CN102773613A - 激光切割数控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光切割数控系统，包括激光发生器、冷却器、高压激光电源和工作台，其特征在于，还包括嵌入式控制系统，所述嵌入式控制系统包括激光切割图形文件处理系统模块、激光控制系统模块和激光切割数控系统模块。本发明所述的激光切割数控系统结构比较简单，系统可靠性高，操作非常方便，解决了现有激光切割控制系统结构过于复杂，容易出现故障，操作困难的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种数控系统，尤其是涉及一种激光切割数控系统，属于数字控制应用领域。
背景技术
激光切割技术是将激光束照射到工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发，以达到切割和雕刻的目的，其具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点，将逐渐改进或取代于传统的切割工艺设备。
现有技术中, 激光切割数控系统一般由激光发生器（含电源控制器）、（外）光束传输组件、工作台（机床）、数控系统、冷却器和计算机（包括硬件和软件）等部分组成。附图1给出了现有的激光切割数控系统的控制原理图。现有的激光切割数控系统在运行时，首先需将待切割图形文件输入计算机软件，计算机软件将图形解析，分成各种图形单元如圆弧、直线等，根据不同的图形采用不通的插补，驱动机床运行，同时通过激光发生器控制器来调节激光参数。现有的激光发生器控制器一般采用可编程逻辑控制来控制，附图2给出了其具体的控制原理图。现有激光切割数控系统的数控系统只能控制功率，而电子光闸、方式选择等参数是通过触摸屏、或按钮来控制。
现有激光切割数控系统存在以下缺陷：1.计算机为工控机或普通个人计算机，因此其结构较复杂，可靠性较低；2. 现有技术中数控系统与计算机连接方式为采用PCI板卡插在计算机的主板上或单独的数控系统通过USB、以太网口与计算机相连接，一方面由于计算机一般没有看门狗等安全装置，其一旦发生死机整个激光切割数控系统就处于失控状态，后果难以预料，另一方面如果采用PCI板卡插槽方式，需要防范插槽的松动和插头接触氧化造成故障，如果采用USB口或以太网口又需要考虑环境的干扰；3.现有技术中，计算机通过数控系统只能控制激光发生器的部分参数，如果计算机需要处理其它激光控制信号，就需要通过触摸屏或与激光发生器控制器相连接的按钮来控制，由此可见，计算机、数控系统与激光发生器控制器的协调性很不好，这样就容易造成加工质量问题，其操作也非常复杂容易出错。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种激光切割数控系统，将激光切割图形文件处理系统、激光控制系统和激光切割数控系统三者结合在一起，无需要专门的数控系统板卡或装置，简化了现有的激光切割控制系统，方便操作。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种激光切割数控系统，包括激光发生器、冷却器、高压激光电源和工作台，其特征在于，还包括嵌入式控制系统，所述嵌入式控制系统包括激光切割图形文件处理系统模块、激光控制系统模块和激光切割数控系统模块；
所述激光切割图形文件处理系统模块读取待切割工件的加工参数，对所述加工参数进行处理，生成控制代码，并将相应的控制代码传输给所述激光控制系统模块和所述激光切割数控系统模块；
所述激光控制系统模块接收来自所述激光切割图形文件处理系统模块的控制代码，以控制激光发生器、高压激光电源和冷却器的运行；
所述激光切割数控系统模块接收来自所述激光切割图形文件处理系统模块的控制代码，以控制工作台的运行。
进一步，所述激光发生器为二氧化碳大功率激光发生器。
进一步，所述加工参数包括需要处理的文件图形信息、数控代码、激光控制参数和激光输入检测信息。
进一步，所述嵌入式控制系统包括ARM嵌入式系统、DSPIC控制器，所述ARM嵌入式系统以ARM控制器为核心，所述ARM嵌入式系统和所述DSPIC控制器通过PMP总线连接。
进一步，所述ARM嵌入式系统包括触摸屏和USB、键盘、总线、网口接口。
进一步，所述ARM嵌入式系统通过CAN总线与所述高压激光电源连接；所述ARM嵌入式系统通过EBI总线与所述激光发生器连接。
本发明的有益效果是：本发明所述的激光切割数控系统结构比较简单，系统可靠性高，系统可靠性高，操作非常方便，解决了现有激光切割控制系统结构过于复杂，容易出现故障，操作困难的技术问题。
附图说明
图1为现有激光切割数控系统的控制原理图；
图2为现有激光发生器控制器的控制原理图；
图3为本发明所述的激光切割数控系统的一种具体实施方式。
具体实施方式
下面将结合附图，详细说明本发明的具体实施方式：
图1为现有激光切割数控系统的控制原理图；图2为现有激光发生器控制器的控制原理图；图3为本发明所述的激光切割数控系统的一种具体结构连接图。
