CN107377529A - 一种激光清洗控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种激光清洗控制系统，包括激光清洗的参数设置装置及控制系统，控制系统包括MCU控制器、控制与指示电路、复位电路、数据采集电路、电源电路、时钟电路、D/A转换电路、信号处理电路、SPI接口电路，其特征在于：数据采集电路分别与激光清洗参数设置装置和MCU控制器相连，所述MCU控制器分别与D/A转换电路、控制与指示电路、复位电路、电源电路、时钟电路、SPI接口电路相连，所述信号处理电路与D/A转换电路相连，所述电源电路通过MCU控制器为各器件供电。

Description

一种激光清洗控制系统
技术领域
本发明属于激光应用控制技术领域，具体涉及一种激光清洗控制系统。
背景技术
目前激光清洗控制方式是通过PC机设置参数下发至控制板卡，经过控制板卡处理转化来实现控制激光器与电机转动的目的。这种控制方式过程繁琐，对操作人员的专业技能要求较高，要完成激光器控制操作所需硬件配置多，并且激光清洗过程中需要PC机持续控制控制才能实现持续清洗过程，不能达到真正脱机工作。
发明内容
本发明的目的是为了提高激光清洗效率，减少人工操作环节和难度，整个系统简洁化，经济适用，提供一种激光清洗控制系统。
本发明的技术方案为：
一种激光清洗控制系统，包括激光清洗的参数设置装置及控制系统，控制系统包括MCU控制器、控制与指示电路、复位电路、数据采集电路、电源电路、时钟电路、D/A转换电路、信号处理电路、SPI接口电路，其特征在于：数据采集电路分别与激光清洗参数设置装置和MCU控制器相连，所述MCU控制器分别与D/A转换电路、控制与指示电路、复位电路、电源电路、时钟电路、SPI接口电路相连，所述信号处理电路与D/A转换电路相连，所述电源电路通过MCU控制器为各器件供电。
所述的SPI接口电路为激光器提供连接接口。时钟电路为本激光清洗控制系统实现稳定高效的运行提供保障；控制与指示电路为本激光清洗控制系统稳定高效的运行，提高激光器使用安全性提供保障，电源电路以满足本激光清洗控制系统在外界环境恶劣条件下正常工作。所述的信号处理电路为提高本激光清洗控制系统的负载能力和抗干扰性，复位电路是防止MCU控制器跑偏或者进入死循环状态。
所述的激光清洗参数设置装置设置参数包括激光清洗幅值参数设置和清洗速度参数设置。
所述的信号处理电路对激光清洗参数设置装置中设置的参数通过信号处理模块，将激光清洗幅值参数和清洗速度参数整合处理成电压模拟信号Vfp和Vsp。
所述的数据采集电路分别对激光清洗幅值模拟电压Vfp与清洗速度模拟电压Vsp进行数据采集。
所述的D/A转换电路采用串行传输转换方式为激光清洗控制系统提供了稳定、精密、高效控制信号，所述D/A转换电路是双极性电压输出电路。
所述的激光清洗参数设置装置中激光清洗幅值参数和清洗速度参数设置方式包括电压控制方式和电流控制方式。
所述的电压模拟信号Vfp和Vsp在0-5V范围内。
所述的采集电路采集Vfp和Vsp的数据送至MCU控制器，经MCU控制器处理计算出激光清洗幅值对应数值Dfp和清洗速度对应数值Dsp。
所述的激光清洗参数设置装置中电压控制方式和电流控制方式可通过旋钮、拨档开关和拨码开关实现。
所述的激光清洗幅值对应数值Dfp和清洗速度对应数值Dsp为16位二进制数在0-0xFFFF范围内。
所述的清洗速度Dsp决定激光清洗速度系数St。
所述的激光清洗幅值Dfp决定激光扫描电机在一周期内动作次数Num。
所述的激光清洗速度系数St计算方式见公式1，其中MSB代表激光扫描电机单次动作的最大步进值，本案例为512，其中Dsp为清洗速度对应数值，
所述的激光扫描电机在一周期内动作次数Num计算方式见公式2其中Dfp为激光清洗幅值对应数值，St为激光清洗速度系数，
所述的MCU控制器计算处理数组Data[i]。当i＝0,1,2,3,……Num/2时，Data[i]的计算公式见公式3；当i＝(Num/2)+1,(Num/2)+2,(Num/2)+3,……Num时，Data[i]的计算公式见公式4，其中Dfp为激光清洗幅值对应数值，St为激光清洗速度系数，
所述的MCU控制器处理数组Data[i]传输给D/A转换电路进行转换，输出三角波信号。
所述的三角波信号是幅值为±Vfp、重复频率范围为0－1KHz的周期信号。
所述的三角波信号是激光清洗控制系统输出给机械执行装置(如激光扫描电机)的驱动信号。
所述的激光清洗控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
ⅰ、操作人员在激光清洗的参数设置装置上设置激光清洗幅值与速度的参数值；
ⅱ、信号处理电路对上述参数进行处理与转换；
ⅲ、MCU控制器通过数据采集电路采集上一步骤中的信号；
ⅳ、MCU控制器将上述步骤中的参数转换成相应的数字信号组，作为D/A转换电路的输入信号；
