本發(fā)明涉及一種激光控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備及其存儲介質(zhì)，具體為自動調(diào)整螺旋激光束軌跡的能量精度控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備及其存儲介質(zhì)，屬于激光焊接。

背景技術(shù)：

1、激光焊接是一種高效精密的焊接方法，利用高能量密度的激光束作為熱源。激光焊接的原理可分為熱傳導(dǎo)型焊接和激光深熔焊接。

2、熱傳導(dǎo)型焊接：當激光功率密度小于104-105w/cm2時，熔深淺、焊接速度慢。激光輻射加熱待加工表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。

3、激光深熔焊接：當功率密度大于105-107w/cm2時，金屬表面受熱作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深寬比大的特點。在足夠高的功率密度激光照射下，材料產(chǎn)生蒸發(fā)并形成小孔。這個充滿蒸氣的小孔猶如一個黑體，幾乎吸收全部的入射光束能量，孔腔內(nèi)平衡溫度達2500℃左右，熱量從這個高溫孔腔外壁傳遞出來，使包圍著這個孔腔四周的金屬熔化。

4、現(xiàn)有的激光焊接在進行焊接過程中，在調(diào)整激光束軌跡和確定焊接點這兩方面，還存在一定問題：

5、一、不便調(diào)整激光束的軌跡：傳統(tǒng)的激光焊接系統(tǒng)缺乏高精度的光路調(diào)整機構(gòu)，導(dǎo)致激光束的軌跡調(diào)整不夠靈活和精確，而且調(diào)整激光束軌跡通常需要手動操作多個光學(xué)元件，增加了操作的復(fù)雜性和時間成本；

6、二、不便確定焊接點：確定合理的焊接點數(shù)量和位置需要復(fù)雜的算法和計算，傳統(tǒng)方法無法快速準確地完成這一任務(wù)，而且目前焊接點的確定往往依賴于操作人員的經(jīng)驗和技能，進而會導(dǎo)致焊接質(zhì)量的不穩(wěn)定；

7、為此，提出一種自動調(diào)整螺旋激光束軌跡的能量精度控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備及其存儲介質(zhì)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明實施例希望提供一種自動調(diào)整螺旋激光束軌跡的能量精度控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備及其存儲介質(zhì)，以解決或緩解現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，至少提供一種有益的選擇。

2、為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)采用的一個技術(shù)方案是：一種自動調(diào)整螺旋激光束軌跡的能量精度控制方法，包括以下步驟：

3、步驟一：根據(jù)焊接需求和鐵板材料，從預(yù)設(shè)的焊接參數(shù)庫中選擇參數(shù)；

4、步驟二：根據(jù)焊接需求和鐵板尺寸，通過預(yù)設(shè)算法計算出焊接點數(shù)量和位置，將焊接點作為激光束的掃描目標；

5、步驟三：調(diào)整激光束的能量和聚焦透鏡的焦距，控制焊接深度；

6、步驟四：調(diào)整反射鏡的角度和激光束的掃描速度，控制螺旋激光束的軌跡；

7、步驟五：根據(jù)實時反饋的焊接數(shù)據(jù)，對激光束的參數(shù)進行實時調(diào)整。

8、進一步優(yōu)選的，在步驟一中，所述焊接參數(shù)庫中的參數(shù)包括激光功率、掃描速度和焊接深度。

9、進一步優(yōu)選的，在步驟二中，所述計算出焊接點數(shù)量和位置的算法，包括以下步驟：

10、s1：根據(jù)焊接點數(shù)量和位置與焊接質(zhì)量之間的關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型；

11、s2：統(tǒng)計和分析歷史實際焊接數(shù)據(jù)推導(dǎo)出經(jīng)驗公式；

12、s3：使用線性規(guī)劃優(yōu)化技術(shù)，在約束條件下找到焊接點位置和數(shù)量；

13、s4：使用編程語言將實現(xiàn)算法編程；

14、s5：使用模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H焊接數(shù)據(jù)對算法進行測試，驗證其有效性和準確性；

15、s6：根據(jù)測試結(jié)果調(diào)整算法參數(shù)，優(yōu)化算法性能；

16、s7：將算法集成到控制系統(tǒng)的軟件中。

17、進一步優(yōu)選的，在s3中，所述約束條件包括焊接點的數(shù)量限制、鐵板尺寸。

18、進一步優(yōu)選的，在步驟三中，所述調(diào)整激光束的能量，通過脈寬調(diào)制信號和占空比調(diào)節(jié)，控制激光能量輸出。

19、進一步優(yōu)選的，在步驟三中，所述調(diào)整聚焦透鏡的焦距，使用調(diào)節(jié)工具或機械結(jié)構(gòu)，對透鏡的偏心程度進行微調(diào)，包括旋轉(zhuǎn)或移動透鏡以改變其相對于光軸的位置。

