CN104635626A

CN104635626A - 一种激光微加工控制系统

Info

Publication number: CN104635626A
Application number: CN201310561760.5A
Authority: CN
Inventors: 蒲维新
Original assignee: Xian Zhongke Maite Electronic Technology Equipment Co Ltd
Current assignee: Xian Zhongke Maite Electronic Technology Equipment Co Ltd
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2015-05-20

Abstract

本发明公开了一种激光微加工控制系统，包括工控机和与工控机相接的运动控制卡、激光调Q控制卡，运动控制卡的输出端接有轴驱动模块，轴驱动模块由X轴驱动模块、Y轴驱动模块、Z轴驱动模块和θ轴驱动模块构成，轴驱动模块由伺服驱动器和电动机构成，X轴电动机和Y轴电动机驱动连接工作台，Z轴电动机和θ轴电动机驱动连接激光器，X轴光栅尺、Y轴光栅尺、Z轴光栅尺和θ轴光栅尺均与运动控制卡连接，激光调Q控制卡的输出端均与Q开关驱动器和气体开关连接，Q开关驱动器的输出端连接有激光器。本发明采用了模块化的设计，结构简单，设计合理，控制精确，实现方便。

Description

一种激光微加工控制系统

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，尤其是涉及一种用于汽车发动机缸体内壁加工的激光微加工控制系统。

背景技术

目前激光微加工技术越来越多的使用于精细产品的加工中，它解决了传统加工设备无法完成的任务，最常见的是对汽车发动机缸体内壁的加工，汽车发动机缸体内壁设计有凹陷纹路，传统设备无法精确的加工，而通过激光微加工对其进行反复多次加工，可以完美的实现发动机缸体的加工；现有的激光微加工控制系统存在结构复杂以及控制精度低的缺陷；这些缺陷主要是由于现有激光微加工控制系统的工作台在X、Y、Z以及θ轴四个方向运行，对发动机缸体内壁的加工精度很难控制，加工精度往往不符合设计要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种激光微加工控制系统，本控制系统采用了模块化的设计，结构简单，设计合理，控制精确，实现方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种激光微加工控制系统，其特征在于：包括工控机和与所述工控机通过ISA总线相接的运动控制卡、激光调Q控制卡，所述运动控制卡的输出端接有轴驱动模块，所述轴驱动模块由用于驱动工作台X轴方向运动的X轴驱动模块、用于驱动工作台Y轴方向运动的Y轴驱动模块、用于驱动激光器Z轴方向运动的Z轴驱动模块和用于驱动激光器θ轴旋转运动的θ轴驱动模块构成，所述X轴驱动模块由X轴伺服驱动器和X轴电动机构成，所述Y轴驱动模块由Y轴伺服驱动器和Y轴电动机构成，所述Z轴驱动模块由Z轴伺服驱动器和Z轴电动机构成，所述θ轴驱动模块由θ轴伺服驱动器和θ轴电动机构成，所述X轴电动机和Y轴电动机均与工作台连接，所述Z轴电动机和θ轴电动机均与激光器连接，工作台上的用于测量工作台X-Y轴向位移的X轴光栅尺和Y轴光栅尺均与运动控制卡连接，激光器上的用于测量激光器Z轴轴向位移和θ轴旋转位移的Z轴光栅尺和θ轴光栅尺均与运动控制卡连接，所述激光调Q控制卡的输出端连接有控制激光器的Q开关驱动器和气体开关，所述Q开关驱动器的输出端与激光器连接。

上述的一种激光微加工控制系统，其特征在于：所述运动控制卡为MC8041A运动控制卡。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明设计简单合理，控制精确，实现方便。

2、本发明操作方便，由于采用了运动控制卡对工作台和激光器的控制，并且采用光栅尺将测量到的信息反馈到运动控制卡，运动控制卡再传送给工控机，继而工控机根据反馈信息对运动控制卡作出更合理的控制，简化了传统结构，提高了控制精度。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图。

附图标记说明:

1—工控机； 2—运动控制卡； 3—轴驱动模块；

3-1—X轴驱动模块； 3-11—X轴驱动器； 3-12—X轴电动机；

3-2—Y轴驱动模块； 3-21—Y轴驱动器； 3-22—Y轴电动机；

3-3—Z轴驱动模块； 3-31—Z轴驱动器； 3-32—Z轴电动机；

3-4—θ轴驱动模块； 3-41—θ轴驱动器； 3-42—θ轴电动机；

4—激光调Q控制卡； 5—Q开关驱动器； 6—工作台；

7—激光器； 8—气体开关。

具体实施方式

如图1所示的一种激光微加工控制系统，包括工控机1和与所述工控机1通过ISA总线相接的运动控制卡2、激光调Q控制卡4，所述运动控制卡2的输出端接有轴驱动模块3，所述轴驱动模块3由用于驱动工作台6X轴方向运动的X轴驱动模块3-1、用于驱动工作台6Y轴方向运动的Y轴驱动模块3-2、用于驱动激光器7Z轴方向运动的Z轴驱动模块3-3和用于驱动激光器7θ轴旋转运动的θ轴驱动模块3-4构成，所述X轴驱动模块3-1由X轴伺服驱动器3-11和X轴电动机3-12构成，所述Y轴驱动模块3-2由Y轴伺服驱动器3-21和Y轴电动机3-22构成，所述Z轴驱动模块3-3由Z轴伺服驱动器3-31和Z轴电动机3-32构成，所述θ轴驱动模块3-4由θ轴伺服驱动器3-41和θ轴电动机3-42构成，所述X轴电动机3-12和Y轴电动机3-22均与工作台6连接，所述Z轴电动机3-32和θ轴电动机3-42均与激光器7连接，工作台6上的用于测量工作台X-Y轴向位移的X轴光栅尺和Y轴光栅尺均与运动控制卡2连接，激光器7上的用于测量激光器Z轴轴向位移和θ轴旋转位移的Z轴光栅尺和θ轴光栅尺均与运动控制卡2连接，所述激光调Q控制卡4的输出端连接有控制激光器的Q开关驱动器5和气体开关8，所述Q开关驱动器5的输出端与激光器7连接。

如图1所示，本实施例中，所述运动控制卡2为MC8041A运动控制卡。

本发明的工作原理是：工控机1通过运动控制卡2控制X轴驱动模块3-1和Y轴驱动模块3-2使工作台6在X、Y轴方向运动，同时工控机1通过运动控制卡2控制Z轴驱动模块3-3和θ轴驱动模块3-4使激光器7在Z轴方向和θ轴方向运动，安装在工作台6上的X轴光栅尺和Y轴光栅尺将感应到的工作台6的位移信号转换成光栅脉冲信号传送给运动控制卡2，安装在激光器7上的Z轴光栅尺和θ轴光栅尺将感应到的激光器7的位移信号转换成光栅脉冲信号传送给运动控制卡2，运动控制卡2再将信号传送给工控机1，工控机1根据运动控制卡2传送的信息对运动控制卡2和激光调Q控制卡4实时控制，运动控制卡2通过X轴驱动模块3-1和Y轴驱动模块3-2控制工作台6运动，运动控制卡2通过Z轴驱动模块3-3和θ轴驱动模块3-4控制激光器7运动，同时激光调Q控制卡4通过Q开关驱动器5控制激光器7工作，综上，激光器7和工作台6密切配合完成激光微加工工作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种激光微加工控制系统，其特征在于：包括工控机（1）和与所述工控机（1）通过ISA总线相接的运动控制卡（2）、激光调Q控制卡（4），所述运动控制卡（2）的输出端接有轴驱动模块（3），所述轴驱动模块（3）由用于驱动工作台（6）X轴方向运动的X轴驱动模块（3-1）、用于驱动工作台（6）Y轴方向运动的Y轴驱动模块（3-2）、用于驱动激光器（7）Z轴方向运动的Z轴驱动模块（3-3）和用于驱动激光器（7）θ轴旋转运动的θ轴驱动模块（3-4）构成，所述X轴驱动模块（3-1）由X轴伺服驱动器（3-11）和X轴电动机（3-12）构成，所述Y轴驱动模块（3-2）由Y轴伺服驱动器（3-21）和Y轴电动机（3-22）构成，所述Z轴驱动模块（3-3）由Z轴伺服驱动器（3-31）和Z轴电动机（3-32）构成，所述θ轴驱动模块（3-4）由θ轴伺服驱动器（3-41）和θ轴电动机（3-42）构成，所述X轴电动机（3-12）和Y轴电动机（3-22）均与工作台（6）连接，所述Z轴电动机（3-32）和θ轴电动机（3-42）均与激光器（7）连接，工作台（6）上X轴光栅尺和Y轴光栅尺均与运动控制卡（2）连接，激光器（7）上的Z轴光栅尺和θ轴光栅尺均与运动控制卡（2）连接，所述激光调Q控制卡（4）的输出端连接有控制激光器的Q开关驱动器（5）和气体开关（8），所述Q开关驱动器（5）的输出端与激光器（7）连接。

2.按照权利要求1所述的一种激光微加工控制系统，其特征在于：所述运动控制卡（2）为MC8041A运动控制卡。