CN109483049A - 激光切割装置及其调焦方法和调焦系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光切割装置及其调焦方法和调焦系统，所述方法包括：在激光切割装置上电之后，接收到调焦回零信号时，控制调焦镜回到绝对零点位置；在接收到第一焦点调节信号时，读取包含第一目标焦点位置的第一模拟电压输入信号并对其进行预设的信号处理，并根据第一目标焦点位置确定用于驱动伺服电机的第一脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量；根据已确定的输出频率和脉冲数量输出第一脉冲控制信号，并通过第一脉冲控制信号驱动伺服电机，以使得驱动电机带动调焦镜在预设运动范围内移动，进而将激光切割装置的激光切割头对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至第一目标焦点位置。本发明提升了调焦精度和调焦速度，且操作简便，通用性强。

Description

激光切割装置及其调焦方法和调焦系统

技术领域

本发明属于激光切割技术领域，更具体地说，是涉及一种激光切割装置及其调焦方法和调焦系统。

背景技术

在板材切割加工领域，激光切割以其高速度、高精度、高质量等优点应用极为广泛，其切割断面光滑无毛刺，省去了很多二次加工环节。然而激光切割要达到一个优良的切割效果，需要将激光焦点位置调节到一个合适的位置，这是一项非常重要的激光切割工艺参数。但是激光焦点位置并不是固定的，针对不同材料、不同厚度、不同切割阶段的板材，需要调节激光焦点到不同的位置，甚至在激光切割加工过程中，需要动态的调节激光焦点位置以实现更好的切割效果。

目前光纤激光切割以其低成本、高效率在高功率激光切割市场占据了大多数份额，光纤激光器发生的原始光束只有通过光纤激光切割头的光束处理才能进行有效切割，而激光焦点的调节即是通过光纤激光切割头内部的调焦镜进行的。在现有技术中，激光焦点调节有手动调焦和自动调焦二种方式。手动调焦是在进行某种板材的激光切割之前，通过光纤激光切割头的手动旋钮调节焦点到合适位置，再进行切割，该方式的不足之处在于：调焦精度差，操作不方便，更重要的是加工过程中焦点不能动态改变，无法适应一些应用。而自动调焦是通过一个运动装置调整光纤激光切割头的调焦镜，该方案的不足之处在于：首先，通用性差，目前的自动调焦系统的控制接口无法适应大多数数控模块的需求，造成应用受限；其次，调焦精度不够高、反应速度不够快，造成切割过程动态焦点调节时影响切割质量；再次，调焦操作不够简便，结构不清晰，系统维护较为困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光切割装置及其调焦方法和调焦系统，以解决现有技术中存在的通用性差、调焦精度差、调焦速度慢、调焦过程操作繁琐且难以维护的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种激光切割装置的调焦方法，包括：

在所述激光切割装置上电之后，接收到调焦回零信号时，控制调焦镜回到绝对零点位置；

在接收到第一焦点调节信号时，接收并读取包含第一目标焦点位置的第一模拟电压输入信号；

对所述第一模拟电压信号进行预设的信号处理，并根据所述第一目标焦点位置确定用于驱动所述伺服电机的第一脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量；

根据已确定的所述输出频率和脉冲数量输出所述第一脉冲控制信号，并通过所述第一脉冲控制信号驱动所述伺服电机，以使得所述驱动电机带动所述调焦镜在预设运动范围内移动，进而将所述激光切割装置的激光切割头对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至所述第一目标焦点位置。

进一步地，所述在所述激光切割装置上电之后，接收到调焦回零信号时，控制调焦镜回到绝对零点位置，包括：

在所述激光切割装置上电之后，接收到数控模块发送的调焦回零信号时，通过所述伺服电机控制所述调焦镜以第一速度向绝对零点位置运动，并检测是否接收到所述绝对零点位置的机械零点传感装置反馈的零点传感信号；

在未接收到所述零点传感信号时，返回继续通过所述伺服电机控制所述调焦镜以所述第一速度向所述绝对零点位置运动；

在接收到所述零点传感信号时，控制所述调焦镜以第二速度向与所述第一速度相反的方向运动，并检测所述零点传感信息是否消失，同时检测是否接收到所述伺服电机的编码器输出的Z相脉冲信号；其中，所述第二速度小于所述第一速度；

