CN108620727B - 激光器的工作方法、准连续激光器、激光切割和焊接系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种激光器的工作方法、准连续激光器、激光切割和焊接系统。该方法包括：接收预设的第一波形数据包，其中，所述预设的第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据；对接收到的所述第一波形数据包进行校验，判断所述第一波形数据包中的第一波形数据是否符合预设的标准；若所述第一波形数据包中的第一波形数据符合预设的标准，则保存所述第一波形数据，并且根据所述第一波形数据输出激光脉冲。该实施方式降低了数据传输过程中的误差，有利于提高最终输出的激光脉冲的精度；此外，该实施方式简化了该激光器的应用场景，提高了激光器的应用的智能性。

Description

激光器的工作方法、准连续激光器、激光切割和焊接系统
【技术领域】
本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种激光器的工作方法、准连续激光器、激光切割和焊接系统。
【背景技术】
准连续(Quasi continuous wave，QCW)激光器也被称为长脉冲光纤激光器，它是光纤激光器中的一种，它能产生ms量级的脉冲，占空比为50％以下，平均功率是最大峰值功率的10％以下，并且具有出色的脉冲功率和能量稳定性，使得其在激光焊接、激光切割等领域有着广泛的应用。
在激光焊接时，通常都是激光器和板卡配合使用，板卡用于控制激光的位置移动，并且给激光器提供模拟量，以使激光器根据模拟量输出相同形状的激光脉冲。
发明人在实现本发明的过程中发现相关技术存在以下问题：在根据模拟量输出激光脉冲时，由于模拟量在传输过程中的衰减而导致误差，从而使最终输出的激光脉冲不符合用户的要求。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种激光器的工作方法、准连续激光器、激光切割和焊接系统，解决现有技术在输出激光脉冲时存在传输误差的问题。
本发明实施例的一个方面，提供一种激光器的工作方法，所述方法包括：
接收预设的第一波形数据包，其中，所述预设的第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据；
对接收到的所述第一波形数据包进行校验，判断所述第一波形数据包中的第一波形数据是否符合预设的标准；
若所述第一波形数据包中的第一波形数据符合预设的标准，则保存所述第一波形数据，并且根据所述第一波形数据输出激光脉冲。
可选地，所述对接收到的所述第一波形数据包进行校验，判断所述第一波形数据包中的第一波形数据是否符合预设的标准，包括：
解析所述第一波形数据包，获取第一波形数据；
通过校验和检验所述第一波形数据是否存在丢失；
若所述第一波形数据不存在丢失，判断所述第一波形数据的预设参数是否符合预设的激光器标准，当所述第一波形数据的预设参数符合预设的激光器标准时，所述第一波形数据包中的第一波形数据符合预设的标准，当所述第一波形数据的预设参数不符合预设的激光器标准时，所述第一波形数据包中的第一波形数据不符合预设的标准。
可选地，所述第一波形数据的预设参数包括激光脉冲能量、激光波形占空比以及激光波形频率中的至少一种。
可选地，所述方法还包括：
接收波形切换指令；
根据接收到的所述波形切换指令获取所述待切换波形的波形信息，并且将所述波形信息转换成激光控制指令；
发送所述激光控制指令至FPGA，以使所述FPGA根据所述激光控制指令控制波形的切换。
可选地，所述方法还包括：
若所述第一波形数据包中的第一波形数据不符合预设的标准，发送所述第一波形数据不符合预设标准的指令反馈；
接收根据所述指令反馈返回的预设的第二波形数据包，其中，所述预设的第二波形数据包包括数字信号组成的第二波形数据。
本发明实施例的另一方面，提供一种准连续激光器，所述准连续激光器包括：控制器和FPGA，
所述控制器，用于接收预设的第一波形数据包，对接收到的所述第一波形数据包进行校验，判断所述第一波形数据包中的第一波形数据是否符合预设的标准，若所述第一波形数据包中的第一波形数据符合预设的标准，则保存所述第一波形数据，其中，所述预设的第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据；
所述FPGA，用于从所述控制器获取所述第一波形数据，并且根据所述第一波形数据输出激光脉冲。
可选地，所述控制器，还用于接收波形切换指令，根据接收到的所述波形切换指令获取所述待切换波形的波形信息，将所述波形信息转换成激光控制指令，并且发送所述激光控制指令至所述FPGA；
所述FPGA，还用于根据所述激光控制指令控制波形的切换。
可选地，所述准连续激光器还包括：光电传感器和DAC芯片，所述光电传感器和所述DAC芯片分别连接所述FPGA，
所述光电传感器用于实时采集光脉冲信号，将所述光脉冲信号转换成电脉冲信号，并且将所述电脉冲信号发送至所述FPGA，以使所述FPGA根据接收到的所述电脉冲信号判断光路是否正常；
