雷射切割數控系統的製作方法
2023-10-10 03:49:39 1
專利名稱：雷射切割數控系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種數控系統，尤其是涉及一種雷射切割數控系統，屬於數字控制應用領域。
背景技術：
雷射切割技術是將雷射束照射到工件表面時釋放的能量來使工件融化並蒸發，以達到切割和雕刻的目的，其具有精度高，切割快速，不局限於切割圖案限制，自動排版節省材料，切口平滑，加工成本低等特點，將逐漸改進或取代於傳統的切割工藝設備。現有技術中，雷射切割數控系統一般由雷射發生器(含電源控制器)、(外)光束傳輸組件、工作檯(工具機)、數控系統、冷卻器和計算機(包括硬體和軟體)等部分組成。附圖I給出了現有的雷射切割數控系統的控制原理圖。現有的雷射切割數控系統在運行時，首先 需將待切割圖形文件輸入計算機軟體，計算機軟體將圖形解析，分成各種圖形單元如圓弧、直線等，根據不同的圖形採用不通的插補，驅動工具機運行，同時通過雷射發生器控制器來調節雷射參數。現有的雷射發生器控制器一般採用可編程邏輯控制來控制，附圖2給出了其具體的控制原理圖。現有雷射切割數控系統的數控系統只能控制功率，而電子光閘、方式選擇等參數是通過觸控螢幕、或按鈕來控制。現有雷射切割數控系統存在以下缺陷1.計算機為工控機或普通個人計算機，因此其結構較複雜，可靠性較低；2.現有技術中數控系統與計算機連接方式為採用PCI板卡插在計算機的主板上或單獨的數控系統通過USB、乙太網口與計算機相連接，一方面由於計算機一般沒有看門狗等安全裝置，其一旦發生死機整個雷射切割數控系統就處於失控狀態，後果難以預料，另一方面如果採用PCI板卡插槽方式，需要防範插槽的鬆動和插頭接觸氧化造成故障，如果採用USB 口或乙太網口又需要考慮環境的幹擾；3.現有技術中，計算機通過數控系統只能控制雷射發生器的部分參數，如果計算機需要處理其它雷射控制信號，就需要通過觸控螢幕或與雷射發生器控制器相連接的按鈕來控制，由此可見，計算機、數控系統與雷射發生器控制器的協調性很不好，這樣就容易造成加工質量問題，其操作也非常複雜容易出錯。
發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種雷射切割數控系統，將雷射切割圖形文件處理系統、雷射控制系統和雷射切割數控系統三者結合在一起，無需要專門的數控系統板卡或裝置，簡化了現有的雷射切割控制系統，方便操作。本發明是通過以下技術方案來實現的
一種雷射切割數控系統，包括雷射發生器、冷卻器、高壓雷射電源和工作檯，其特徵在於，還包括嵌入式控制系統，所述嵌入式控制系統包括雷射切割圖形文件處理系統模塊、雷射控制系統模塊和雷射切割數控系統模塊；
所述雷射切割圖形文件處理系統模塊讀取待切割工件的加工參數，對所述加工參數進行處理，生成控制代碼，並將相應的控制代碼傳輸給所述雷射控制系統模塊和所述雷射切割數控系統模塊；
所述雷射控制系統模塊接收來自所述雷射切割圖形文件處理系統模塊的控制代碼，以控制雷射發生器、高壓雷射電源和冷卻器的運行；
所述雷射切割數控系統模塊接收來自所述雷射切割圖形文件處理系統模塊的控制代碼，以控制工作檯的運行。 進一步，所述雷射發生器為二氧化碳大功率雷射發生器。進一步，所述加工參數包括需要處理的文件圖形信息、數控代碼、雷射控制參數和雷射輸入檢測信息。進一步，所述嵌入式控制系統包括ARM嵌入式系統、DSPIC控制器，所述ARM嵌入式系統以ARM控制器為核心，所述ARM嵌入式系統和所述DSPIC控制器通過PMP總線連接。進一步，所述ARM嵌入式系統包括觸控螢幕和USB、鍵盤、總線、網口接口。 進一步，所述ARM嵌入式系統通過CAN總線與所述高壓雷射電源連接；所述ARM嵌入式系統通過EBI總線與所述雷射發生器連接。本發明的有益效果是本發明所述的雷射切割數控系統結構比較簡單，系統可靠性高，系統可靠性高，操作非常方便，解決了現有雷射切割控制系統結構過於複雜，容易出現故障，操作困難的技術問題。
圖I為現有雷射切割數控系統的控制原理 圖2為現有雷射發生器控制器的控制原理 圖3為本發明所述的雷射切割數控系統的一種具體實施方式
。
具體實施例方式下面將結合附圖，詳細說明本發明的
具體實施例方式 圖I為現有雷射切割數控系統的控制原理圖；圖2為現有雷射發生器控制器的控制原理圖；圖3為本發明所述的雷射切割數控系統的一種具體結構連接圖。雷射切割數控系統，包括雷射發生器、冷卻器、高壓雷射電源和工作檯，其特徵在於，還包括嵌入式控制系統，所述嵌入式控制系統包括雷射切割圖形文件處理系統模塊、雷射控制系統模塊和雷射切割數控系統模塊；
所述雷射切割圖形文件處理系統模塊讀取待切割工件的加工參數，對所述加工參數進行處理，生成控制代碼，並將相應的控制代碼傳輸給所述雷射控制系統模塊和所述雷射切割數控系統模塊；
所述雷射控制系統模塊接收來自所述雷射切割圖形文件處理系統模塊的控制代碼，以控制雷射發生器、高壓雷射電源和冷卻器的運行；