在所述零点传感信息消失且接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号时，确认所述调焦镜回到所述绝对零点位置。

进一步地，所述检测所述零点传感信息是否消失，同时检测是否接收到所述伺服电机的编码器输出的Z相脉冲信号之后，包括：

在所述零点传感信息未消失或尚未接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号时，检测接收到所述调焦回零信号的时间点与当前时间点之间的间隔时长是否超过预设时长；

在超过预设时长时，输出调焦回零错误信号；

在未超过预设时长时，继续控制所述调焦镜以所述第二速度向与所述第一速度相反的方向运动，并检测所述零点传感信息是否消失，同时检测是否接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号。

进一步地，所述在所述激光切割装置上电之后，接收到调焦回零信号时，控制调焦镜回到绝对零点位置之后，还包括：

检测所述伺服电机是否处于正常状态；

在所述伺服电机处于正常状态时，检测是否接收到所述数控模块发送的第一焦点调节信号；

在所述伺服电机处于非正常状态时，反馈所述伺服电机当前的非正常状态，并将复位信号发送至所述伺服电机，以供所述伺服电机根据所述复位信号进行复位。

进一步地，所述根据已确定的所述输出频率和脉冲数量输出所述第一脉冲控制信号，并通过所述第一脉冲控制信号驱动所述伺服电机，以使得所述驱动电机带动所述调焦镜在预设运动范围内移动之后，包括：

接收所述编码器输出的反馈信号，根据所述反馈信号确定所述激光切割头对激光束进行聚焦时的当前焦点位置；

获取所述当前焦点位置与所述第一目标焦点位置之间的位置差值的绝对值；

检测所述位置差值的绝对值是否小于或等于预设误差阈值；

在小于或等于所述预设误差阈值时，确认所述当前焦点位置已被调节至所述第一目标焦点位置，并将当前工作状态记录为正常等待状态。

进一步地，所述检测所述位置差值的绝对值是否小于或等于预设误差阈值之后，还包括：

在大于所述预设误差阈值时，检测是否接收到第二焦点调节信号；

在接收到所述第二焦点调节信号时，接收并读取包含第二目标焦点位置的第二模拟电压输入信号；对所述第二模拟电压信号进行预设的信号处理，并根据所述第二目标焦点位置确定用于驱动所述伺服电机的第二脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量，通过所述第二脉冲控制信号驱动所述伺服电机带动所述调焦镜在预设运动范围内移动，以将所述激光切割头对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至所述第二目标焦点位置；

在未接收到第二焦点调节信号时，确认所述当前焦点位置与所述第一目标焦点位置之间存在跟随误差，并输出跟随误差报警信号。

为实现上述目的，本发明还提供一种激光切割装置的调焦系统，包括：

控制单元，用于在所述激光切割装置上电之后，接收到调焦回零信号时，控制调焦镜回到绝对零点位置；

读取单元，用于在接收到第一焦点调节信号时，接收并读取包含第一目标焦点位置的第一模拟电压输入信号；

确定单元，用于对所述第一模拟电压信号进行预设的信号处理，并根据所述第一目标焦点位置确定用于驱动所述伺服电机的第一脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量；

第一调节单元，用于根据已确定的所述输出频率和脉冲数量输出所述第一脉冲控制信号，并通过所述第一脉冲控制信号驱动所述伺服电机，以使得所述驱动电机带动所述调焦镜在预设运动范围内移动，进而将所述激光切割装置的激光切割头对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至所述第一目标焦点位置。

进一步地，所述控制单元包括：

第一检测子单元，用于在所述激光切割装置上电之后，接收到数控模块发送的调焦回零信号时，通过所述伺服电机控制所述调焦镜以第一速度向绝对零点位置运动，并检测是否接收到所述绝对零点位置的机械零点传感装置反馈的零点传感信号；

第一控制子单元，用于在未接收到所述零点传感信号时，返回继续通过所述伺服电机控制所述调焦镜以所述第一速度向所述绝对零点位置运动；

第二控制子单元，用于在接收到所述零点传感信号时，控制所述调焦镜以第二速度向与所述第一速度相反的方向运动，并检测所述零点传感信息是否消失，同时检测是否接收到所述伺服电机的编码器输出的Z相脉冲信号；其中，所述第二速度小于所述第一速度；

