本發(fā)明屬于激光切割，具體地說(shuō)是一種基于操作箱的激光切割監(jiān)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、激光切割技術(shù)因其高精度、高效率和靈活性在制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的激光切割監(jiān)控系統(tǒng)往往存在數(shù)據(jù)采集不全面、處理不及時(shí)、操作復(fù)雜等問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光切割機(jī)的全面、實(shí)時(shí)監(jiān)控。因此，開(kāi)發(fā)一種新型、高效的激光切割監(jiān)控方法顯得尤為重要。

2、現(xiàn)有技術(shù)在操作箱的生產(chǎn)加工中，對(duì)激光切割進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，存在的問(wèn)題是：在激光切割機(jī)運(yùn)行參數(shù)異常后，會(huì)導(dǎo)致切割異常，其監(jiān)測(cè)不及時(shí)，無(wú)法提前進(jìn)行干預(yù)，導(dǎo)致切割損壞的概率高，缺少對(duì)其運(yùn)行變化趨勢(shì)進(jìn)行分析無(wú)法得到運(yùn)行參數(shù)變化的超范圍時(shí)間，從而無(wú)法根據(jù)運(yùn)行參數(shù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行超范圍時(shí)間對(duì)激光切割進(jìn)行準(zhǔn)確控制。

3、為此，本發(fā)明提供了一種基于操作箱的激光切割監(jiān)控方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決背景技術(shù)中所提出的至少一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種基于操作箱的激光切割監(jiān)控方法，包括：

3、在激光切割機(jī)上安裝用于采集運(yùn)行參數(shù)的傳感器，利用傳感器采集激光切割機(jī)實(shí)時(shí)的運(yùn)行參數(shù)，并發(fā)送于處理器；

4、其中，運(yùn)行參數(shù)包括切割溫度；

5、通過(guò)處理器對(duì)實(shí)時(shí)接收到的切割機(jī)的切割溫度與切割機(jī)的切割設(shè)定溫度進(jìn)行比對(duì)，得到分析信號(hào)；

6、基于分析信號(hào)，獲取到激光切割機(jī)切割溫度的偏離表現(xiàn)數(shù)據(jù)，其中，偏離表現(xiàn)數(shù)據(jù)包括偏離變化表現(xiàn)值，基于偏離變化表現(xiàn)值判斷激光切割機(jī)切割溫度的變化類(lèi)型，其中，變化類(lèi)型包括突變型變化和非突變型變化，若變化類(lèi)型為突變型變化，則生成切割停止信號(hào)，若變化類(lèi)型為非突變型變化，則獲取到切割溫度的運(yùn)行超范圍時(shí)間；

7、將運(yùn)行超范圍時(shí)間與切割處理剩余時(shí)間進(jìn)行比較，若運(yùn)行超范圍時(shí)間大于等于切割處理時(shí)間，則繼續(xù)進(jìn)行切割直至完成，若運(yùn)行超范圍時(shí)間小于切割處理時(shí)間，則需要在目標(biāo)超范圍時(shí)間結(jié)束前，停止切割。

8、作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述分析信號(hào)的生成方式為：

9、將實(shí)時(shí)采集到的激光切割機(jī)的切割溫度與切割設(shè)定溫度進(jìn)行比較；

10、若切割溫度不等于切割設(shè)定溫度，則表示激光切割機(jī)的切割溫度偏離切割設(shè)定溫度，生成偏離信號(hào)；

11、基于偏離信號(hào)，將實(shí)時(shí)采集到的激光切割機(jī)的切割溫度與切割溫度偏離范圍進(jìn)行比較；

12、若切割溫度在切割溫度偏離范圍內(nèi)，則說(shuō)明切割溫度雖偏離切割設(shè)定溫度，但未超出切割溫度允許偏離的范圍，生成偏離正常信號(hào)；

13、基于偏離正常信號(hào)，將實(shí)時(shí)采集到的激光切割機(jī)的切割溫度與相鄰最近的切割溫度偏離范圍端點(diǎn)值進(jìn)行差值處理，并將其差值取絕對(duì)值處理，得到切割溫度臨近值，將切割溫度臨近值與切割溫度臨近閾值進(jìn)行比較；