所述DAC芯片用于接收所述FPGA发送的数字信号，并且将所述数字信号转换成模拟量，所述模拟量用于控制所述准连续激光器的工作电流。
可选地，所述准连续激光器还包括：与所述控制器连接的光功率测试仪，
所述光功率测试仪用于接收预设的工作电流，并且判断所述工作电流是否满足预设的额定电流，若满足，向所述控制器发送额定电流配置完成指令；
所述控制器根据所述额定电流配置完成指令，控制所述FPGA根据所述第一波形数据输出激光脉冲。
本发明实施例的又一方面，提供一种激光切割和焊接系统，包括：如上所述的准连续激光器，以及上位机，
所述上位机用于生成预设的第一波形数据包，并将所述预设的第一波形数据包发送至所述准连续激光器，其中，所述预设的第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据。
可选地，所述系统还包括振镜，所述准连续激光器上设有控制接口，所述上位机上设有板卡，所述板卡通过所述控制接口与所述准连续激光器连接，所述板卡用于根据所述第一波形数据控制所述振镜的移动。
可选地，所述系统还包括传动机构，所述准连续激光器包括激光输出头，所述传动机构与所述激光输出头固定并带动其运动，所述准连续激光器上设有控制接口，所述上位机上设有板卡，所述板卡通过所述控制接口与所述传动机构连接，所述板卡用于根据所述第一波形数据控制所述传动机构带动所述激光输出头移动
本发明实施例的有益效果是，通过接收预设的第一波形数据包，对该第一波形数据包进行校验，判断其是否符合预设的标准，若符合则保存第一波形数据包中的第一波形数据，并且根据该第一波形数据输出激光脉冲，其中，该第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据。由于所述激光器直接接收数字波形数据，从而降低了数据传输过程中的误差，有利于提高最终输出的激光脉冲的精度；此外，该实施方式简化了激光器的应用场景，提高了激光器的应用的智能性。
【附图说明】
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种激光器的工作方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种激光器的工作方法中判断第一波形数据包中的第一波形数据是否符合预设的激光器标准的方法的流程示意图；
图3是本发明另一实施例提供的一种激光器的工作方法的流程示意图；
图4是本发明又一实施例提供的一种激光器的工作方法的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的一种激光器的工作装置的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的执行激光器的工作方法的激光器30的硬件结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种激光切割和焊接系统的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互组合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置示意图中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种激光器的工作方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括：
步骤101、接收预设的第一波形数据包，其中，所述预设的第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据。
本发明实施例提供的方法由激光器执行，具体可以由QCW激光器执行。上述预设的第一波形数据包可以是由上位机发送给QCW激光器的，该上位机可以是计算机、平板电脑、智能手机等其他可以加载和显示网页页面的应用程序的智能终端设备。
上述预设的第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据，该数字信号组成的第一波形数据可以通过预先的波形编辑和编码获得。比如，在上位机中，通过QCW激光器的波形编辑软件对预设的波形进行编辑，使模拟信号的波形转换成数字信号的波形数据。在这里，波形的编辑即是将需要使用的波形编辑成一定格式的数据包，可以是将很多组波形编辑成一个数据包，也可以是将每一组波形编辑成一个数据包，这个根据实际使用而确定。需要说明的是，除了通过QCW激光器的波形编辑软件对预设的波形进行编辑之外，还可以通过其他软件编辑波形，只要该软件符合预设的协议即可。在波形编辑完成形成数据包后，可以由上位机通过串口发送给激光器。由此，通过数字化传输的方式使激光器获得波形，从而减小了传输误差。