20、進一步優(yōu)選的，在步驟四中，所述反射鏡的角度調(diào)整，包括向反射鏡的驅(qū)動單元發(fā)送角度調(diào)整指令，然后驅(qū)動單元根據(jù)接收到的指令，驅(qū)動反射鏡進行旋轉(zhuǎn)或傾斜，改變激光束的反射方向；

21、所述激光束的掃描速度的調(diào)整，包括調(diào)整激光器的掃描速度指令，控制激光束的停留時間和移動速度，所述激光束的掃描速度調(diào)整時，以激光功率、材料特性和加工需求為依據(jù)。

22、為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)采用的另一個技術(shù)方案是：一種自動調(diào)整螺旋激光束軌跡的能量精度控制系統(tǒng)，包括激光發(fā)射模塊、光路調(diào)整模塊、中央處理模塊、軌跡規(guī)劃模塊、焊接工作臺和監(jiān)測模塊；

23、所述軌跡規(guī)劃模塊的信號發(fā)送端與所述中央處理模塊的信號接收端連接，所述中央處理模塊的信號發(fā)送端與所述光路調(diào)整模塊的信號接收端連接，所述光路調(diào)整模塊的信號發(fā)送端與所述激光發(fā)射模塊的信號接收端連接，所述監(jiān)測模塊的信號接收端與所述激光發(fā)射模塊的信號發(fā)送端連接，所述監(jiān)測模塊的信號發(fā)送端與所述中央處理器的信號接收端連接；

24、所述激光發(fā)射模塊用于，產(chǎn)生并發(fā)射特定波長和功率的激光束，所述激光發(fā)射模塊包括激光器和激光電源；

25、所述光路調(diào)整模塊用于，調(diào)整激光束的傳導(dǎo)角度、能量和粗細；

26、所述光路調(diào)整模塊包括可變光闌、聚焦透鏡和反射鏡；

27、所述可變光闌用于，調(diào)整激光束的粗細；

28、所述聚焦透鏡用于，調(diào)整激光束的焦點位置，改變聚焦透鏡的位置或焦距，控制激光束在鐵板上的聚焦深度和直徑，調(diào)整焊接深度和質(zhì)量；

29、所述反射鏡用于，改變激光束的傳導(dǎo)方向，調(diào)整所述反射鏡的角度，所述激光束按照預(yù)設(shè)的軌跡掃描；

30、所述軌跡規(guī)劃模塊用于，根據(jù)焊接需求和鐵板尺寸計算出合理的焊接點數(shù)量和位置，生成螺旋激光束的軌跡；

31、所述軌跡規(guī)劃模塊將所述軌跡信息發(fā)送給所述中央處理器，所述中央處理器控制所述光路調(diào)整模塊實現(xiàn)軌跡的精確控制；

32、所述監(jiān)測模塊用于，實時監(jiān)測焊接過程中的關(guān)鍵參數(shù)，包括激光功率、掃描速度和焊接溫度；

33、所述焊接工作臺用于，放置待焊接的鐵板，所述焊接工作臺模塊包括用于固定所述待焊接鐵板的定位裝置或夾具。

34、為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)采用的另一個技術(shù)方案是：一種計算機設(shè)備，所述計算機設(shè)備包括處理器、與所述處理器耦接的存儲器，所述存儲器中存儲有程序指令，所述程序指令被所述處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行如上述所述的一種自動調(diào)整螺旋激光束軌跡的能量精度控制方法的步驟。

35、為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)采用的另一個技術(shù)方案是：一種存儲介質(zhì)，存儲有能夠?qū)崿F(xiàn)如上述所述的一種自動調(diào)整螺旋激光束軌跡的能量精度控制方法的程序指令。

36、本發(fā)明實施例由于采用以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：

37、一、本發(fā)明通過引入高精度的光路調(diào)整模塊，包括可變光闌、聚焦透鏡和反射鏡，可以實現(xiàn)對激光束軌跡的精確控制，利用中央處理模塊可以實現(xiàn)對光路調(diào)整機構(gòu)的自動化控制，從而方便、快速地調(diào)整激光束的軌跡，而且通過軌跡規(guī)劃模塊可以自動規(guī)劃出最優(yōu)的激光束軌跡，從而實現(xiàn)快速而精確的調(diào)整。

38、二、本發(fā)明通過利用預(yù)設(shè)的算法，可以根據(jù)焊接需求和鐵板尺寸，自動計算出合理的焊接點數(shù)量和位置，通過監(jiān)測模塊實時監(jiān)測焊接過程中的關(guān)鍵參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)自動調(diào)整焊接點的位置和數(shù)量，確保了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定。

39、上述概述僅僅是為了說明書的目的，并不意圖以任何方式進行限制。除上述描述的示意性的方面、實施方式和特征之外，通過參考附圖和以下的詳細描述，本發(fā)明進一步的方面、實施方式和特征將會是容易明白的。