14、若切割溫度臨近值小于等于切割溫度臨近閾值，則說(shuō)明當(dāng)前激光切割機(jī)的切割溫度偏離切割設(shè)定溫度且接近切割溫度偏離范圍端點(diǎn)值，需要進(jìn)行控制分析，防止激光切割機(jī)的切割溫度超出切割溫度偏離范圍，從而產(chǎn)生操作箱的切割損壞，則生成分析信號(hào)。

15、作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述偏離變化表現(xiàn)值的獲取方式為：

16、將運(yùn)行偏離時(shí)間表征值sk與運(yùn)行偏離程度表征值sd進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)公式：得到偏離變化表現(xiàn)值bh，其中，a1和a2均為預(yù)設(shè)比例系數(shù)。

17、作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述運(yùn)行偏離時(shí)間表征值sk的獲取方式為：

18、獲取到切割溫度偏離切割設(shè)定溫度時(shí)的時(shí)間點(diǎn)以及分析信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)，將切割溫度偏離切割設(shè)定溫度時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至分析信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)段標(biāo)記為運(yùn)行偏離時(shí)段，獲取運(yùn)行偏離時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)，并將其與切割標(biāo)準(zhǔn)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行比值處理，得到運(yùn)行偏離時(shí)間表征值，并將其標(biāo)記為sk。

19、作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述運(yùn)行偏離程度表征值sd的獲取方式為：

20、獲取運(yùn)行偏離時(shí)段內(nèi)的所有切割溫度，并將其在x-y坐標(biāo)系內(nèi)進(jìn)行標(biāo)記，其中，x軸表示時(shí)間，y軸表示切割溫度，將標(biāo)記為后的切割溫度數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行連接，得到切割溫度變化曲線；

21、根據(jù)切割溫度變化曲線，確定運(yùn)行偏離時(shí)段開(kāi)始時(shí)間點(diǎn)處的斜率值以及運(yùn)行偏離時(shí)段結(jié)束時(shí)間點(diǎn)處的斜率值；

22、將運(yùn)行偏離時(shí)段結(jié)束時(shí)間點(diǎn)處的斜率值與運(yùn)行偏離時(shí)段開(kāi)始時(shí)間點(diǎn)處的斜率值進(jìn)行差值計(jì)算，得到斜率變化值，將斜率變化值與運(yùn)行偏離時(shí)段開(kāi)始時(shí)間點(diǎn)處的斜率值進(jìn)行比值處理，得到運(yùn)行偏離程度表征值，并將其標(biāo)記為sd。

23、作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案為：將偏離變化表現(xiàn)值與偏離變化表現(xiàn)閾值進(jìn)行比較；

24、若偏離變化表現(xiàn)值大于等于偏離變化表現(xiàn)閾值，則表示切割溫度在運(yùn)行偏離時(shí)段內(nèi)的變化類(lèi)型呈現(xiàn)突變型的變化；

25、若偏離變化表現(xiàn)值小于偏離變化表現(xiàn)閾值，則表示切割溫度在運(yùn)行偏離時(shí)段內(nèi)的變化類(lèi)型呈現(xiàn)非突變型的變化。

26、作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述運(yùn)行超范圍時(shí)間的獲取方式為：

27、基于對(duì)運(yùn)行偏離時(shí)段進(jìn)行處理分析，得到偏離同向子時(shí)段以及偏離同向值plx；

28、基于偏離同向子時(shí)段進(jìn)行處理分析，得到偏離同步子時(shí)段以及偏離同步值pld；

29、基于對(duì)偏離同步子時(shí)段進(jìn)行處理分析，得到偏離線性偏差值plc；

30、將偏離同向值plx、偏離同步值pld以及偏離線性偏差值plc進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)公式：得到線性變化表現(xiàn)值xx，其中，s1、s2以及s3均為預(yù)設(shè)比例系數(shù)；

31、將線性變化表現(xiàn)值xx與線性變化表現(xiàn)閾值進(jìn)行比較；

32、若線性變化表現(xiàn)值xx大于等于線性變化表現(xiàn)閾值，則表示運(yùn)行偏離時(shí)段內(nèi)的切割溫度在非突變型變化類(lèi)型下呈現(xiàn)線性變化，生成線性信號(hào)；