在其他一些实施例中，在上述完成波形的编辑和编码，生成数据包后，还可以对该数据包进行压缩，压缩之后再发送给激光器，激光器获得压缩后波形数据包后，可以先解压该波形数据包，再进行下述的处理过程。通过压缩后再传输，可以提高数据的传输效率。此外，除了压缩数据包之外，还可以对重要的波形数据的数据包进行加密，激光器获得压缩且加密的波形数据包后，可以先解压并且解密该波形数据包，再进行下述的处理过程。
步骤102、对接收到的所述第一波形数据包进行校验，判断所述第一波形数据包中的第一波形数据是否符合预设的标准。
在激光器接收到波形数据后，激光器会将第一波形数据包中的波形数据解析出来，解析完成后，对数据进行校验。具体地，如图2所示，所述对接收到的所述第一波形数据包进行校验，判断所述第一波形数据包中的第一波形数据是否符合预设的标准，包括：
步骤1021、解析所述第一波形数据包，获取第一波形数据；
步骤1022、通过校验和检验所述第一波形数据是否存在丢失；本步骤是纯数据校验，检查数据在传输过程中是否存在丢失，在这里使用校验和的方式进行检验，当然，在实际应用中还可以通过其他方式进行检验。
步骤1023、若所述第一波形数据不存在丢失，判断所述第一波形数据的预设参数是否符合预设的激光器标准，当所述第一波形数据的预设参数符合预设的激光器标准时，所述第一波形数据包中的第一波形数据符合预设的标准，当所述第一波形数据的预设参数不符合预设的激光器标准时，所述第一波形数据包中的第一波形数据不符合预设的标准。
上述在确定第一波形数据不存在丢失情况时，进一步对波形的格式进行检查，判断第一波形数据的预设参数是否符合预设的激光器标准也即是判断第一波形数据的激光脉冲能量、激光波形占空比、激光波形频率等等是否符合预设的激光器标准。该预设的激光器标准与当前所使用的激光器相关，可以预先定义好该激光器标准。如果所述第一波形数据不存在丢失，并且第一波形数据的预设参数符合预设的激光器标准，则表示所述第一波形数据包中的第一波形数据是符合预设的标准，否则，不符合。其中，所述第一波形数据的预设参数包括激光脉冲能量、激光波形占空比以及激光波形频率中的至少一种。
需要说明的是，上述在判断所述第一波形数据包中的第一波形数据是否符合预设的标准时，也可以先对第一波形数据的波形格式进行检验，然后再检测是否存在数据丢失。
在本实施例中，通过对获取到的波形数据进行校验，能够进一步保证接收到的波形数据的准确性，有利于提高后续过程中输出的脉冲信号的精度。
步骤103、若所述第一波形数据包中的第一波形数据符合预设的标准，则保存所述第一波形数据，并且根据所述第一波形数据输出激光脉冲。
在接收到的所述第一波形数据符合预设的标准时，可以在所述激光器的控制器中保存所述第一波形数据，以便根据所述第一波形数据输出激光脉冲，从而进行焊接、切割等相关操作。
在其他一些实施例中，还可以在保存所述第一波形数据后，所述激光器向所述上位机返回一条波形存储完毕的指令，从而结束波形传输过程，也使得激光器与上位机的交互过程更完善。
在其他一些实施例中，所述根据所述第一波形数据输出激光脉冲包括：接收预设的工作电流；判断所述工作电流是否满足预设的额定电流，若满足，控制所述第一波形数据输出激光脉冲。在本实施例中，在获取到所述第一波形数据，并且执行输出激光脉冲之前，可以先对激光器的额定电流进行配置，以便稳定输出激光脉冲。其中，所述工作电流可以在出厂时由上位机软件写入激光器，然后由上位机向激光器发送一开光指令，此时，激光器会按照上位机软件写入的工作电流控制激光二极管，在开光的时候，可以使用光功率测试仪去测量激光器输出光的功率，将测量结果与预设的功率值进行比较，若检测结果等于预设的功率值，则表示所述工作电流满足预设的额定电流，若检测结果小于或者大于预设的功率值，则表示需要根据差值的百分比对工作电流进行调整。上述通过比较输出光的功率值的方式确定激光器工作时的额定电流，当然，在实际应用中还可以通过其他方式来确定激光器工作时的额定电流。在激光器的额定电流配置完成后，再根据所述第一波形数据输出激光脉冲，从而能稳定的进行切割、焊接等工作。
本发明实施例提供了一种激光器的工作方法，该方法通过接收预设的第一波形数据包，对该第一波形数据包进行校验，判断其是否符合预设的标准，若符合则保存第一波形数据包中的第一波形数据，并且根据该第一波形数据输出激光脉冲，其中，该第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据。由于所述激光器直接接收数字波形数据，从而降低了数据传输过程中的误差，有利于提高最终输出的激光脉冲的精度；此外，该实施方式简化了激光器的应用场景，提高了激光器的应用的智能性。
请参阅图3，图3是本发明另一实施例提供的一种激光器的工作方法的流程示意图。图3与上述图1的主要区别在于，所述方法还包括：
步骤104、接收波形切换指令；其中，所述波形切换指令包括待切换的波形所对应的编号；
步骤105、根据接收到的所述波形切换指令获取所述待切换波形的波形信息，并且将所述波形信息转换成激光控制指令；
步骤106、发送所述激光控制指令至FPGA，以使所述FPGA根据所述激光控制指令控制波形的切换。
