多边形工件激光喷丸加工控制方法、装置、设备、系统及介质与流程

本发明涉及激光喷丸，特别涉及一种多边形工件激光喷丸加工控制方法、装置、设备、系统及介质。

背景技术：

1、激光喷丸成形利用高能量纳秒激光辐照吸收层，进而诱导等离子体爆炸冲击波，在等离子体冲击波作用下，板材产生动态弹塑性应力波响应，在板材表面形成具有梯度残余应力，从而使得板材产生弯曲变形。该工艺比传统机械喷丸成形方法具有更大的变形，工艺参数可控性强，易于实现精确成形。但是，激光喷丸过程中，激光辐照与等离子物理过程相互耦合，应力波传播、反射和稳定的过程与宏观变形应力相互协调，使得其工艺控制和变形预测难度极大。工程中采用固有应变法来解决激光喷丸工艺的优化、控制等所需模型问题。

2、相关技术中，在对多边形工件进行激光喷丸时，通常使用ai算法等各种需要使用大量算力的路径规划方法对激光喷丸设备在多边形工件上的激光喷丸作业路径进行规划，影响激光喷丸作业的效率。同时的，相应的路径规划算法在进行路径规划时，是根据采集得到的图像数据或者工件的坐标数据进行的，会存在规划的作业路径无法适配于对应的多边形工件的情况，影响激光喷丸的喷丸精度。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种多边形工件激光喷丸加工控制方法、装置、设备、系统及介质，旨在解决相关技术中存在影响激光喷丸作业的效率以及影响激光喷丸的喷丸精度的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术提出一种多边形工件激光喷丸加工控制方法，包括如下步骤：

3、将所述多边形工件的目标轮廓向所述目标轮廓内偏置预设距离，生成所述目标轮廓与偏置后的目标轮廓限定出的目标偏置区域；

4、在所述目标偏置区域内随机生成多个采样点；其中，多个所述采样点离散分布于所述目标偏置区域；

5、基于所有所述采样点，形成多个依次相邻的初始泰森多边形结构；其中，各所述初始泰森多边形结构均具有多条第一当前边界线；

6、针对任意相邻的两个所述初始泰森多边形结构，通过第一连接线将两个相邻的所述初始泰森多边形结构各自的中间路径连接，以得到目标偏置区域的第一当前连续路径；其中，各所述中间路径由对应的所述第一当前边界线向对应的所述初始泰森多边形结构内偏置得到，所述第二连接线穿过两个相邻的初始泰森多边形结构之间的公共边界；

7、将所述第一当前连续路径与第二当前连续路径连接，形成所述激光喷丸设备对所述多边形工件进行激光喷丸作业的全局路径；其中，所述第二当前连续路径与所述目标轮廓一致；

8、控制所述激光喷丸设备以所述当前喷丸参数按照所述全局路径对所述多边形工件进行激光喷丸作业，以加工所述多边形工件。

9、在一实施例中，在所述将所述多边形工件的目标轮廓向所述目标轮廓内偏置预设距离，生成所述目标轮廓与偏置后的目标轮廓限定出的目标偏置区域的步骤之前，还包括：

10、获取激光喷丸设备的当前喷丸参数；其中，所述激光喷丸参数包括激光光斑直径，所述激光光斑直径为d，所述预设距离为a，a＝d/2。

11、在一实施例中，所述针对任意相邻的两个所述初始泰森多边形结构，通过第一连接线将两个相邻的所述初始泰森多边形结构各自的中间路径连接，以得到目标偏置区域的第一当前连续路径的步骤，包括：

12、针对每一所述初始泰森多边形结构，将各所述第一当前边界线分别向内偏置目标距离，形成与所述第一当前边界线数量一致的第二当前边界线；其中，所述目标距离为d/2；

13、将各所述第一当前边界线以及各所述第二当前边界线均作为当前路径；

14、通过多个第二连接线将每个所述初始泰森多边形结构内的所有所述当前路径连接，得到各所述初始泰森多边形结构的所述中间路径；

15、使用所述第一连接线将任意两个相邻的所述初始泰森多边形结构各自的中间路径连接，以得到目标偏置区域的第一当前连续路径。

16、在一实施例中，所述针对每一所述初始泰森多边形结构，将各所述第一当前边界线分别向内偏置目标距离，形成与所述第一当前边界线数量一致的第二当前边界线的步骤，包括：