确认子单元，用于在所述零点传感信息消失且接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号时，确认所述调焦镜回到所述绝对零点位置。

进一步地，所述控制单元还包括：

第二检测子单元，用于在所述零点传感信息未消失或尚未接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号时，检测接收到所述调焦回零信号的时间点与当前时间点之间的间隔时长是否超过预设时长；

输出子单元，用于在超过预设时长时，输出调焦回零错误信号；

第三检测子单元，用于在未超过预设时长时，继续控制所述调焦镜以所述第二速度向与所述第一速度相反的方向运动，并检测所述零点传感信息是否消失，同时检测是否接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号。

进一步地，所述调焦系统还包括：

第一检测单元，用于检测所述伺服电机是否处于正常状态；

第二检测单元，用于在所述伺服电机处于正常状态时，检测是否接收到所述数控模块发送的第一焦点调节信号；

复位单元，用于在所述伺服电机处于非正常状态时，反馈所述伺服电机当前的非正常状态，并将复位信号发送至所述伺服电机，以供所述伺服电机根据所述复位信号进行复位。

进一步地，所述调焦系统还包括：

确定单元，用于接收所述编码器输出的反馈信号，根据所述反馈信号确定所述激光切割头对激光束进行聚焦时的当前焦点位置；

获取单元，用于获取所述当前焦点位置与所述第一目标焦点位置之间的位置差值的绝对值；

第三检测单元，用于检测所述位置差值的绝对值是否小于或等于预设误差阈值；

记录单元，用于在小于或等于所述预设误差阈值时，确认所述当前焦点位置已被调节至所述第一目标焦点位置，并将当前工作状态记录为正常等待状态。

进一步地，所述调焦系统还包括：

第四检测单元，用于在大于所述预设误差阈值时，检测是否接收到第二焦点调节信号；

第二调节单元，用于在接收到所述第二焦点调节信号时，接收并读取包含第二目标焦点位置的第二模拟电压输入信号；对所述第二模拟电压信号进行预设的信号处理，并根据所述第二目标焦点位置确定用于驱动所述伺服电机的第二脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量，通过所述第二脉冲控制信号驱动所述伺服电机带动所述调焦镜在预设运动范围内移动，以将所述激光切割头对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至所述第二目标焦点位置；

输出单元，用于在未接收到第二焦点调节信号时，确认所述当前焦点位置与所述第一目标焦点位置之间存在跟随误差，并输出跟随误差报警信号。

为实现上述目的，本发明还提供一种激光切割装置，包括上述调焦系统，所述激光切割装置还包括：

激光切割头，用于将激光束聚焦成高能量密度的光斑，并将所述光斑照射在工件表面上以通过所述光斑切割所述工件；

调节模块，连接于所述激光切割头，所述调节模块包括调焦镜，所述调焦镜用于在预设运动范围之内调节所述激光切割头对所述激光束进行聚焦时的焦点位置；所述调节模块还包括设置在绝对零点位置的机械零点传感装置，设置在所述预设运动范围的上限位置的上限位传感装置，设置在所述预设运动范围的下限位置的下限位传感装置；所述预设运动范围是指所述上限位置与所述下陷位置之间的运动范围；

驱动模块，包括伺服电机、用于控制所述伺服电机的电机控制器和安装在所述伺服电机中的编码器，所述电机控制器连接于所述伺服电机，所述伺服电机连接于所述调焦镜，且所述伺服电机用于控制所述调焦镜在预设运动范围内运动，进而实现调节所述激光切割头对所述激光束进行聚焦时的焦点位置；所述电机控制器连接于所述调焦系统；

数控模块，通过标准信号线连接于所述调焦系统。

本发明提供的激光切割装置及其调焦方法和调焦系统，其有益效果在于：本发明通过调焦系统实现了调焦过程中的自动调焦控制，使得调焦过程十分简便易操作；且本发明中的激光切割装置中的数控模块支持通过标准信号线与所述调焦系统连接，其通用性强，解决了调焦系统与数控模块的通用性适配问题；同时，本发明中通过伺服电机控制调焦镜运动，在动态调节激光束的焦点位置过程中，提升了调焦精度和调焦速度；且本发明的调焦系统结构完整简约，控制逻辑简洁，大大方便了调焦过程中的操作与维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的激光切割装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的激光切割装置的调焦方法的流程图；