激光切割数控系统，包括激光发生器、冷却器、高压激光电源和工作台，其特征在于，还包括嵌入式控制系统，所述嵌入式控制系统包括激光切割图形文件处理系统模块、激光控制系统模块和激光切割数控系统模块；
所述激光切割图形文件处理系统模块读取待切割工件的加工参数，对所述加工参数进行处理，生成控制代码，并将相应的控制代码传输给所述激光控制系统模块和所述激光切割数控系统模块；
所述激光控制系统模块接收来自所述激光切割图形文件处理系统模块的控制代码，以控制激光发生器、高压激光电源和冷却器的运行；
所述激光切割数控系统模块接收来自所述激光切割图形文件处理系统模块的控制代码，以控制工作台的运行。
图3给出了本发明所述激光切割数控系统的一种具体实施方式。如图3所示：所述激光发生器为二氧化碳大功率激光发生器。所述嵌入式控制系统包括ARM嵌入式系统。所述ARM嵌入式系统以ARM控制器为核心，并具有触摸屏、USB、键盘、总线、网口等多种接口，为网络化、柔性制造、异地协同加工提供了方便。此外，所述嵌入式控制系统还包括DSPIC控制器，所述DSPIC控制器用于控制工作台的运转。
ARM嵌入式系统读取输入的加工参数，所述加工参数包括需要处理的文件图形信息、数控代码、激光控制参数、激光输入检测信息等。在激光切割数控系统实际运行时，由ARM嵌入式系统读入需要处理的文件图形信息，通过ARM嵌入式系统中开发的数控系统软件提取文件中图形信息，将图形信息转为圆弧、直线等插补信息，同时根据图形特点和工艺要求控制激光的功率大小和工作模式，将插补信息通过PMP总线给DSPIC控制器来实现驱动机床工作台，同时将激光控制参数通过总线给高压激光电源和I/O接口，来控制激光。激光的一些输入检测信息通过I/O接口进入数控系统，根据情况来作出判断和处理。另外，ARM嵌入式系统负责数控代码的解释，将数控指令变成可执行代码送DSPIC控制器，由DSPIC控制器驱动X、Y轴的交流伺服电机的运动，可完成X、Y轴的直线圆弧插补，同时可根据加工要求自动进行功率的调节，使机床更有效的进行加工。
由此可见，在本实施例中，激光切割图形文件处理系统模块的功能是通过ARM嵌入式系统完成的，激光控制系统模块是将ARM嵌入式系统与高压激光电源和所述激光发生器的I/O接口分别通过CAN总线和EBI总线完成的，而激光切割数控系统模块是将ARM嵌入式系统与DSPIC控制器通过PMP总线连接，驱动交流伺服电机，并由交流伺服电机驱动滚珠丝杠完成的。
当然，所述的激光发生器并不一定采用二氧化碳大功率激光发生器，也可以根据实际加工要求和其他因素采用其他类型的激光发生器。所述的嵌入式控制系统也并不一定为上述的实现方式，其并不一定要采用ARM控制器，还可以是其他类型的嵌入式控制器。其也并不一定采用本实施例的DSPIC控制器，可以根据实际选择其他类型的数字信号控制器。
本发明将激光切割图形文件处理系统、激光控制系统和激光切割数控系统三者结合在一起，无需再采用专门的数控系统板卡或装置，因此系统可靠性高。所述激光切割数控系统结构比较简单，操作非常方便，解决了现有激光切割控制系统结构过于复杂，容易出现故障，操作困难的技术问题。
以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种激光切割数控系统，包括激光发生器、冷却器、高压激光电源和工作台，其特征在于，还包括嵌入式控制系统，所述嵌入式控制系统包括激光切割图形文件处理系统模块、激光控制系统模块和激光切割数控系统模块；
所述激光切割图形文件处理系统模块读取待切割工件的加工参数，对所述加工参数进行处理，生成控制代码，并将相应的控制代码传输给所述激光控制系统模块和所述激光切割数控系统模块；
所述激光控制系统模块接收来自所述激光切割图形文件处理系统模块的控制代码，以控制激光发生器、高压激光电源和冷却器的运行；
所述激光切割数控系统模块接收来自所述激光切割图形文件处理系统模块的控制代码，以控制工作台的运行。
2.根据权利要求1所述的激光切割数控系统，其特征在于，所述激光发生器为二氧化碳大功率激光发生器。
3. 根据权利要求1所述的激光切割数控系统，其特征在于，所述加工参数包括需要处理的文件图形信息、数控代码、激光控制参数和激光输入检测信息。
4.根据权利要求1-3任一项所述的激光切割数控系统，其特征在于，所述嵌入式控制系统包括ARM嵌入式系统、DSPIC控制器，所述ARM嵌入式系统以ARM控制器为核心，所述ARM嵌入式系统和所述DSPIC控制器通过PMP总线连接。
5.根据权利要求4所述的激光切割数控系统，其特征在于，所述ARM嵌入式系统包括触摸屏和USB、键盘、总线、网口接口。
6.根据权利要求4所述的激光切割数控系统，其特征在于，所述ARM嵌入式系统通过CAN总线与所述高压激光电源连接；所述ARM嵌入式系统通过EBI总线与所述激光发生器连接。
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