所述雷射切割數控系統模塊接收來自所述雷射切割圖形文件處理系統模塊的控制代碼，以控制工作檯的運行。圖3給出了本發明所述雷射切割數控系統的一種具體實施方式
。如圖3所示所述雷射發生器為二氧化碳大功率雷射發生器。所述嵌入式控制系統包括ARM嵌入式系統。所述ARM嵌入式系統以ARM控制器為核心，並具有觸控螢幕、USB、鍵盤、總線、網口等多種接口，為網絡化、柔性製造、異地協同加工提供了方便。此外，所述嵌入式控制系統還包括DSPIC控制器，所述DSPIC控制器用於控制工作檯的運轉。ARM嵌入式系統讀取輸入的加工參數，所述加工參數包括需要處理的文件圖形信息、數控代碼、雷射控制參數、雷射輸入檢測信息等。在雷射切割數控系統實際運行時，由ARM嵌入式系統讀入需要處理的文件圖形信息，通過ARM嵌入式系統中開發的數控系統軟體提取文件中圖形信息，將圖形信息轉為圓弧、直線等插補信息，同時根據圖形特點和工藝要求控制雷射的功率大小和工作模式，將插補信息通過PMP總線給DSPIC控制器來實現驅動工具機工作檯，同時將雷射控制參數通過總線給高壓雷射電源和I/O接口，來控制雷射。雷射的一些輸入檢測信息通過I/O接口進入數控系統，根據情況來作出判斷和處理。另夕卜，ARM嵌入式系統負責數控代碼的解釋，將數控指令變成可執行代碼送DSPIC控制器，由DSPIC控制器驅動X、Y軸的交流伺服電機的運動，可完成X、Y軸的直線圓弧插補，同時可根據加工要求自動進行功率的調節，使工具機更有效的進行加工。 由此可見，在本實施例中，雷射切割圖形文件處理系統模塊的功能是通過ARM嵌入式系統完成的，雷射控制系統模塊是將ARM嵌入式系統與高壓雷射電源和所述雷射發生器的I/O接口分別通過CAN總線和EBI總線完成的，而雷射切割數控系統模塊是將ARM嵌入式系統與DSPIC控制器通過PMP總線連接，驅動交流伺服電機，並由交流伺服電機驅動滾珠絲槓完成的。當然，所述的雷射發生器並不一定採用二氧化碳大功率雷射發生器，也可以根據實際加工要求和其他因素採用其他類型的雷射發生器。所述的嵌入式控制系統也並不一定為上述的實現方式，其並不一定要採用ARM控制器，還可以是其他類型的嵌入式控制器。其也並不一定採用本實施例的DSPIC控制器，可以根據實際選擇其他類型的數位訊號控制器。本發明將雷射切割圖形文件處理系統、雷射控制系統和雷射切割數控系統三者結合在一起，無需再採用專門的數控系統板卡或裝置，因此系統可靠性高。所述雷射切割數控系統結構比較簡單，操作非常方便，解決了現有雷射切割控制系統結構過於複雜，容易出現故障，操作困難的技術問題。以上已以較佳實施例公開了本發明，然其並非用以限制本發明，凡採用等同替換或者等效變換方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種雷射切割數控系統，包括雷射發生器、冷卻器、高壓雷射電源和工作檯，其特徵在於，還包括嵌入式控制系統，所述嵌入式控制系統包括雷射切割圖形文件處理系統模塊、雷射控制系統模塊和雷射切割數控系統模塊； 所述雷射切割圖形文件處理系統模塊讀取待切割工件的加工參數，對所述加工參數進行處理，生成控制代碼，並將相應的控制代碼傳輸給所述雷射控制系統模塊和所述雷射切割數控系統模塊； 所述雷射控制系統模塊接收來自所述雷射切割圖形文件處理系統模塊的控制代碼，以控制雷射發生器、高壓雷射電源和冷卻器的運行； 所述雷射切割數控系統模塊接收來自所述雷射切割圖形文件處理系統模塊的控制代碼，以控制工作檯的運行。
2.根據權利要求I所述的雷射切割數控系統，其特徵在於，所述雷射發生器為二氧化碳大功率雷射發生器。
3.根據權利要求I所述的雷射切割數控系統，其特徵在於，所述加工參數包括需要處理的文件圖形信息、數控代碼、雷射控制參數和雷射輸入檢測信息。
4.根據權利要求1-3任一項所述的雷射切割數控系統，其特徵在於，所述嵌入式控制系統包括ARM嵌入式系統、DSPIC控制器，所述ARM嵌入式系統以ARM控制器為核心，所述ARM嵌入式系統和所述DSPIC控制器通過PMP總線連接。
5.根據權利要求4所述的雷射切割數控系統，其特徵在於，所述ARM嵌入式系統包括觸控螢幕和USB、鍵盤、總線、網口接口。
6.根據權利要求4所述的雷射切割數控系統，其特徵在於，所述ARM嵌入式系統通過CAN總線與所述高壓雷射電源連接；所述ARM嵌入式系統通過EBI總線與所述雷射發生器連接。
全文摘要
本發明公開了一種雷射切割數控系統，包括雷射發生器、冷卻器、高壓雷射電源和工作檯，其特徵在於，還包括嵌入式控制系統，所述嵌入式控制系統包括雷射切割圖形文件處理系統模塊、雷射控制系統模塊和雷射切割數控系統模塊。本發明所述的雷射切割數控系統結構比較簡單，系統可靠性高，操作非常方便，解決了現有雷射切割控制系統結構過於複雜，容易出現故障，操作困難的技術問題。
文檔編號B23K26/42GK102773613SQ20121030958
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月28日 優先權日2012年8月28日
發明者徐兆軍, 陸榮鑑 申請人:揚州兆喆機電科技有限公司