图3为本发明一实施例提供的激光切割装置的调焦方法的步骤S100的流程图；

图4为本发明另一实施例提供的激光切割装置的调焦方法的流程图；

图5为本发明又一实施例提供的激光切割装置的调焦方法的流程图；

图6为本发明一实施例提供的激光切割装置的调焦系统的原理框图；

图7为本发明一实施例提供的激光切割装置的调焦系统的控制单元的原理框图；

图8为本发明另一实施例提供的激光切割装置的调焦系统的原理框图；

图9为本发明又一实施例提供的激光切割装置的调焦系统的原理框图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1及图2，现对本发明提供的激光切割装置的调焦方法进行说明。所述激光切割装置的调焦方法，应用于激光切割装置的调焦系统9，所述调焦方法包括以下步骤S100-S400：

S100,在所述激光切割装置上电之后，接收到调焦回零信号时，控制调焦镜3回到绝对零点位置。

在该步骤中，首先，在所述激光切割装置上电之后，需要对所述激光切割装置进行系统初始化操作，其中，所述系统初始化包括对所述调焦系统9进行初始化操作。在对调焦系统9初始化之后，才可确定本次调焦过程开始时的初始状态，以便于后续对其进行调整。

在进行调焦系统9初始化时，数控模块会通过标准信号线发送调焦回零信号给调焦系统9，因此，在所述激光切割装置上电之后，调焦系统9会等待接收所述数控模块发送的调焦回零信号，如果未接收到调焦回零信号则一直检测所述数控模块是否有发送调焦回零信息并持续等待；而在接收到数控模块发送的调焦回零信号时，调焦系统9会输出脉冲控制信号控制伺服电机7带动调焦镜3回到绝对零点位置，在伺服电机7带动调焦镜3回到绝对零点位置时，代表本次调焦回零完成，此时，伺服电机7的编码器会想调焦系统9反馈零点到位信号，并将所述调焦系统9的当前工作状态记录为正常等待状态，在处于正常等待状态时，说明所述调焦系统9可以根据接收到的焦点调节信息进行焦点位置的调节。

S200,在接收到第一焦点调节信号时，接收并读取包含第一目标焦点位置的第一模拟电压输入信号。

也即，在当激光切割装置进行加工的过程中需要进行焦点位置调节时，数控模块首先输出第一焦点调节数字信号至调焦系统9，然后再输出代表第一目标焦点位置的第一模拟电压信号，此时，调焦系统9接收到第一模拟电压信号并对其进行读取其中的模拟电压信号值。

S300,对所述第一模拟电压信号进行预设的信号处理，并根据所述第一目标焦点位置确定用于驱动所述伺服电机7的第一脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量。

在该步骤中，调焦系统9读取第一模拟电压信号的模拟电压信号值之后，对所述第一模拟电压信号进行平滑运算及滤波处理(也即预设的信号处理，其中，所述滤波处理方法也可以为十阶IIR滤波处理、FIR滤波、卡尔曼滤波等其它滤波算法)，以获得一个稳定的模拟电压信号值，该模拟电压信号值即为对应于所述第一目标焦点位置的焦点调节量。也即，在本实施例中，考虑到第一模拟电压信号存在不确定性抖动，调焦系统对第一模拟电压信号进行了预设的信号处理，包括在硬件上进行抗干扰设计与滤波处理、在软件上进行平滑运算与滤波处理，确保模拟量信号的稳定性，在进行预设的信号处理之后，其焦点调节的重复定位精度可控制在0.01mm范围内。此后，根据所述焦点调节量以及此前进行焦点位置调节时的历史数据(比如调节焦点位置时的速度和加速度等)，计算(作为优选，可以通过梯形加减速、S形加减速等加减速算法进行计算)所述伺服电机7进行运动的速度和加速度等运动参数，同时获取与上述运动参数对应的调焦系统9所需对应输出的第一脉冲控制信号的输出频率(输出频率代表运动速度)和脉冲数量(脉冲数量代表位移量)。

S400,根据已确定的所述输出频率和脉冲数量输出所述第一脉冲控制信号，并通过所述第一脉冲控制信号驱动所述伺服电机7，以使得所述驱动电机带动所述调焦镜3在预设运动范围内移动，进而将所述激光切割装置的激光切割头1对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至所述第一目标焦点位置。