33、若線性變化表現(xiàn)值xx小于線性變化表現(xiàn)閾值，則表示運(yùn)行偏離時(shí)段內(nèi)的切割溫度在非突變型變化類(lèi)型下呈現(xiàn)非線性變化，生成非線性信號(hào)；

34、基于線性信號(hào)，在切割溫度變化曲線所處于的坐標(biāo)系內(nèi)，將與切割溫度相鄰最近的切割溫度偏離范圍端點(diǎn)值作為基準(zhǔn)值，在y軸上標(biāo)記，并通過(guò)標(biāo)記點(diǎn)作平行于x軸的直線，并將其標(biāo)記為臨界線，在切割溫度變化曲線上采集若干個(gè)切割溫度數(shù)據(jù)點(diǎn)，通過(guò)最小二乘法進(jìn)行擬合，得到擬合直線，將擬合直線延長(zhǎng)使其與臨界線相交，獲取交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，并將其標(biāo)記為切割溫度變化臨界時(shí)間點(diǎn)，根據(jù)切割溫度變化臨界時(shí)間點(diǎn)以及分析信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)，作差計(jì)算得到運(yùn)行超范圍時(shí)間；

35、基于非線性信號(hào)，選取所有偏離同向子時(shí)段內(nèi)最大的切割溫度變化值，并將其與偏離同向子時(shí)段對(duì)應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)行比值處理，得到切割溫度歷史最大變化速率；將切割溫度臨近值與切割溫度歷史最大變化速率進(jìn)行比值處理，得到運(yùn)行超范圍時(shí)間。

36、作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述偏離同向值plx的獲取方式為：

37、將運(yùn)行偏離時(shí)段劃分若干個(gè)子時(shí)段，獲取子時(shí)段初始時(shí)間點(diǎn)的切割溫度以及結(jié)束時(shí)間點(diǎn)的切割溫度，并將其進(jìn)行作差計(jì)算，得到子時(shí)段內(nèi)的切割溫度變化值，將子時(shí)段內(nèi)的切割溫度變化值與0進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷子時(shí)段內(nèi)的切割溫度的變化偏離趨勢(shì)類(lèi)型，同時(shí)，獲取分析信號(hào)出現(xiàn)時(shí)的切割溫度，并將其與切割設(shè)定溫度進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷切割溫度在運(yùn)行偏離時(shí)段內(nèi)的變化偏離趨勢(shì)類(lèi)型，若子時(shí)段內(nèi)的切割溫度的變化偏離趨勢(shì)類(lèi)型與切割溫度在運(yùn)行偏離時(shí)段內(nèi)的變化偏離趨勢(shì)類(lèi)型相同，則將其子時(shí)段標(biāo)記為偏離同向子時(shí)段，統(tǒng)計(jì)偏離同向子時(shí)段的數(shù)量，將其與子時(shí)段的數(shù)量進(jìn)行比值處理，得到偏離同向值，并將其標(biāo)記為plx。

38、作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述偏離同步值pld的獲取方式為：

39、獲取所有偏離同向子時(shí)段內(nèi)的切割溫度變化值，并將其進(jìn)行求和取均值，得到切割溫度變化均值，將偏離同向子時(shí)段內(nèi)的切割溫度變化值與切割溫度變化均值進(jìn)行差值處理，并將其差值取絕對(duì)值，得到偏離同向子時(shí)段內(nèi)的切割溫度變化偏差值，將所有偏離同向子時(shí)段內(nèi)的切割溫度變化偏差值求和取均值，得到切割溫度變化偏差均值，將偏離同向子時(shí)段內(nèi)的切割溫度變化偏差值與切割溫度變化偏差均值進(jìn)行比較；

40、若偏離同向子時(shí)段內(nèi)的切割溫度變化偏差值小于等于切割溫度變化偏差均值，則將其偏離同向子時(shí)段標(biāo)記為偏離同步子時(shí)段；