17、针对每一所述初始泰森多边形结构，将各所述第一当前边界线分别向内偏置目标距离，形成与所述第一当前边界线数量一致的临时第二当前边界线；

18、判断任意相连的两条所述临时第二当前边界线的交点至所述初始泰森多边形结构内的任意另一所述临时第二当前边界线之间的垂向距离是否大于所述目标距离；

19、若所述垂向距离大于所述目标距离，则将所有所述临时第二当前边界线均作为所述第一当前边界线，并重复执行所述将各所述第一当前边界线分别向内偏置目标距离，形成与所述第一当前边界线数量一致的临时第二当前边界线的步骤，直至所述垂向距离不大于所述目标距离，得到多条所述第二当前边界线。

20、在一实施例中，所述通过多个第二连接线将每个所述初始泰森多边形结构内的所有所述当前路径连接，得到各所述初始泰森多边形结构的所述中间路径的步骤，包括：

21、将每个所述初始泰森多边形结构内每一所述当前路径形成的路径环截断；

22、针对任意两个内外相邻的所述路径环，通过一第二连接线连接两个所述路径环的截断位置处，以使同一初始泰森多边形结构内的所有所述当前路径从内至外依次连接为一条所述中间路径。

23、在一实施例中，所述将所述第一当前连续路径与第二当前连续路径连接，形成所述激光喷丸设备对所述多边形工件进行激光喷丸作业的全局路径的步骤，包括：

24、将所述第二当前连续路径截断；

25、通过一垂线段将所述第一当前连续路径与第二当前连续路径连接，形成所述激光喷丸设备对所述多边形工件进行激光喷丸作业的全局路径。

26、基于相同的技术构思，第二方面，本发明还提出一种多边形工件激光喷丸加工控制装置，包括：

27、区域生成模块，用于将所述多边形工件的目标轮廓向所述目标轮廓内偏置预设距离，生成所述目标轮廓与偏置后的目标轮廓限定出的目标偏置区域；

28、采样点生成模块，用于在所述目标偏置区域内随机生成多个采样点；其中，多个所述采样点离散分布于所述目标偏置区域；

29、多边形生成模块，用于基于所有所述采样点，形成多个依次相邻的初始泰森多边形结构；其中，各所述初始泰森多边形结构均具有多条第一当前边界线；

30、路径形成模块，用于针对任意相邻的两个所述初始泰森多边形结构，通过第一连接线将两个相邻的所述初始泰森多边形结构各自的中间路径连接，以得到目标偏置区域的第一当前连续路径；其中，各所述中间路径由对应的所述第一当前边界线向对应的所述初始泰森多边形结构内偏置得到，所述第二连接线穿过两个相邻的初始泰森多边形结构之间的公共边界；

31、路径连接模块，用于将所述第一当前连续路径与第二当前连续路径连接，形成所述激光喷丸设备对所述多边形工件进行激光喷丸作业的全局路径；其中，所述第二当前连续路径与所述目标轮廓的轮廓线一致；

32、加工作业控制模块，用于控制所述激光喷丸设备以所述当前喷丸参数按照所述全局路径对所述多边形工件进行激光喷丸作业，以加工所述多边形工件。

33、基于相同的技术构思，第三方面，本发明还提出一种多边形工件激光喷丸加工控制设备，所述多边形工件激光喷丸加工控制设备包括处理器和存储器，所述存储器上存储有多边形工件激光喷丸加工控制程序，所述多边形工件激光喷丸加工控制程序被所述处理器执行时，实现第一方面所述的多边形工件激光喷丸加工控制方法。

34、基于相同的技术构思，第四方面，本发明还提出一种多边形工件激光喷丸加工控制系统，包括：

35、第三方面所述的多边形工件激光喷丸加工控制设备；以及，

36、激光喷丸加工设备，所述激光喷丸加工设备内放置有待加工的多边形工件，所述激光喷丸加工设备与所述多边形工件激光喷丸加工控制设备通讯连接。

37、基于相同的技术构思，第五方面，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现第一方面所述的多边形工件激光喷丸加工控制方法。

