CN107931873A - 应用于激光头上的检测设备及相应的激光头 - Google Patents

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王伟
许佰鹏
彭友良
郑志伟
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Abstract

本发明涉及一种应用于激光头上的检测设备及相应的激光头，其中，所述的设备包括：第一数据检测模块，用于检测所述的激光头及与所述的激光头相关的设备的各项参数；检测数据显示模块；控制模块，分别与第一数据检测模块和检测数据显示模块相连接，用于将第一数据检测模块检测到的各项参数转换为所述的检测数据显示模块可显示的各项参数，并用于对激光头中的各个模块进行控制；所述的检测数据显示模块固定于所述的激光头的壳体外部，所述的第一数据检测模块与所述的控制模块置于所述的激光头的壳体内部。采用该种结构的检测设备及相应的激光头可有效避免由于对激光头状态参数检测不及时导致的激光加工工艺精度低。

Description

应用于激光头上的检测设备及相应的激光头
技术领域
本发明涉及激光加工领域，尤其涉及激光头状态检测的技术领域，具体时指一种应用于激光头上的检测设备及相应的激光头。
背景技术
激光头一般装于机床或机械手上，承接激光器输出的激光，由软件控制，用于切割、焊接或融覆等加工工艺。近年来，随着激光成本的降低，激光头的应用也越来越广，市场对激光头的要求越来越高。
激光头自身及相关设备的状态会影响到加工工艺，如镜片温度、冷却水的温度、镜片是否破裂、镜片光洁度、激光功率损耗和辅助气体的压力等等。但现有技术中没有对的激光头状态检测的装置，无法显示与激光头相关的状态参数，降低了激光加工工艺控制过程的精确性。
发明内容
本发明的目的时克服上述现有技术的缺点，提供了一种可有效避免由于对激光头状态参数检测不及时导致的激光加工工艺精度低的应用于激光头上的检测设备及相应的激光头。
为了实现上述目的，本发明的应用于激光头上的检测设备及相应的激光头具有如下构成：
该应用于激光头上的检测设备，其主要特点是，所述的设备包括：
第一数据检测模块，用于检测所述的激光头及与所述的激光头相关的设备的各项参数；
检测数据显示模块，用于显示所述的第一数据检测模块所检测到的各项参数；
控制模块，分别与所述的第一数据检测模块和检测数据显示模块相连接，用于将所述的第一数据检测模块检测到的各项参数转换为所述的检测数据显示模块可显示的各项参数，并用于对所述的激光头中的各个模块进行控制。
较佳地，所述的第一数据检测模块包括：
温度传感器单元，用于检测所述的激光头内部镜片的温度，以及所述的激光头相关的冷却水的温度；
压力传感器单元，用于检测所述的激光头内部的辅助气体的压力；
破裂传感器单元，用于检测所述的激光头内部镜片是否破裂；
光传感器单元，用于检测所述的激光头内部镜片表面的光洁度；
激光功率传感器单元，用于检测所述的激光头工作时激光器输出的激光的实时功率和损耗。
较佳地，所述的破裂传感器单元为烟雾传感器。
所述的激光头内部包括电机，较佳地，所述的控制模块包括电机驱动单元，该电机驱动单元用于驱动所述的电机，所述的控制模块还通过编码器对所述的电机状态进行实时监控，实现闭环控制。
较佳地，所述的设备还包括第二数据检测模块，该第二数据检测模块用于检测所述的控制模块和检测数据显示模块的工作状态，确保所述的控制模块和检测数据显示模块之间的通信正常，并确保所述的控制模块可以正常的接收到所述的第一数据检测模块传输的各项参数，且可以正常的对所述的激光头中的各个模块进行控制。
较佳地，所述的设备还包括无线数据传输模块，所述的控制模块可通过该无线数据传输模块将所述的第一数据检测模块检测到的各项参数传输至外部智能终端。
较佳地，所述的检测数据显示模块为带触摸功能的显示屏或不带触摸功能的显示屏。
较佳地，所述的控制模块为中控电路板。
该具有所述的检测设备的激光头，其主要特点是，所述的检测数据显示模块固定于所述的激光头的壳体外部，所述的第一数据检测模块与所述的控制模块置于所述的激光头的壳体内部。
采用本发明的应用于激光头上的检测设备及相应的激光头，可通过检测数据显示模块实时读取出第一数据检测模块检测到的所述的激光头及与所述的激光头相关的设备的各项参数，使操作人员能够及时了解到激光头及相关设备是否有异常情况发生，方便操作员及时对所述的激光头及相关设备进行调整，避免由于对激光头状态参数检测不及时导致的激光加工工艺精度低的问题，提高激光加工效果。
附图说明
图1为本发明的具有应用于激光头上的检测设备的激光头的结构原理图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例进行进一步的描述。
该应用于激光头上的检测设备，其中，所述的设备包括：
第一数据检测模块，用于检测所述的激光头及与所述的激光头相关的设备的各项参数；
检测数据显示模块，用于显示所述的第一数据检测模块所检测到的各项参数；
控制模块，分别与所述的第一数据检测模块和检测数据显示模块相连接，用于将所述的第一数据检测模块检测到的各项参数转换为所述的检测数据显示模块可显示的各项参数，并用于对所述的激光头中的各个模块进行控制。
在上述实施例中，所述的第一数据检测模块包括：
温度传感器单元，用于检测所述的激光头内部镜片的温度，以及所述的激光头相关的冷却水的温度；