可以理解的是，QCW激光器在使用时，执行一组波形数据，就会输出一定形状的激光脉冲，在激光焊接时，每一个焊接点需要特定的激光脉冲形状，因此在点焊的时候，需要根据焊接点的不同，动态的切换激光脉冲波形。在本实施例中，根据接收到的由数字信号组成的第一波形数据输出激光脉冲，并且进行波形切换。
其中，上述波形切换指令由上位机操作软件发送给激光器，由于接收到的第一波形数据包中的第一波形数据都预先进行了编辑和编码，因此，可以将待切换波形的编号加载在所述波形切换指令中。激光器接收到所述波形切换指令后，解析所述波形切换指令，获取待切换波形的波形信息，并且通过激光器的MCU控制器将所述波形信息转换成激光控制指令，所述激光控制指令是现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)能够识别的一种数据形式，其包括激光的开关和激光功率的控制等。激光器将所述激光控制指令发送至FPGA，FPGA根据该指令控制激光，从而控制波形的切换。其中，所述FPGA也可以用其他器件来代替，比如复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable LogicDevice，CPLD)。
当每次需要切换波形时，就给激光器的MCU发送波形切换指令，当激光器接收到该波形切换指令后，生成相应的激光控制指令，并且向所述FPGA发送激光控制指令，FPGA根据所述激光控制指令控制激光泵浦的开关、电流的大小等等，从而控制波形的切换。
本发明实施例提供了一种激光器的控制方法，该方法在上述实施例的基础上增加了波形切换的过程，该实施方式不仅能够提高输出的激光脉冲的精度，简化激光器的应用场景，而且在波形切换时，由于输出的激光脉冲波形精度得到提高，使得切换的波形的准确性也得到提高，总体上提高了激光器的性能。
请参阅图4，图4是本发明又一实施例提供的一种激光器的工作方法的流程示意图。图4与上述图3的主要区别在于，所述方法还包括：
步骤107、若所述第一波形数据包中的第一波形数据不符合预设的标准，发送所述第一波形数据不符合预设标准的指令反馈；
步骤108、接收根据所述指令反馈返回的预设的第二波形数据包，其中，所述预设的第二波形数据包包括数字信号组成的第二波形数据。
在本实施例中，当接收到的第一波形数据不符合预设的标准时，所述激光器向上位机发送一条波形不符合预设标准的指令反馈，从而告知操作软件重新发送波形，也即发送所述预设的第二波形数据包。该预设的第二波形数据包与上述预设的第一波形数据包类型相同，也是由数字信号组成的第二波形数据组成，但其中波形数据不同，在本实施例中，可以预先编辑和编码包含不同波形数据的波形数据包。
进一步地，激光器接收到所述预设的第二波形数据包后，可以重复上述实施例的步骤，对所述第二波形数据包中的第二波形数据进行校验，以及根据所述第二波形数据输出激光脉冲，并且执行控制激光脉冲的切换等操作。
在上述实施例的基础上，本实施提供的激光器的工作方法不仅能够提高输出的激光脉冲的精度，简化激光器的应用场景，而且能够保证当前接收到的波形数据符合预设的标准，从而进一步确保了输出的激光脉冲的准确性。
请参阅图5，图5是本发明实施例提供的一种激光器的工作装置的结构示意图。如图5所示，所述装置20包括：第一接收模块21、检验模块22以及第一处理模块23。
其中，第一接收模块21，用于接收预设的第一波形数据包，其中，所述预设的第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据。检验模块22，用于对接收到的所述第一波形数据包进行校验，判断所述第一波形数据包中的第一波形数据是否符合预设的标准。第一处理模块23，用于若所述第一波形数据包中的第一波形数据符合预设的标准，则保存所述第一波形数据，并且根据所述第一波形数据输出激光脉冲。
在本实施例中，所述检验模块22包括：解析单元221、第一检验单元222以及第二检验单元223。其中，解析单元221，用于解析所述第一波形数据包，获取第一波形数据；第一检验单元222，用于通过校验和检验所述第一波形数据是否存在丢失；第二检验单元223，用于若所述第一波形数据不存在丢失，判断所述第一波形数据的预设参数是否符合预设的激光器标准，当所述第一波形数据的预设参数符合预设的激光器标准时，所述第一波形数据包中的第一波形数据符合预设的标准，当所述第一波形数据的预设参数不符合预设的激光器标准时，所述第一波形数据包中的第一波形数据不符合预设的标准。
其中，所述第一波形数据的预设参数包括激光脉冲能量、激光波形占空比以及激光波形频率中的至少一种。
其中，所述第一处理模块23具体用于，若所述第一波形数据包中的第一波形数据符合预设的标准，则保存所述第一波形数据，并且接收预设的工作电流，判断所述工作电流是否满足预设的额定电流，若满足，控制所述第一波形数据输出激光脉冲。
在其他一些实施例中，同样请参阅图5，所述装置20还包括：第二接收模块24、第二处理模块25以及发送模块26。其中，第二接收模块24，用于接收波形切换指令；第二处理模块25，用于根据接收到的所述波形切换指令获取所述待切换波形的波形信息，并且将所述波形信息转换成激光控制指令；发送模块26，用于发送所述激光控制指令至FPGA，以使所述FPGA根据所述激光控制指令控制波形的切换。
