具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种切割组件的滑轨载荷确定方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的切割组件的滑轨载荷确定方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取切割组件的额定寿命和工况数据。

可选的，额定寿命指的是以径向基本额定动载荷或轴向基本额定动载荷为基础的寿命的预测值，一般用来预测轴承、接触器等部件的适用寿命，在本发明实施例中，额定寿命用来表示预测激光切割头的使用寿命。

步骤S104，确定切割组件的切割头的加速度。

可选的，在本发明实施例中，切割头的运动一般先为加速度不变的加速运动，到加速度为零的匀速运动，最后为加速度不变的减速运动，直到切割头速度为零。

步骤S106，基于加速度确定切割组件的滑块的最大负载力。

需要说明的是，在上述步骤中，上述滑块的最大负载力指的是施加于滑块或滑块结构上的外力，而这种负载力会随滑块运动速度的变化而相应变化。

步骤S108，基于额定寿命、工况数据以及最大负载力确定滑块的目标载荷。

需要说明的是，在上述步骤中的载荷指的是使结构或构件产生内力和变形的重量或外力，在本发明实施例中指的是使滑块或滑块结构产生内里和变形的重量或外力。

步骤S110，基于目标载荷确定切割组件的滑轨。

由上可知，在本发明实施例中，可以首先获取切割组件的额定寿命和工况数据；再确定切割组件的切割头的加速度；接着基于加速度确定切割组件的滑块的最大负载力；接着基于额定寿命、工况数据以及最大负载力确定滑块的目标载荷；最后基于目标载荷确定切割组件的滑轨。通过本发明实施例的切割组件的滑轨载荷确定方法，达到了获取切割组件的各项特征参数并且基于特征参数确定切割组件的滑轨的目的，从而实现了节约求解线性滑轨的最优解上开发所需时间和成本的技术效果，进而解决了针对相关技术中对切割组件中实际工况信息的缺乏从而导致线性滑轨设计不合理的技术问题。

作为一种可选的实施例，获取切割组件的额定寿命，包括：获取切割头的运行行程以及每预定周期的往复次数；确定切割组件的设计寿命，其中，设计寿命为基于切割组件的应用时间信息确定使用时长；基于运行行程、往复次数以及设计寿命获取额定寿命。

在上述可选的实施例中，额定寿命的计算公式如下：

其中，N为每分钟激光切割头往复次数；L_s为激光切割头运行行程，单位mm；Lh为设计寿命,单位h；其中，设计寿命Lh的计算公式如下：

L_h＝班时*天数*年数

其中，上述公式中的班时指的是每日工作时长；天数指的是工作日天数；年数为工件服役年限。

进一步地，设计寿命受班时、天数以及年数所影响，具体表现在有效工作小时，也就是说，预期服役时间越久，其设计寿命也就应该越长。

作为一种可选的实施例，工况数据包括切割头的平均运行速度和负载条件系数，获取切割组件的工况数据，包括：确定切割头每预定周期往复一次后电气反应静止时长；获取切割头的运行行程以及每预定周期的往复次数；基于电气反应静止时长、运行行程以及每预定周期的往复次数确定切割头的平均运行速度；基于平均运行速度以及振动冲击系数确定切割头的负载条件系数，其中，振动冲击系数为基于切割组件运行过程中的振动以及冲击状态确定的数据。

在上述可选的实施例中，确定激光切割头平均速度的公式为：

v＝2*L_s/(60/N-t_x)

其中，v为激光切割头的平均速度，单位为mm/s；L_s为激光切割头运行行程，单位mm；N为每分钟激光切割头往复次数；t_x为每往复一次电气反应静止时间，单位s。

接下来结合具体实施例讲解本发明实施例中各项工况系数。

通过实际测量和计算后得到激光切割头的平均速度之后通过表1对设备运行过程中的振动冲击程度进行判断，选择相应的负载条件系数f_w。

表1

如上表所示，例如，求解出激光切割头的平均速度为小于15m/min，则判断其振动与冲击作用为微小，选择负载条件系数为1.0～1.2。

需要说明的是，在上述实施例中，根据平均速度来选择负载条件系数的好处是将设备运行过程中的振动冲击程度考虑进实际生产试验中，保护了设备安全，减小了设备的损耗。

可选的，光轴(即滑轨)硬度一般选择在在HRC57-HRC60之间，硬度系数f_h为1，当导轨硬度低于HRC57时，硬度系数逐级递减，需要说明的是，HRC是洛氏硬度对照表，是一种常见的硬度标准，一般的设备硬度选择在HRC50-HRC60之间，硬度和脆度成正比，硬度过高会影响设备的安全性。

