[发明专利]激光切割速度闭环控制的系统、方法、装置和介质

权利要求书

1.一种用于激光切割速度闭环控制的系统，所述系统包括：

切割头，所述切割头具有视觉图像采集设备，所述视觉图像采集设备被配置用于在激光切割过程中实时采集熔池图像；以及

控制器，所述控制器被配置用于：

接收并分析所采集的所述熔池图像的图像特征以生成反馈信号；

将所述反馈信号与预定阈值进行比较以获得反馈偏差；以及

利用所述反馈偏差实时且渐进地调节所述激光切割速度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述熔池图像的所述图像特征包括熔池亮度、熔池灰度、熔池面积、声波特征、和/或温度特征。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述熔池灰度包括熔池灰度大小、熔池灰度方差、和/或红蓝通道灰度比值比。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述熔池面积包括熔池面积大小和/或熔池面积方差。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述熔池亮度与所述熔池灰度成正比。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述熔池图像的所述图像特征是熔池亮度，其中所述熔池亮度因变于所述激光切割速度的大小。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述熔池图像的所述图像特征是熔池面积，其中理论熔池面积S_理论根据下式进行计算：

S_理论＝S_半圆+S_三角形+S_扇形

其中，

且其中，d是熔池内圆直径，即切割逢宽；R是熔池外圆半径，即喷嘴孔径；θ是熔池扇形部分的圆心角的1/2。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述熔池图像的所述图像特征是熔池灰度，其中所述熔池灰度因变于所述激光切割速度的大小。

9.一种激光切割速度闭环控制的方法，所述方法包括：

在激光切割过程中实时采集熔池图像；

分析所采集的所述熔池图像的图像特征以生成反馈信号；

将所述反馈信号与预定阈值进行比较以获得反馈偏差；以及

利用所述反馈偏差实时且渐进地调节所述激光切割速度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述熔池图像的所述图像特征包括熔池亮度、熔池灰度、熔池面积、声波特征、和/或温度特征。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述熔池灰度包括熔池灰度大小、熔池灰度方差、和/或红蓝通道灰度比值比。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述熔池面积包括熔池面积大小和/或熔池面积方差。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述熔池亮度与所述熔池灰度成正比。

14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述熔池图像的所述图像特征是熔池亮度，其中所述熔池亮度因变于所述激光切割速度的大小。

15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述熔池图像的所述图像特征是熔池面积，其中理论熔池面积S_理论根据下式进行计算：

S_理论＝S_半圆+S_三角形+S_扇形

其中，

且其中，d是熔池内圆直径，即切割逢宽；R是熔池外圆半径，即喷嘴孔径；θ是熔池扇形部分的圆心角的1/2。