在其他一些实施例中，同样请参阅图5，所述装置20还包括：第三处理模块27和第三接收模块28。其中，第三处理模块27，用于若所述第一波形数据包中的第一波形数据不符合预设的标准，发送所述第一波形数据不符合预设标准的指令；第三接收模块28，用于接收根据所述指令返回的预设的第二波形数据包，其中，所述预设的第二波形数据包包括数字信号组成的第二波形数据。
需要说明的是，本发明实施例中的一种激光器的工作装置中的各个模块、单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容同样适用于激光器的工作装置。本发明实施例中的各个模块能作为单独的硬件或软件来实现，并且可以根据需要使用单独的硬件或软件来实现各个单元的功能的组合。
本发明实施例提供了一种激光器的工作装置，该装置通过接收预设的第一波形数据包，对该第一波形数据包进行校验，判断其是否符合预设的标准，若符合则保存第一波形数据包中的第一波形数据，并且根据该第一波形数据输出激光脉冲，其中，该第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据。由于所述激光器直接接收数字波形数据，从而降低了数据传输过程中的误差，有利于提高最终输出的激光脉冲的精度；此外，该实施方式简化了激光器的应用场景，提高了激光器的应用的智能性。
请参阅图6，图6是本发明实施例提供的执行激光器的工作方法的激光器30的硬件结构示意图，该激光器具体可以是QCW激光器。如图6所示，该激光器30包括：
一个或多个处理器31以及存储器32，图6中以一个处理器31为例。
处理器31和存储器32可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。
执行激光器的工作方法的设备还可以包括：输入装置33和输出装置34。
存储器32作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的激光器的工作方法对应的程序指令/模块(例如，附图5所示的第一接收模块21、检验模块22、第一处理模块23、第二接收模块24、第二处理模块25、发送模块26、第三处理模块27以及第三接收模块28)。处理器31通过运行存储在存储器32中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例激光器的工作方法。
存储器32可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据激光器的工作装置的使用所创建的数据等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器32可选包括相对于处理器31远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至激光器的工作装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置33可接收输入的数字或字符信息，以及产生与激光器的工作装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置34可包括显示屏等显示设备。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器32中，当被所述一个或者多个处理器31执行时，执行上述任意方法实施例中的激光器的工作方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤101至步骤103，图2中的方法步骤1021至步骤1023，图3中的方法步骤101至步骤106，图4中的方法步骤101至步骤108，实现图5中的模块21-28，单元221-223的功能。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
请参阅图7，图7是本发明实施例提供的一种激光切割和焊接系统的结构示意图。如图7所示，所述系统40包括：准连续激光器41和上位机42。所述准连续激光器41连接所述上位机42。
其中，同样请参阅图7，所述准连续激光器41包括：控制器411、FPGA412、光电传感器413、DAC芯片414、光功率测试仪415以及控制接口416。所述上位机42上设有板卡421，所述板卡421具体可以为印刷电路板。