压力传感器单元，用于检测所述的激光头内部的辅助气体的压力；
破裂传感器单元，用于检测所述的激光头内部镜片是否破裂；
光传感器单元，用于检测所述的激光头内部镜片表面的光洁度；
激光功率传感器单元，用于检测所述的激光头工作时激光器输出的激光的实时功率和损耗。
在上述实施例中，所述的破裂传感器单元为烟雾传感器。
在上述实施例中，所述的激光头内部包括电机，其中，所述的控制模块包括电机驱动单元，该电机驱动单元用于驱动所述的电机，所述的控制模块还通过编码器对所述的电机状态进行实时监控，实现闭环控制，该编码器位于丝杠末端，通过丝杠与电机相连接。
在上述实施例中，所述的设备还包括第二数据检测模块，该第二数据检测模块用于检测所述的控制模块和检测数据显示模块的工作状态，确保所述的控制模块和检测数据显示模块之间的通信正常，并确保所述的控制模块可以正常的接收到所述的第一数据检测模块传输的各项参数，且可以正常的对所述的激光头中的各个模块进行控制，中控电路板和显示屏都是支持modbus协议的，主要是通讯的软件调试。中控电路板的驱动功能以及模拟量接收功能都是软件和硬件联合实现的，都需要调试，而这种调试、协调、检测功能均通过该第二数据检测模块实现。在上述实施例中，所述的设备还包括无线数据传输模块，所述的控制模块可通过该无线数据传输模块将所述的第一数据检测模块检测到的各项参数传输至外部智能终端，即所述的控制模块与所述的无线数据传输模块通过电缆相连接，所述的无线数据传输模块通过无线信号将数据传输至外部智能终端，该智能终端可以为智能手机或者其它智能设备，在该智能手机安装相应的APP，操作人员可通过手机上的APP读取所述的第一数据检测模块检测到的各项参数。
在上述实施例中，所述的检测数据显示模块可以为带触摸功能的显示屏也可以为不带触摸功能的显示屏。
上述实施例中的应用于激光头上的检测设备，可显示激光头及相关设备的状态参数，协助提高激光加工的加工效果。
在上述实施例中，所述的控制模块为中控电路板。
在一种包括上述实施例中所述的检测设备的激光头中，其中，所述的检测数据显示模块固定于所述的激光头的壳体外部，所述的第一数据检测模块与所述的控制模块置于所述的激光头的壳体内部。
如图1所示，图1为本发明的具有应用于激光头上的检测设备的激光头的结构原理图。
所述的检测数据显示模块置于所述的激光头上的显著位置，即可选用带触摸功能的显示屏也可以选用不带触摸功能的显示屏，用于显示激光头的各项参数，并和操作者互动。
所选用的中控电路板，要求能够和所述的检测数据显示模块通信，同时具备足够多的数字量和模拟量输入口，用于接收所述的第一数据检测模块中各个不同的传感器单元的数据。
当在激光头内部有电机的情况下，也可以在上述电路板中集成电机驱动单元，用于驱动激光头内置的电机，接收编码器的信号，闭环控制，并实时监测电机的状态。
第二数据检测模块测试中控电路板和检测数据显示模块中的程序，使得两者可以正常通信，且中控电路板可以正常驱动电机，准确接收各个传感器的数据
在激光头实际运行过程中，通过检测数据显示模块实时显示激光头内部传感器显示的参数，协助操作者提高激光加工效果。例如，在激光切割头中，通过检测保护镜片的温度，在保护镜片过热损坏前，提前提示操作者更换保护镜片，避免切坏工件；通过检测准直和聚焦透镜的温度，在镜片温度过高时，提示操作者更改冷却水的设置，使得透镜工作在合理温度范围内，避免透镜温度过高对切割效果产生的影响。
所述的设备的制作过程可以包括：
对检测数据显示模块以及第一数据检测模块中各个传感器的选型，对中控电路板的软硬件开发；
固定安装所选的数据显示模块、各个传感器、电机和中控电路板；
进行电气连接，包括对中控电路板和控制系统、显示屏、各个传感器进行连接等；
调试中控电路板和检测数据显示模块中的程序，根据实际工艺要求，使得检测数据显示模块可以根据第一数据检测模块检测到的参数显示出各种提示，帮助操作者掌控工艺过程。
由于上述实施例中本发明的应用于激光头上的检测设备直接安装于激光头上，且检测数据显示模块置于所述的激光头的壳体外部比较显眼的位置，操作员可以非常方便的获悉激光头上的器件的状态。
通过检测并显示聚焦或准直镜片的温度、同时通过光传感器检测镜片表面光洁度，可以提示操作员镜片是否工作在正常状态，从而更改冷却水的设置，或检查其他工艺参数，如果需要，可以提前清洁镜片，避免镜片非正常损坏。目前更换镜片是在镜片已经损坏的情况下。
通过破裂传感器即烟雾传感器，可以即时发现聚焦或准直镜片的破裂，立即停止设备运行，从而保证工件的损害为最低。
通过检测并显示保护镜片的温度，可以提示操作员更换保护镜片。目前更换保护镜片的方式是在发现实际加工效果不佳，已经对工件造成损害的情况下，再去更换。
通过压力传感器和功率传感器，可以实时检测辅助气体的压力和激光功率，根据工艺经验表格，在显示屏上提示操作者采用更合适的工艺参数，保证加工效果。
采用本发明的应用于激光头上的检测设备及相应的激光头，可通过检测数据显示模块实时读取出第一数据检测模块检测到的所述的激光头及与所述的激光头相关的设备的各项参数，使操作人员能够及时了解到激光头及相关设备是否有异常情况发生，方便操作员及时对所述的激光头及相关设备进行调整，避免由于对激光头状态参数检测不及时导致的激光加工工艺精度低的问题，提高激光加工效果。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (9)