可选的，导轨(即滑轨)温度一般选择低于100℃，并且温度系数f_T选择为1，温度越高，温度系数越低，所以温度系数f_T一般选择为1。

可选的，单根导轨最多轴承数与接触系数f_c的关系如下表所示。

表2

需要说明的是，单根导轨最多轴承数在本发明实施例中指的是单根导轨的滑块个数，根据需求选取对应的接触系数。例如，每根轴上最多轴承数为2时，接触系数f_c选择为0.81。

作为一种可选的实施例，确定切割组件的切割头的加速度，包括：获取切割头的最大速度；确定切割头的加速时间以及减速时间；基于最大速度和加速时间以及减速时间确定加速度。

图2是根据本发明实施例的激光切割头的速度-时间的曲线图，如图2所示，最大速度为v_max，单位为m/s，启动加速度为a₁，单位为m/s²；减速加速度为a₃，单位为m/s²；启动加速以及减速运动阶段，激光切割头的加速度计算公式为：

其中，式中Δt₁代表加速时间，Δt₃代表减速时间。

作为一种可选的实施例，基于加速度确定切割组件的滑块的最大负载力，包括：基于加速度确定滑块分别在不同工况下的负载力；基于滑块分别在不同工况下的负载力确定最大负载力。

作为一种可选的实施例，滑块的数量为四个，基于加速度确定滑块分别在不同工况下的负载力，包括：确定切割组件中单各导轨上两个滑块之间的第一距离；确定负载中心位置到滑轨中心位置的第二距离；确定负载中心位置到滑轨中心位置的第三距离；确定四个滑块中每个滑块的法向载荷和切向载荷；基于第一距离、第二距离、第三距离以及法向载荷和切向载荷确定滑块分别在不同工况下的负载力。

在上述可选的实施例中，单根导轨上两滑块之间距离为L₀,负载重心位置到线性滑轨组件中心位置的纵向距离L₂，负载重心位置到线性滑轨组件中心位置的横向距离L₃。P₁、P₂、P₃、P₄分别为四个滑块承受法向载荷，P_1T、P_2T、P_3T、P_4T分别为四个滑块承受切向载荷。分别为三种工况下的计算过程，接下来详细说明推理过程。

1)加速时：

2)匀速时：

2)减速时：

由上可知，在可选的实施例中，针对上述三种工况下线轨滑块所承受的载荷进行计算，求解得到滑块最大承载值P_c，单位为N。

作为一种可选的实施例，基于额定寿命、工况数据以及最大负载力确定滑块的目标载荷，包括：确定工况数据中硬度系数、温度系数以及接触系数的乘积一；确定最大负载力与工况数据中的负载条件系数的乘积二；确定额定寿命与预定数值的比值；确定乘积二与比值的乘积三；基于乘积三与乘积一的比值确定滑块的目标载荷。

在上述可选的实施例中，滑块动载荷(即滑块的目标载荷)的计算公式为：

其中，P_c为滑块最大承载值，单位为N；f_w为负载条件系数；f_h为硬度系数；f_T为温度系数；f_c为接触系数。进一步地，由计算得到的线轨滑块动载荷，根据标准产品样本选取满足性能并成本低廉的线性滑轨组件，本实施例中选择切割组件的准则为滑块的动载荷必须大于计算动载荷。

图3(a)是根据本发明实施例的激光切割组件模型的示意图一，如图3(a)所示，激光切割组件模型的各个部件为：1、激光切割头；2、滑板；3、滑轨组件；4、伺服电机；5、滑座；7、螺钉。这里的激光切割头通过螺钉与滑板连接，从而对待切割对象执行切割操作。在滑板的后面还设置有伺服电机可以驱动滑轨组件移动。这里的滑板与滑轨组件配合使用。

图3(b)是根据本发明实施例的激光切割组件模型的示意图二，如图3(b)所示，激光切割组件模型的还可以包括：6、丝杆组件；8、滑块。这里滑块与丝杆组件配合使用。

由上可知，在本发明实施例中，通过根据激光切割头的实际工况，对线性滑轨各工况系数进行确定，根据激光切割头的运动规律计算不同工况下负载重心位置，并计算最大负载力以及线性滑轨的使用寿命的计算，通过这种方式可以得到线性滑轨的最优解，并且在满足实际工况的情况下，将成本降至最低，节约了大量的时间成本以及物料测试实验成本。

