 值之间的偏差， 用于对第三激光头的纵向偏差进行实时补偿。 2.如权利要求1所述的一种品字形布局三激光头切割落料线误差动态补偿方法， 其特 征在于， 所述 步骤(2)包括： 将第一激光头和第三激光头切割的标记圆的圆心横向和纵向间距设计为y13和x13， 将第 二激光头和第三激光头切割的标记圆的圆心横向和纵向间距设计为y23和x23； 在第一激光头、 第二激光头和第三激光头切割标记圆后， 通过视觉识别三个标记圆并 获取第一激光头、 第二激光头和第三激光头切割的标记圆的实际圆心坐标(x1， y1)， (x2， y2)， (x3， y3)； 板材从一 号工位到二 号工位输送时的固定偏移补偿值 为： Δx1＝(x1‑x3‑x13+x2‑x3‑x23)/2 Δy1＝(y1‑y3‑y13+y2‑y3‑y23)/2 其中， Δx1和Δy1分别为板材从一号工位到二号工位输送时纵向和横向的固定偏移补 偿值。 3.如权利要求1或2所述的一种品字形布局三激光头切割落料线误差动态补偿方法， 其 特征在于， 所述 步骤(3)包括： 将固定偏移补偿值补偿至第 三激光头后， 获取一号工位和二号工位中设定位置的基准 值xc1和xc2， 实时测量板材开卷过程中一号工位和二号工位中设定位置的纵向坐标值x ′c1和 x′c2， 计算纵向坐标值与基准值之间的偏差Δx2＝(x′c2‑xc2)‑(x′c1‑xc1)， 用于对第三激光 头的纵向偏差进行实时补偿。 4.一种品字形布局三激光头切割落料线误差动态补偿系统， 所述品字形布局三激光头 包括位于一号工位的第一激光头和 第二激光头以及位于二号工位的第三激光头， 所述品字 形布局三激光头均由数控系统控制切割， 其特征在于， 在板材的纵向上将区域三等分， 将第 一激光头置于一号工位中的上方区域， 将第一激光头置于一号工位中的下方区域， 将第三 激光头置于二号工位的中间区域， 所述补偿系统包括： 相机、 线扫传感器和处 理器， 所述相机位于第三激光头的横梁， 用于在第一激光头、 第二激光头和第三激光头切割 标记圆后， 采集标记圆 圆心坐标； 所述线扫传感器的数量为两个， 分别位于一号工位和二号工位中设定位置， 用于在固 定偏移补偿值补偿至第三激光头后， 获取一号工位和 二号工位中设定位置的基准值， 实时 测量板材开卷 过程中一 号工位和二 号工位中设定位置的纵向坐标值；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115138991 A 2所述处理器同时与相机、 线扫传感器以及数控系统通信， 用于通过相机采集的标记圆 圆心坐标， 计算标记 圆圆心实际的间距和标记 圆间距设计值之间的偏差， 得到板材从一号 工位到二号工位输送 时的固定偏移补偿值， 将 固定偏移补偿值转化为G代码传递至数控系 统， 计算纵向坐标值与基准 值之间的偏差， 将 偏差转化为G代码传递至数控系统； 所述数控系统通过固定偏移补偿值转化的G代码补偿第 三激光头， 通过偏差转化的G代 码对第三激光头的纵向偏差进行实时补偿。 5.如权利要求4所述的一种品字形布局三激光头切割落料线误差动态补偿系统， 其特 征在于， 所述补偿系统还 包括： 监控器， 所述监控器同时与线扫传感器和处理器通信， 监控器用于监控线扫传感器实时测量板 材开卷过程中一号工位和二号工位中设定位置的纵向坐标值， 当监控的纵向坐标值超过预 设值时， 将该纵向坐标值传递至处 理器进行偏差计算。 6.如权利要求4所述的一种品字形布局三激光头切割落料线误差动态补偿系统， 其特 征在于， 所述处 理器包括： 固定补偿计算模块， 用于通过相机采集的第一激光头、 第二激光头和第三激光头切割 的标记圆的实际圆心坐标(x1， y1)， (x2， y2)， (x3， y3)， 计算板材从一号工位到二号工位输送 时的固定偏移补偿值 为： Δx1＝(x1‑x3‑x13+x2‑x3‑x23)/2 Δy1＝(y1‑y3‑y13+y2‑y3‑y23)/2 其中， Δx1和Δy1分别为板材从一号工位到二号工位输送时纵向和横向的固定偏移补 偿值， y13和x13分别为第一激光头和第三激光头切割的标记圆的圆心横向和纵向间距设计 值， y23和x23分别为第二激光头和第三激光头切割的标记圆的圆心横向和纵向间距设计值。 7.如权利要求4所述的一种品字形布局三激光头切割落料线误差动态补偿系统， 其特 征在于， 所述处 理器包括： 动态补偿计算模 块， 用于计算纵向坐标值与基准值 之间的偏差Δx2＝(x′c2‑xc2)‑(x′c1‑ xc1)， 其中， xc1和xc2分别为一号工位和二号工位中设定位置的基准值， x ′c1和x′c2分别为实 时测量板材开卷 过程中一 号工位和二 号工位中设定位置的纵向坐标值。 8.一种品字形布局三激光头切割落料线误差动态补偿系统， 其特征在于， 该系统包括： 计算机可读存 储介质和处 理器； 所述计算机可读存 储介质用于存 储可执行指令； 所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令， 执行权利要求1 至3任一项所述的品字形布局三激光头切割落料线误差动态补偿方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115138991 A 3