1.一种应用于激光头上的检测设备，其特征在于，所述的设备包括：
第一数据检测模块，用于检测所述的激光头及与所述的激光头相关的设备的各项参数；
检测数据显示模块，用于显示所述的第一数据检测模块所检测到的各项参数；
控制模块，分别与所述的第一数据检测模块和检测数据显示模块相连接，用于将所述的第一数据检测模块检测到的各项参数转换为所述的检测数据显示模块可显示的各项参数，并用于对所述的激光头中的各个模块进行控制。
2.根据权利要求1所述的应用于激光头上的检测设备，其特征在于，所述的第一数据检测模块包括：
温度传感器单元，用于检测所述的激光头内部镜片的温度，以及所述的激光头相关的冷却水的温度；
压力传感器单元，用于检测所述的激光头内部的辅助气体的压力；
破裂传感器单元，用于检测所述的激光头内部镜片是否破裂；
光传感器单元，用于检测所述的激光头内部镜片表面的光洁度；
激光功率传感器单元，用于检测所述的激光头工作时激光器输出的激光的实时功率和损耗。
3.根据权利要求1所述的应用于激光头上的检测设备，其特征在于，所述的破裂传感器单元为烟雾传感器。
4.根据权利要求1所述的应用于激光头上的检测设备，所述的激光头内部包括电机，其特征在于，所述的控制模块还包括电机驱动单元，该电机驱动单元用于驱动所述的电机，所述的控制模块还通过编码器对所述的电机状态进行实时监控，实现闭环控制。
5.根据权利要求1所述的应用于激光头上的检测设备，其特征在于，所述的设备还包括第二数据检测模块，该第二数据检测模块用于检测所述的控制模块和检测数据显示模块的工作状态，确保所述的控制模块和检测数据显示模块之间的通信正常，并确保所述的控制模块可以正常的接收到所述的第一数据检测模块传输的各项参数，且可以正常的对所述的激光头中的各个模块进行控制。
6.根据权利要求1所述的应用于激光头上的检测设备，其特征在于，所述的设备还包括无线数据传输模块，所述的控制模块可通过该无线数据传输模块将所述的第一数据检测模块检测到的各项参数传输至外部智能终端。
7.根据权利要求1～6所述的应用于激光头上的检测设备，其特征在于，所述的检测数据显示模块为带触摸功能的显示屏或不带触摸功能的显示屏。
8.根据权利要求1～6所述的应用于激光头上的检测设备，其特征在于，所述的控制模块为中控电路板。
9.一种具有权利要求1～8中任一项所述的检测设备的激光头，其特征在于，所述的检测数据显示模块固定于所述的激光头的壳体外部，所述的第一数据检测模块与所述的控制模块置于所述的激光头的壳体内部。
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