实施例2

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种切割组件的滑轨载荷确定装置，图4是根据本发明实施例的切割组件的滑轨载荷确定装置的示意图，如图4所示，该切割组件的滑轨载荷确定装置包括：获取模块41、第一确定模块43、第二确定模块45、第三确定模块47以及第四确定模块49。下面对该切割组件的滑轨载荷确定装置进行说明。

获取模块41，用于获取切割组件的额定寿命和工况数据。

第一确定模块43，用于确定切割组件的切割头的加速度。

第二确定模块45，用于基于加速度确定切割组件的滑块的最大负载力。

第三确定模块47，用于基于额定寿命、工况数据以及最大负载力确定滑块的目标载荷。

第四确定模块49，用于基于目标载荷确定切割组件的滑轨。

此处需要说明的是，上述获取模块41、第一确定模块43、第二确定模块45、第三确定模块47以及第四确定模块49对应于实施例1中的步骤S102至S110，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。

由上可知，在本发明实施例中，首先可以利用获取模块41获取切割组件的额定寿命和工况数据；接着利用第一确定模块43确定切割组件的切割头的加速度；再利用第二确定模块45基于加速度确定切割组件的滑块的最大负载力；再利用第三确定模块47基于额定寿命、工况数据以及最大负载力确定滑块的目标载荷；最后利用第四确定模块49基于目标载荷确定切割组件的滑轨。通过本发明实施例的切割组件的滑轨载荷确定装置，达到了获取切割组件的各项特征参数并且基于特征参数确定切割组件的滑轨的目的，从而实现了节约求解线性滑轨的最优解上开发所需时间和成本的技术效果，进而解决了针对相关技术中对切割组件中实际工况信息的缺乏从而导致线性滑轨设计不合理的技术问题。

可选的，获取模块，包括：第一获取单元，用于获取切割头的运行行程以及每预定周期的往复次数；第一确定单元，用于确定切割组件的设计寿命，其中，设计寿命为基于切割组件的应用时间信息确定使用时长；第二获取单元，用于基于运行行程、往复次数以及设计寿命获取额定寿命。

可选的，工况数据包括切割头的平均运行速度和负载条件系数，获取模块，包括：第二确定单元，用于确定切割头每预定周期往复一次后电气反应静止时长；第三获取单元，用于获取切割头的运行行程以及每预定周期的往复次数；第三确定单元，用于基于电气反应静止时长、运行行程以及每预定周期的往复次数确定切割头的平均运行速度；第四确定单元，用于基于平均运行速度以及振动冲击系数确定切割头的负载条件系数，其中，振动冲击系数为基于切割组件运行过程中的振动以及冲击状态确定的数据。

可选的，第一确定模块，包括：第四获取单元，用于获取切割头的最大速度；第五确定单元，用于确定切割头的加速时间以及减速时间；第六确定单元，用于基于最大速度和加速时间以及减速时间确定加速度。

可选的，第二确定模块，包括：第七确定模块，用于基于加速度确定滑块分别在不同工况下的负载力；第八确定模块，用于基于滑块分别在不同工况下的负载力确定最大负载力。

可选的，滑块的数量为四个，第七确定模块，包括：第九确定单元，用于确定切割组件中单各导轨上两个滑块之间的第一距离；第十确定单元，用于确定负载中心位置到滑轨中心位置的第二距离；第十一确定单元，用于确定负载中心位置到滑轨中心位置的第三距离；第十二确定单元，用于确定四个滑块中每个滑块的法向载荷和切向载荷；第十三确定单元，用于基于第一距离、第二距离、第三距离以及法向载荷和切向载荷确定滑块分别在不同工况下的负载力。

可选的，第三确定模块，包括：第十四确定模块，用于确定工况数据中硬度系数、温度系数以及接触系数的乘积一；第十五确定模块，用于确定最大负载力与工况数据中的负载条件系数的乘积二；第十六确定模块，用于确定额定寿命与预定数值的比值；第十七确定模块，用于确定乘积二与比值的乘积三；第十八确定模块，用于基于乘积三与乘积一的比值确定滑块的目标载荷。

实施例3

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序被处理器运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述中任一项的切割组件的滑轨载荷确定方法。

实施例4

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行计算机程序，其中，计算机程序运行时执行上述中任一项的切割组件的滑轨载荷确定方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。