所述控制器411分别连接所述FPGA 412和所述上位机42。所述控制器411具备串口通信功能，能够接收上位机42发送的指令，并对指令进行解析，上位机42发送的指令主要包括任务指令和数据指令，所述任务指令包括上位机42向准连续激光器41发送的控制指令。所述数据指令包括上位机42与准连续激光器41进行数据交互的指令，比如读取控制器411的内部信息、给所述准连续激光器41配置工作电流等等。所述控制器411还用于与所述FPGA412进行通信，它可以将FPGA 412内部的运行状态转发给上位机42，或者将上位机42给FPGA412的指令转发给FPGA 412，控制器411与FPGA 412直接使用串行总线进行通信。控制器411还用于监测所述准连续激光器41的内部运行信号，具体包括所述准连续激光器41光路上的运行信号，比如泵源LD的温度，激光谐振腔的环境温度、泵源的电流电压等等。控制器411上电之后，就开始对准连续激光器41的内部运行信号进行监测，如果有信号超标，控制器411就会给FPGA 412发送指令，让FPGA412停止工作，并将报警信号记录下来。
在本实施例中，所述控制器411，用于接收上位机42发送的预设的第一波形数据包，对接收到的所述第一波形数据包进行校验，判断所述第一波形数据包中的第一波形数据是否符合预设的标准，若所述第一波形数据包中的第一波形数据符合预设的标准，则保存所述第一波形数据，其中，所述预设的第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据。所述控制器411，还用于接收上位机42发送的波形切换指令，根据接收到的所述波形切换指令获取所述待切换波形的波形信息，将所述波形信息转换成激光控制指令，并且发送所述激光控制指令至所述FPGA 412。
所述FPGA 412分别连接所述光电传感器413、DAC芯片414以及控制接口416。所述FPGA 412的第一个作用是与所述板卡421进行交互，比如接收所述板卡421发送的IO控制信号，该控制信号包括开关激光、急停等。所述FPGA 412的第二个作用就是接收所述光电传感器413的信号，在激光打开之后，FPGA 412实时监测光电传感器413的信号，如果光路通断情况和激光功率正常，就说明整个光路是正常，如果PD信号异常，就说明光路异常，就会对所述准连续激光器41进行关闭。FPGA 412的第三个作用就是控制所述DAC芯片414，通过DAC芯片414来控制激光泵浦LD的工作电流。在其他一些实施例中，所述准连续激光器41的光路结构还包括声光调制器，此时所述FPGA 412还用于控制所述声光调制器的电流或电压。
在本实施例中，所述FPGA 412主要用于根据所述第一波形数据输出激光脉冲，并且还用于根据所述激光控制指令控制波形的切换。
所述光电传感器413用于实时采集光脉冲信号，将所述光脉冲信号转换成电脉冲信号，并且将所述电脉冲信号发送至所述FPGA 412，以使所述FPGA 412根据接收到的所述电脉冲信号判断光路是否正常。在本实施例中，FPGA 412就是通过所述光电传感器413的电脉冲信号来了解激光脉冲的状态，每一个激光出光过程中都收到对应时间段内的PD信号。需要说明的是，所述光电传感器413的数量可以包括一个或多个，在此不做限定。
所述DAC芯片414用于接收所述FPGA 412发送的数字信号，并且将所述数字信号转换成模拟量，所述模拟量用于控制所述准连续激光器41的工作电流。所述工作电流大小是根据第一波形数据对应的功率大小来决定的，当100％功率的时候，DAC芯片414输出的就是额定电流，当50％功率的时候，DAC芯片414输出的就是50％的工作电流，当DAC芯片414输出模拟量的大小为0的时候，实际上就是关闭所述准连续激光器41的激光泵浦，由此，可以通过所述DAC芯片414控制激光的关闭，从而保护所述准连续激光器41。需要说明的是，所述DAC芯片414的数量可以包括一个或多个，在此不做限定，DAC芯片414的数量与激光泵浦LD的数量对应。
所述光功率测试仪415与所述控制器411连接，其用于接收预设的工作电流，并且判断所述工作电流是否满足预设的额定电流，若满足，向所述控制器411发送额定电流配置完成指令。所述控制器411根据所述额定电流配置完成指令，控制所述FPGA 412根据所述第一波形数据输出激光脉冲。在本实施例中，通过光功率测试仪415检测输出光的功率，从而确定所述准连续激光器41的工作电流是否符合要求，由此，保证了所述准连续激光器41工作时的稳定性。
所述控制接口416具体可以是DB25控制接口。所述控制接口416中的每个IO都可以有自己的定义，比如开关激光IO，引导光控制IO，急停IO，激光器报警IO等等，本申请由上位机42来控制准连续激光器41的开关激光IO，引导光控制IO，急停IO，激光器报警IO。
在其他一些实施例中，所述准连续激光器41还包括温度传感器和报警器，所述温度传感器和所述报警器分别连接所述控制器411，所述温度传感器用于采集所述准连续激光器41的温度，并且将所述温度发送至控制器411，当所述温度超过阈值时，所述报警器用于接收所述控制器411发送的报警指令，从而根据所述报警指令进行报警。所述报警器除了在温度超过阈值时进行报警之外，还可以在电流异常时报警、电压异常时报警、PD信号异常时报警等等。此外，报警信息还可以通过所述控制器411传递给上位机42，以使上位机用户及时掌握所述准连续激光器41的状态。