ⅴ、D/A转换电路的输出信号经过信号处理电路处理后的信号提供给清洗用电机驱动板的输入端；
ⅵ、通过控制与指示电路的发送指令给MCU控制器，完成相应开始与结束动作。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明人工操作简单易行。
2、本发明无需其他上位机配置，降低使用过程中经济成本。
3、本发明功能齐全，系统集成度高，方便快捷实现激光清洗电机控制。
4、本发明体积小，便于在设备中安装。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明的控制系统原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明，本发明所用的激光清洗的参数设置装置、MCU控制器、控制与指示电路、复位电路、数据采集电路、电源电路、时钟电路、D/A转换电路、信号处理电路、SPI接口电路均为现有结构。
如图1、图2所示，本发明一种激光清洗控制系统，包括激光清洗的参数设置装置及控制系统，控制系统包括MCU控制器、控制与指示电路、复位电路、数据采集电路、电源电路、时钟电路、D/A转换电路、信号处理电路、SPI接口电路，其特征在于：数据采集电路分别与激光清洗参数设置装置和MCU控制器相连，所述MCU控制器分别与D/A转换电路、控制与指示电路、复位电路、电源电路、时钟电路、SPI接口电路相连，所述信号处理电路与D/A转换电路相连，所述电源电路通过MCU控制器为各器件供电。
所述的SPI接口电路为激光器提供连接接口。时钟电路为本激光清洗控制系统实现稳定高效的运行提供保障；控制与指示电路为本激光清洗控制系统稳定高效的运行，提高激光器使用安全性提供保障，电源电路以满足本激光清洗控制系统在外界环境恶劣条件下正常工作。所述的信号处理电路为提高本激光清洗控制系统的负载能力和抗干扰性，复位电路是防止MCU控制器跑偏或者进入死循环状态。
所述的激光清洗参数设置装置设置参数包括激光清洗幅值参数设置和清洗速度参数设置。
所述的信号处理电路对激光清洗参数设置装置中设置的参数通过信号处理模块，将激光清洗幅值参数和清洗速度参数整合处理成电压模拟信号Vfp和Vsp。
所述的数据采集电路，分别对激光清洗幅值模拟电压Vfp与清洗速度模拟电压Vsp进行数据采集。
所述的D/A转换电路采用串行传输转换方式为激光清洗控制系统提供了稳定、精密、高效控制信号，所述D/A转换电路是双极性电压输出电路。
所述的激光清洗参数设置装置中激光清洗幅值参数和清洗速度参数设置方式包括电压控制方式和电流控制方式。
所述的电压模拟信号Vfp和Vsp在0-5V范围内。
所述的采集电路采集Vfp和Vsp的数据送至MCU控制器，经MCU控制器处理计算出激光清洗幅值对应数值Dfp和清洗速度对应数值Dsp。
所述的激光清洗参数设置装置中电压控制方式和电流控制方式可通过旋钮、拨档开关和拨码开关实现。
所述的激光清洗幅值对应数值Dfp和清洗速度对应数值Dsp为16位二进制数在0-0xFFFF范围内。
所述的清洗速度Dsp决定激光清洗速度系数St。
所述的激光清洗幅值Dfp决定激光扫描电机在一周期内动作次数Num。
所述的激光清洗速度系数St计算方式见公式1，其中MSB代表激光扫描电机单次动作的最大步进值，本案例为512其中Dsp为清洗速度对应数值，
所述的激光扫描电机在一周期内动作次数Num计算方式见公式2，其中Dfp为激光清洗幅值对应数值，St为激光清洗速度系数，
所述的MCU控制器计算处理数组Data[i]。当i＝0,1,2,3,……Num/2时，Data[i]的计算公式见公式3；当i＝(Num/2)+1,(Num/2)+2,(Num/2)+3,……Num时，Data[i]的计算公式见公式4，其中Dfp为激光清洗幅值对应数值，St为激光清洗速度系数，
所述的MCU控制器处理数组Data[i]传输给D/A转换电路进行转换，输出三角波信号。
所述的三角波信号是幅值为±Vfp、重复频率范围为0－1KHz的周期信号。
所述的三角波信号是激光清洗控制系统输出给机械执行装置(如激光扫描电机)的驱动信号。
所述的激光清洗控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
ⅰ、操作人员在激光清洗的参数设置装置上设置激光清洗幅值与速度的参数值；
ⅱ、信号处理电路对上述参数进行处理与转换；
ⅲ、MCU控制器通过数据采集电路采集上一步骤中的信号；
ⅳ、MCU控制器将上述步骤中的参数转换成相应的数字信号组，作为D/A转换电路的输入信号；
ⅴ、D/A转换电路的输出信号经过信号处理电路处理后的信号提供给清洗用电机驱动板的输入端；
ⅵ、通过控制与指示电路的发送指令给MCU控制器，完成相应开始与结束动作。

Claims (18)