38、本技术提出的一个或多个技术方案，至少具有以下技术效果：

39、本技术在使用时通过将多边形工件的目标轮廓向目标轮廓内偏置预设距离，生成目标轮廓与偏置后的目标轮廓限定出的目标偏置区域，在目标偏置区域内随机生成多个采样点，基于所有采样点，形成多个依次相邻初始泰森多边形结构，针对任意相邻的两个初始泰森多边形结构，通过第一连接线将两个相邻的初始泰森多边形结构各自的中间路径连接，以得到目标偏置区域的第一当前连续路径，将第一当前连续路径与第二当前连续路径连接，形成激光喷丸设备对多边形工件进行激光喷丸作业的全局路径，控制激光喷丸设备以当前喷丸参数按照全局路径对多边形工件进行激光喷丸作业，以加工多边形工件，使得本发明无需使用需要大量算力的路径规划算法即可在多边形工件的目标轮廓上规划出激光喷丸设备对多边形工件进行激光喷丸作业时的作业路径，即缩小了对算力的需求，也因无需大量的计算和数据的累积而提升了激光喷丸作业的效率。同时的，在具体使用时，由于是将目标轮廓向内偏置预设距离以形成目标偏置区域，然后在目标偏置区域内进行设置多个离散分布的采样点，再根据这些采样点设置泰森多边形，并对设置的泰森多边形继续进行偏置处理，以形成激光喷丸设备的激光喷丸作业路径，再控制激光喷丸设备按照作业路径对多边形工件进行激光喷丸作业，也就使得本发明在具体实施时，能够根据多边形工件的具体目标轮廓进行路径规划以及激光喷丸作业，避免了相关技术在进行路径规划时存在无法适配于对应的多边形工件的情形，提升了激光喷丸的作业精度。

技术特征：

1.一种多边形工件激光喷丸加工控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的多边形工件激光喷丸加工控制方法，其特征在于，在所述将所述多边形工件的目标轮廓向所述目标轮廓内偏置预设距离，生成所述目标轮廓与偏置后的目标轮廓限定出的目标偏置区域的步骤之前，还包括：

3.如权利要求2所述的多边形工件激光喷丸加工控制方法，其特征在于，所述针对任意相邻的两个所述初始泰森多边形结构，通过第一连接线将两个相邻的所述初始泰森多边形结构各自的中间路径连接，以得到目标偏置区域的第一当前连续路径的步骤，包括：

4.如权利要求3所述的多边形工件激光喷丸加工控制方法，其特征在于，所述针对每一所述初始泰森多边形结构，将各所述第一当前边界线分别向内偏置目标距离，形成与所述第一当前边界线数量一致的第二当前边界线的步骤，包括：

5.如权利要求3所述的多边形工件激光喷丸加工控制方法，其特征在于，所述通过多个第二连接线将每个所述初始泰森多边形结构内的所有所述当前路径连接，得到各所述初始泰森多边形结构的所述中间路径的步骤，包括：

6.如权利要求5所述的多边形工件激光喷丸加工控制方法，其特征在于，所述将所述第一当前连续路径与第二当前连续路径连接，形成所述激光喷丸设备对所述多边形工件进行激光喷丸作业的全局路径的步骤，包括：

7.一种多边形工件激光喷丸加工控制装置，其特征在于，包括：

8.一种多边形工件激光喷丸加工控制设备，其特征在于，所述多边形工件激光喷丸加工控制设备包括处理器和存储器，所述存储器上存储有多边形工件激光喷丸加工控制程序，所述多边形工件激光喷丸加工控制程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的多边形工件激光喷丸加工控制方法。

9.一种多边形工件激光喷丸加工控制系统，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的多边形工件激光喷丸加工控制方法。

技术总结
本发明涉及一种多边形工件激光喷丸加工控制方法、装置、设备、系统及介质，特别涉及激光喷丸技术领域，将多边形工件的目标轮廓向目标轮廓内偏置预设距离，生成目标轮廓与偏置后的目标轮廓限定出的目标偏置区域，在目标偏置区域内随机生成多个采样点，针对基于采样点形成的任意相邻的两个初始泰森多边形结构，通过第一连接线将两个相邻的初始泰森多边形结构各自的中间路径连接，以得到目标偏置区域的第一当前连续路径，控制激光喷丸设备以当前喷丸参数按照由第一当前连续路径和第二当前连续路径连接形成的全局路径对多边形工件进行激光喷丸作业，以加工多边形工件，实现了提升激光喷丸的作业效率和作业精度的功能。

技术研发人员：罗有旺,罗烁鑫,柳中强,梁翱,李伟杰,刘万营,张锋,郭旭文,张政,唐松林,巫华锦
受保护的技术使用者：广东中海万泰技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5