其中，所述上位机42，主要用来和所述准连续激光器41进行通信，可以使用串口与准连续激光器41进行指令交互，上位机42可以给准连续激光器41发送指令，比如开光指令，关光指令，可以读取准连续激光器41内部的状态信息，比如激光器温度报警，PD报警。还可以读取准连续激光器41激光器内部的各种配置值。准连续激光器41在出厂时，可事先配置其额定电流，让所述准连续激光器41达到额定工作功率，所述准连续激光器41会依赖配置的电流值控制激光泵浦电流。其中，在配置准连续激光器41的额定电流的过程中，可以由上位机42将工作电流在出厂时写入所述准连续激光器41。
在本实施例中，所述上位机42用于生成预设的第一波形数据包，并将将所述预设的第一波形数据包发送至所述准连续激光器41，其中，所述预设的第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据。
在其他一些实施例中，同样请参阅图7，所述系统40还包括振镜43，所述上位机42中设有板卡421，所述板卡421连接所述控制接口416。其中，所述振镜43具体可以是一组反射镜，通过控制振镜43的移动，从而转动光线方向。其中，所述上位机42的板卡421用于模仿所述准连续激光器41的实际使用，在实际使用时，通过板卡421对所述准连续激光器41进行控制，具体地，可以通过上述控制接口416与所述准连续激光器41进行接口控制交互。因此，在所述准连续激光器41配置完成后，可以使用板卡421给准连续激光器41发送控制信号，从而控制所述准连续激光器41。在本实施例中，所述板卡421用于根据所述第一波形数据控制振镜43的移动。在这里，可以通过所述板卡421测试所述准连续激光器41对于接收的外部控制信号所做出的响应是否正确，还可以测试所述控制接口416是否正常。
在其他一些实施例中，所述系统还包括传动机构，所述传动机构具体可以是电机。所述准连续激光器41还包括激光输出头，所述传动机构与所述激光输出头固定并带动其运动。所述传动机构还通过所述控制接口416与所述板卡421连接，此时，所述板卡421用于根据所述第一波形数据控制所述传动机构带动所述激光输出头移动。
其中，在需要上述振镜43移动的场合时，该系统40一般是用于激光焊接。在需要上述传动机构带动激光输出头移动的场合时，该系统40一般是用于激光切割。当然，在实际应用过程中，也可以在需要上述振镜43移动的场合时，将该系统40用于激光切割；在需要上述传动机构带动激光输出头移动的场合时，将该系统40用于激光焊接。
本发明实施例提供了一种激光切割和焊接系统，该系统包括准连续激光器和上位机，其中，该准连续激光器用于从上位机获取预设的第一波形数据包，对该第一波形数据包进行校验，判断其是否符合预设的标准，若符合则保存第一波形数据包中的第一波形数据，并且根据该第一波形数据输出激光脉冲，该第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据。由于该准连续激光器直接获取数字波形数据，降低了数据传输过程中的误差，从而提高了该系统输出的激光脉冲的精度，并且简化了该系统的应用场景，提高了该激光切割和焊接系统的应用的智能性。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被电子设备执行上述任意方法实施例中的激光器的工作方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤101至步骤103，图2中的方法步骤1021至步骤1023，图3中的方法步骤101至步骤106，图4中的方法步骤101至步骤108，实现图5中的模块21-28，单元221-223的功能。
本发明实施例提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的激光器的工作方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤101至步骤103，图2中的方法步骤1021至步骤1023，图3中的方法步骤101至步骤106，图4中的方法步骤101至步骤108，实现图5中的模块21-28，单元221-223的功能。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种激光器的工作方法，所述方法由激光器执行，所述激光器包括控制器和FPGA，其特征在于，所述方法包括：
接收预设的第一波形数据包，其中，所述预设的第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据；
对接收到的所述第一波形数据包进行校验，判断所述第一波形数据包中的第一波形数据是否符合预设的标准；
若所述第一波形数据包中的第一波形数据符合预设的标准，则保存所述第一波形数据，并且根据所述第一波形数据输出激光脉冲；
其中，根据所述第一波形数据输出激光脉冲包括：通过所述FPGA根据所述第一波形数据输出激光脉冲；