也即，在确定用于驱动所述伺服电机7的第一脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量，输出该第一脉冲控制信号驱动伺服电机7带动所述调焦镜3进行焦点位置的调节，以将所述焦点位置调节至所述第一目标焦点位置。同时，调焦系统9也在不断接收伺服电机7的编码器的反馈信号，对该反馈信号进行统计(统计接收到的第一脉冲控制信号的脉冲数量)之后得到当前焦点位置，并将所述当前焦点位置也反馈给调焦系统9之后，发送至数控模块。

本发明的上述实施例提供的激光切割装置的调焦方法，在进行激光切割加工的任何阶段，仅需要根据当前的状态通过数控模块简单设置相应的信号(比如调焦回零信号和第一焦点调节信号)即可进行快速、高精度的焦点调节，实现了调焦过程中的自动调焦控制，使得调焦过程十分简便易操作；且通过伺服电机7控制调焦镜3运动，在动态调节激光束的焦点位置过程中，提升了调焦精度和调焦速度；且本实施例的调焦控制逻辑简洁，大大方便了调焦过程中的操作与维护。

本实施例提供的激光切割装置的调焦方法，可以确保任务的实时响应，其调焦的重复定位精度可以控制在0.01mm范围内，且调焦的反应速度在10ms范围，完全满足激光切割加工过程中动态焦点调节对速度与精度的要求。

进一步地，请一并参阅图1至图3，作为本发明提供的激光切割装置的调焦方法的一种具体实施方式，所述步骤S100包括：

S101，在所述激光切割装置上电之后，接收到数控模块发送的调焦回零信号时，通过所述伺服电机7控制所述调焦镜3以第一速度向绝对零点位置运动，并检测是否接收到所述绝对零点位置的机械零点传感装置10反馈的零点传感信号。

也即，在本实施例中，在所述激光切割装置上电之后，调焦系统9会等待接收所述数控模块发送的调焦回零信号，如果接收到数控模块发送的调焦回零信号，首先输出脉冲控制信号控制伺服电机7(伺服电机7带动调焦镜3)以第一速度(所述第一速度根据需求进行设定)往零点传感装置(也即绝对零点位置)方向运动，在运动的同时检测是否接收到所述绝对零点位置的机械零点传感装置10反馈的零点传感信号。

S102，在未接收到所述零点传感信号时，返回继续通过所述伺服电机7控制所述调焦镜3以所述第一速度向所述绝对零点位置运动；也即，在该步骤中，若并未接收到所述绝对零点位置的机械零点传感装置10反馈的零点传感信号，说明尚未到达绝对零点位置，此时，需要继续向所述绝对零点位置运动。

S103，在接收到所述零点传感信号时，控制所述调焦镜3以第二速度向与所述第一速度相反的方向运动，并检测所述零点传感信息是否消失，同时检测是否接收到所述伺服电机7的编码器输出的Z相脉冲信号；其中，所述第二速度小于所述第一速度。

也即，在检测已经接收到所述绝对零点位置的机械零点传感装置10反馈的零点传感信号时，所述调焦系统9立刻停止输出脉冲控制信号，使得伺服电机7停止运动(在接收到零点传感信号时，代表所述伺服电机7已经超过所述绝对零点位置)，此后，再次输出不同输出频率和输出量的脉冲控制信号，以控制伺服电机7以慢于(速度慢则惯性变小，使得回零位置更为精准)所述第一速度的第二速度往相反方向(也即所述第一速度与所述第二速度的运动方向相反)运动，同时检测所述零点传感信息是否消失，且在零点传感信息消失之后，是否接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号(接收到则代表已经到达绝对零点位置)。

S104，在所述零点传感信息消失且接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号时，确认所述调焦镜3回到所述绝对零点位置。也即，在所述零点传感信息消失且接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号时，说明已经到达绝对零点位置，此时立即停止伺服电机7运动，并确认所述调焦镜3回到所述绝对零点位置。

