本发明涉及激光切割，具体而言，涉及一种控制切缝宽度的激光切割方法、装置及计算机设备。
背景技术：
1、采用激光进行切割是一个广泛应用的技术。激光具有高能量密度和小光斑尺寸的优点,使其成为一种常用的非接触切割方法。然而,激光切割时也会面临一定的限制。由于激光发射时会形成一个有限的光斑,当需要切割的材料厚度大于光斑尺寸时,单次切割就无法实现整体切断。
2、此外,实际激光束并非完全平行的理想状态,而是存在一定的锥度。如图1所示,图1为现有的一种激光切割示意图。随着切割深度的增加,由于锥度的存在,激光束将会逐渐扩散。如果上一层切割缝隙的宽度无法容纳下层扩散的光线,这些光线就可能被遮挡,无法深入材料内部,这将导致实际到达材料内部的激光功率不断降低,难以达到切割所需的能量阈值,从而无法完成切断。
3、因此，激光束在向下移动增加切割深度前，需要将当前深度位置的切缝经多次偏移往复扫射切割出足够的切缝宽度，以便激光束向下移动增加切割深度而不被阻挡，如何控制切缝宽度以减小切割损耗并提高切割效率，是需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的之一在于提供一种控制切缝宽度的激光切割方法、装置及计算机设备，用以实现在控制切缝宽度的基础上减小切割损耗并提高切割效率。本发明可以这样实现：
2、第一方面，本发明提供一种控制切缝宽度的激光切割方法，所述方法包括：在给定平面度的条件下，确定每层切割面的切割宽度；基于所述切割宽度和激光器的聚焦光斑直径，确定每层所述切割面上的路径段数，并根据所述聚焦光斑直径和所述路径段数确定沿路径方向上前三条路径段之间以及后两条路径段之间的第一横向偏移量，并根据所述切割宽度、所述第一横向偏移量和所述路径段数确定出剩余路径段之间的第二横向偏移量； 其中，全部所述路径段首尾相连形成一条切割路径；偶数层切割面上切割路径的路径方向和奇数层切割面上切割路径的路径方向相反；所述第一横向偏移量小于所述第二横向偏移量；确定激光在每层所述切割面入射端面的直径，并根据所述切割宽度和所述切割面入射端面的直径的比值与所述激光器的需求功率和平均功率的比值之间的比较结果，确定所述激光器的目标输出功率；将所述目标输出功率代入激光功率关于切割深度的方程式中，得到竖向偏移量，并根据所述聚焦光斑直径和每层所述切割面对应的待切割物体厚度，确定光斑最高运动速度；控制所述激光器输出所述目标输出功率，以使光斑按照所述光斑最高运动速度在每层所述切割面上进行移动，并在移动过程中按照所述第一横向偏移量、所述第二横向偏移量进行水平切割，当在每层所述切割面完成切割之后，控制所述光斑按照所述竖向偏移量进行垂直切割。
3、第二方面，本发明提供一种控制切缝宽度的激光切割装置，包括：确定模块，用于在给定平面度的条件下，确定每层切割面的切割宽度；所述确定模块，还用于基于所述切割宽度和激光器的聚焦光斑直径，确定每层所述切割面上的路径段数，并根据所述聚焦光斑直径和所述路径段数确定沿路径方向上前三条路径段之间以及后两条路径段之间的第一横向偏移量，并根据所述切割宽度、所述第一横向偏移量和所述路径段数确定出剩余路径段之间的第二横向偏移量； 其中，全部所述路径段首尾相连形成一条切割路径；偶数层切割面上切割路径的路径方向和奇数层切割面上切割路径的路径方向相反；所述第一横向偏移量小于所述第二横向偏移量；所述确定模块，还用于确定激光在每层所述切割面入射端面的直径，并根据所述切割宽度和所述切割面入射端面的直径的比值与所述激光器的需求功率和平均功率的比值之间的比较结果，确定所述激光器的目标输出功率；所述确定模块，还用于将所述目标输出功率代入激光功率关于切割深度的方程式中，得到竖向偏移量，并根据所述聚焦光斑直径和每层所述切割面对应的待切割物体厚度，确定光斑最高运动速度；控制模块，用于控制所述激光器输出所述目标输出功率，以使光斑按照所述光斑最高运动速度在每层所述切割面上进行移动，并在移动过程中按照所述第一横向偏移量、所述第二横向偏移量进行水平切割，当在每层所述切割面完成切割之后，控制所述光斑按照所述竖向偏移量进行垂直切割。
4、第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器可执行所述计算机程序以实现如第一方面所述的控制切缝宽度的激光切割方法。
5、本发明提供的控制切缝宽度的激光切割方法、装置及计算机设备，方法包括：给定平面度的条件下，确定每层切割面的切割宽度，从而确定了每层切割面的最佳切割范围，在此切割宽度约束下，根据切割宽度和激光光斑直径确定每层路径段数，然后根据光斑直径和路径段数确定前三后两路径段之间的第一横向偏移量，根据切割宽度、第一横向偏移量和路径段数确定其余路径段之间的第二横向偏移量，通过设置奇偶层切割路径方向相反，实现层与层之间的交错切割,减少热积累影响切割质量。然后确定激光在每层所述切割面入射端面的直径，并根据所述切割宽度和所述切割面入射端面的直径的比值与所述激光器的需求功率和平均功率的比值之间的比较结果，确定所述激光器的目标输出功率，使得激光器输出功率满足切割需求的同时避免过量损伤材料，进而根据所述聚焦光斑直径和每层所述切割面对应的待切割物体厚度，确定光斑最高运动速度；控制所述激光器输出所述目标输出功率，以使光斑按照所述光斑最高运动速度在每层所述切割面上进行移动，配合切割速度实现均匀有效切割。整体方案通过有效规划激光在同一深度位置多次往复扫射时的横向偏移量,以及在扫射完成当前深度层后向下移动到下一层时的竖向偏移量,来实现激光光斑精确定位。同时针对每层切割面设计与之匹配的激光输出功率和光斑最大运动速度，能够减小每层切割面的切割损耗并提高切割效率，这使切割出来的产品质量和效率都达到了理想状态。
1.一种控制切缝宽度的激光切割方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的控制切缝宽度的激光切割方法，其特征在于，在给定平面度的条件下，确定每层切割面的切割宽度，包括：
3.根据权利要求2所述的控制切缝宽度的激光切割方法，其特征在于，所述光学参数包括：光圈直径、激光波长和物镜焦距；
4.根据权利要求3所述的控制切缝宽度的激光切割方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的控制切缝宽度的激光切割方法，其特征在于，
6.根据权利要求2所述的控制切缝宽度的激光切割方法，其特征在于，确定激光在每层所述切割面入射端面的直径，并根据所述切割宽度和所述切割面入射端面的直径的比值与所述激光器的需求功率和平均功率的比值之间的比较结果，确定所述激光器的目标输出功率，包括：
7.根据权利要求1所述的控制切缝宽度的激光切割方法，其特征在于，并根据所述聚焦光斑直径和每层所述切割面对应的待切割物体厚度，确定光斑最高运动速度，包括：
8.根据权利要求1所述的控制切缝宽度的激光切割方法，其特征在于，并在移动过程中按照所述第一横向偏移量、所述第二横向偏移量进行水平切割，当在每层所述切割面完成切割之后，控制所述光斑按照所述竖向偏移量进行垂直切割，包括：
9.一种控制切缝宽度的激光切割装置，其特征在于，包括：
10.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器可执行所述计算机程序以实现权利要求1至8任一项所述的控制切缝宽度的激光切割方法。