其中，由所述控制器接收所述预设的第一波形数据包，并对所述第一波形数据包进行校验，若所述第一波形数据包中的第一波形数据符合预设的标准，则保存所述第一波形数据；
其中，所述激光器还包括DAC芯片，所述DAC芯片连接所述FPGA，所述DAC芯片用于接收所述FPGA发送的数字信号，并且将所述数字信号转换成模拟量，所述模拟量用于控制所述激光器的工作电流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对接收到的所述第一波形数据包进行校验，判断所述第一波形数据包中的第一波形数据是否符合预设的标准，包括：
解析所述第一波形数据包，获取第一波形数据；
通过校验和检验所述第一波形数据是否存在丢失；
若所述第一波形数据不存在丢失，判断所述第一波形数据的预设参数是否符合预设的激光器标准，当所述第一波形数据的预设参数符合预设的激光器标准时，所述第一波形数据包中的第一波形数据符合预设的标准，当所述第一波形数据的预设参数不符合预设的激光器标准时，所述第一波形数据包中的第一波形数据不符合预设的标准。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一波形数据的预设参数包括激光脉冲能量、激光波形占空比以及激光波形频率中的至少一种。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收波形切换指令；
根据接收到的所述波形切换指令获取待切换波形的波形信息，并且将所述波形信息转换成激光控制指令；
发送所述激光控制指令至FPGA，以使所述FPGA根据所述激光控制指令控制波形的切换。
5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述第一波形数据包中的第一波形数据不符合预设的标准，发送所述第一波形数据不符合预设标准的指令反馈；
接收根据所述指令反馈返回的预设的第二波形数据包，其中，所述预设的第二波形数据包包括数字信号组成的第二波形数据。
6.一种准连续激光器，其特征在于，所述准连续激光器包括：控制器和FPGA，
所述控制器，用于接收预设的第一波形数据包，对接收到的所述第一波形数据包进行校验，判断所述第一波形数据包中的第一波形数据是否符合预设的标准，若所述第一波形数据包中的第一波形数据符合预设的标准，则保存所述第一波形数据，其中，所述预设的第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据；
所述FPGA，用于从所述控制器获取所述第一波形数据，并且根据所述第一波形数据输出激光脉冲；
其中，所述准连续激光器还包括DAC芯片，所述DAC芯片连接所述FPGA，所述DAC芯片用于接收所述FPGA发送的数字信号，并且将所述数字信号转换成模拟量，所述模拟量用于控制所述准连续激光器的工作电流。
7.根据权利要求6所述的准连续激光器，其特征在于，
所述控制器，还用于接收波形切换指令，根据接收到的所述波形切换指令获取待切换波形的波形信息，将所述波形信息转换成激光控制指令，并且发送所述激光控制指令至所述FPGA；
所述FPGA，还用于根据所述激光控制指令控制波形的切换。
8.根据权利要求6所述的准连续激光器，其特征在于，所述准连续激光器还包括：光电传感器，所述光电传感器连接所述FPGA，
所述光电传感器用于实时采集光脉冲信号，将所述光脉冲信号转换成电脉冲信号，并且将所述电脉冲信号发送至所述FPGA，以使所述FPGA根据接收到的所述电脉冲信号判断光路是否正常。
9.根据权利要求6至8任一项所述的准连续激光器，其特征在于，所述准连续激光器还包括：与所述控制器连接的光功率测试仪，
所述光功率测试仪用于接收预设的工作电流，并且判断所述工作电流是否满足预设的额定电流，若满足，向所述控制器发送额定电流配置完成指令；
所述控制器根据所述额定电流配置完成指令，控制所述FPGA根据所述第一波形数据输出激光脉冲。
10.一种激光切割和焊接系统，其特征在于，包括：如权利要求6至9任一项所述的准连续激光器，以及上位机，
所述上位机用于生成预设的第一波形数据包，并将所述预设的第一波形数据包发送至所述准连续激光器，其中，所述预设的第一波形数据包包括数字信号组成的第一波形数据。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括振镜，所述准连续激光器上设有控制接口，所述上位机上设有板卡，所述板卡通过所述控制接口与所述准连续激光器连接，所述板卡用于根据所述第一波形数据控制所述振镜的移动。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括传动机构，所述准连续激光器包括激光输出头，所述传动机构与所述激光输出头固定并带动其运动，所述准连续激光器上设有控制接口，所述上位机上设有板卡，所述板卡通过所述控制接口与所述传动机构连接，所述板卡用于根据所述第一波形数据控制所述传动机构带动所述激光输出头移动。
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