1.一种激光清洗控制系统，包括激光清洗的参数设置装置及控制系统，控制系统包括MCU控制器、控制与指示电路、复位电路、数据采集电路、电源电路、时钟电路、D/A转换电路、信号处理电路、SPI接口电路，其特征在于：数据采集电路分别与激光清洗参数设置装置和MCU控制器相连，所述MCU控制器分别与D/A转换电路、控制与指示电路、复位电路、电源电路、时钟电路、SPI接口电路相连，所述信号处理电路与D/A转换电路相连，所述电源电路通过MCU控制器为各器件供电。
2.根据权利要求1所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的激光清洗参数设置装置设置参数包括激光清洗幅值参数设置和清洗速度参数设置。
3.根据权利要求2所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的信号处理电路对激光清洗参数设置装置中设置的参数通过信号处理，将激光清洗幅值参数和清洗速度参数整合处理成电压模拟信号Vfp和Vsp。
4.根据权利要求3所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的数据采集电路分别对激光清洗幅值模拟电压Vfp与清洗速度模拟电压Vsp进行数据采集。
5.根据权利要求1所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的D/A转换电路采用串行传输转换方式为激光清洗控制系统提供控制信号，所述D/A转换电路是双极性电压输出电路。
6.根据权利要求2所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的激光清洗参数设置装置中激光清洗幅值参数和清洗速度参数设置方式包括电压控制方式和电流控制方式。
7.根据权利要求3所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的电压模拟信号Vfp和Vsp在0-5V范围内。
8.根据权利要求4所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的采集电路采集Vfp和Vsp的数据送至MCU控制器，经MCU控制器处理计算出激光清洗幅值对应数值Dfp和清洗速度对应数值Dsp。
9.根据权利要求6所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的激光清洗参数设置装置中电压控制方式和电流控制方式通过旋钮、拨档开关和拨码开关实现。
10.根据权利要求8所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的激光清洗幅值对应数值Dfp和清洗速度对应数值Dsp为16位二进制数在0-0xFFFF范围内。
11.根据权利要求10所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的清洗速度Dsp决定激光清洗速度系数St。
12.根据权利要求10所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的激光清洗幅值Dfp决定激光扫描电机在一周期内动作次数Num。
13.根据权利要求11所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的激光清洗速度系数St计算方式见公式1，其中MSB代表激光扫描电机单次动作的最大步进值，其中Dsp为清洗速度对应数值，
14.根据权利要求13所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的激光扫描电机在一周期内动作次数Num计算方式见公式2，其中Dfp为激光清洗幅值对应数值，St为激光清洗速度系数，
15.根据权利要求14所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的MCU控制器计算处理数组Data[i]，当i＝0,1,2,3,……Num/2时，Data[i]的计算公式见公式3；当i＝(Num/2)+1,(Num/2)+2,(Num/2)+3,……Num时，Data[i]的计算公式见公式4，其中Dfp为激光清洗幅值对应数值，St为激光清洗速度系数，
16.根据权利要求15所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的MCU控制器处理数组Data[i]传输给D/A转换电路进行转换，输出三角波信号。
17.根据权利要求16所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的三角波信号是幅值为±Vfp、重复频率范围为0－1KHz的周期信号。
18.根据权利要求17所述的激光清洗控制系统，其特征在于：所述的三角波信号是激光清洗控制系统输出给激光扫描电机的驱动信号。
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