41、獲取到偏離同步子時(shí)段的數(shù)量，并將其與偏離同向子時(shí)段的數(shù)量進(jìn)行比值處理，得到偏離同步值，并將其標(biāo)記為pld；

42、所述偏離線性偏差值plc的獲取方式為：

43、獲取到所有偏離同步子時(shí)段的切割溫度變化值，并將其進(jìn)行求和取均值，得到偏離同步子時(shí)段的切割溫度變化均值，獲取運(yùn)行偏離時(shí)段內(nèi)的切割溫度變化值，并將其與子時(shí)段的數(shù)量進(jìn)行比值處理，得到切割溫度變化參照值，將偏離同步子時(shí)段的切割溫度變化均值與切割溫度變化參照值進(jìn)行差值處理，并將其差值取絕對(duì)值，并將其結(jié)果與切割溫度變化參照值進(jìn)行比值處理，得到偏離線性偏差值，并將其標(biāo)記為plc，其中，切割溫度變化參照值是通過(guò)運(yùn)行偏離時(shí)段內(nèi)的切割溫度變化值除以子時(shí)段的數(shù)量得到的。

44、一種基于操作箱的激光切割監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

45、數(shù)據(jù)采集模塊：在激光切割機(jī)上安裝用于采集運(yùn)行參數(shù)的傳感器，利用傳感器采集激光切割機(jī)實(shí)時(shí)的運(yùn)行參數(shù)，并發(fā)送于處理器；

46、其中，運(yùn)行參數(shù)包括切割溫度；

47、比對(duì)分析模塊：通過(guò)處理器對(duì)實(shí)時(shí)接收到的切割機(jī)的切割溫度與切割機(jī)的切割設(shè)定溫度進(jìn)行比對(duì)，得到分析信號(hào)；

48、時(shí)間獲取模塊：基于分析信號(hào)，獲取到激光切割機(jī)切割溫度的偏離表現(xiàn)數(shù)據(jù)，其中，偏離表現(xiàn)數(shù)據(jù)包括偏離變化表現(xiàn)值，基于偏離變化表現(xiàn)值判斷激光切割機(jī)切割溫度的變化類(lèi)型，其中，變化類(lèi)型包括突變型變化和非突變型變化，若變化類(lèi)型為突變型變化，則生成切割停止信號(hào)，若變化類(lèi)型為非突變型變化，則獲取到切割溫度的運(yùn)行超范圍時(shí)間；

49、控制分析模塊：將運(yùn)行超范圍時(shí)間與切割處理剩余時(shí)間進(jìn)行比較，若運(yùn)行超范圍時(shí)間大于等于切割處理時(shí)間，則繼續(xù)進(jìn)行切割直至完成，若運(yùn)行超范圍時(shí)間小于切割處理時(shí)間，則需要在目標(biāo)超范圍時(shí)間結(jié)束前，停止切割。

50、本發(fā)明的有益效果如下：

51、通過(guò)處理器對(duì)實(shí)時(shí)接收到的切割機(jī)的切割溫度與切割機(jī)的切割設(shè)定溫度進(jìn)行比對(duì)，得到分析信號(hào)，基于分析信號(hào)，獲取到激光切割機(jī)切割溫度的偏離表現(xiàn)數(shù)據(jù)，其中，偏離表現(xiàn)數(shù)據(jù)包括偏離變化表現(xiàn)值，基于偏離變化表現(xiàn)值判斷激光切割機(jī)切割溫度的變化類(lèi)型，其中，變化類(lèi)型包括突變型變化和非突變型變化，若變化類(lèi)型為突變型變化，則生成切割停止信號(hào)，若變化類(lèi)型為非突變型變化，則獲取到切割溫度的運(yùn)行超范圍時(shí)間，若運(yùn)行超范圍時(shí)間大于等于切割處理剩余時(shí)間，則繼續(xù)進(jìn)行切割直至完成，若運(yùn)行超范圍時(shí)間小于切割處理剩余時(shí)間，則需要在目標(biāo)超范圍時(shí)間結(jié)束前，停止切割，提高了激光切割監(jiān)測(cè)的全面性以及極大程度上降低了激光切割的損壞概率，更加能夠保證操作箱的激光切割質(zhì)量。