在一个实施例中，在所述步骤S100之后，且在步骤S200之前，可以判断所述调焦镜3是否回到绝对零点位置，如果回到绝对零点位置，则将当前工作状态记录为正常等待状态；如果在预设时长(所述预设时长根据需求进行设定，是指接收到所述调焦回零信号的时间点与当前时间点之间的间隔时长)之内尚未回到绝对零点位置或出现报警灯异常现象，则输出回零错误信号。可理解地，在输出回零错误信号之后，首先等待接收到所述回零错误信号的预设人员进行人工处理之后，再返回至步骤S100中进行系统初始化，进入重新回零流程。

在另一实施例中，请一并参阅图1至图3，作为本发明提供的激光切割装置的调焦方法的一种具体实施方式，所述步骤S103之后，还包括以下步骤：

S105，在所述零点传感信息未消失或尚未接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号时，检测接收到所述调焦回零信号的时间点与当前时间点之间的间隔时长是否超过预设时长。

也即，若所述零点传感信息未消失或在消失之后也尚未接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号，此时，代表所述调焦镜3尚未回到绝对零点位置，因此，要检测接收到所述调焦回零信号的时间点与当前时间点之间的间隔时长是否超过预设时长，该预设时长是指系统设定的正常的调焦回零流程中可能会等待的时长，若超出，则说明本次调焦回零可能出现异常。

S106，在超过预设时长时，输出调焦回零错误信号；此时，确认已超出等待回零所允许的时长，此时，说明本次调焦回零可能出现异常，因此输出调焦回零错误信号。

S107，在未超过预设时长时，继续控制所述调焦镜3以所述第二速度向与所述第一速度相反的方向运动，并检测所述零点传感信息是否消失，同时检测是否接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号。也即，在尚未超出预设时长时，继续控制所述调焦镜3以所述第二速度向与所述第一速度相反的方向运动即可。

进一步地，请一并参阅图1至图4，作为本发明提供的激光切割装置的调焦方法的一种具体实施方式，所述步骤S100之后，还包括：

S500，检测所述伺服电机7是否处于正常状态；

也即，若调焦系统9控制调焦镜3回到绝对零点位置之后，调焦系统9处于正常等待状态，此时，还需要检测伺服电机7是否处于正常状态，以确认所述伺服电机7是否可以正常运转。

S600，在所述伺服电机7处于正常状态时，检测是否接收到所述数控模块发送的第一焦点调节信号；也即，如果伺服电机7状态正常，则调焦系统9会实时检测是否接收到数控模块发送的第一焦点调节信号，以根据该第一焦点调节信号进行焦点位置的调节。

S700，在所述伺服电机7处于非正常状态时，反馈所述伺服电机7当前的非正常状态，并将复位信号发送至所述伺服电机7，以供所述伺服电机7根据所述复位信号进行复位。也即，如果伺服电机7处于非正常状态，则反馈伺服电机7当前的非正常状态(比如伺服电机7内部错误、伺服电机7故障、在运转中碰到障碍物等异常状态)，并输出复位信号给伺服控制器，以通过伺服控制器复位伺服电机7；可理解地，如果复位预设次数(比如1-3次)之后还是不成功，此时，可以进入人工处理流程。

进一步地，请一并参阅图1至图5，作为本发明提供的激光切割装置的调焦方法的一种具体实施方式，所述步骤S400中，所述根据已确定的所述输出频率和脉冲数量输出所述第一脉冲控制信号，并通过所述第一脉冲控制信号驱动所述伺服电机7，以使得所述驱动电机带动所述调焦镜3在预设运动范围内移动之后，包括：

S401，接收所述编码器输出的反馈信号，根据所述反馈信号确定所述激光切割头1对激光束进行聚焦时的当前焦点位置。

也即，在所述驱动电机带动所述调焦镜3在预设运动范围内移动之后，调焦系统9不断接收伺服电机7的编码器的反馈信号，并对该反馈信号进行统计(统计接收到的第一脉冲控制信号的脉冲数量)之后得到当前焦点位置，并将所述当前焦点位置也反馈给数控模块。

S402，获取所述当前焦点位置与所述第一目标焦点位置之间的位置差值的绝对值。也即，在获取当前焦点位置之后，需要首先获取所述当前焦点位置与所述第一目标焦点位置之间的位置差值的绝对值，以供在以下步骤中根据其判断当前焦点位置的调节是否到位。

S403，检测所述位置差值的绝对值是否小于或等于预设误差阈值。若大于预设误差阈值，说明当前焦点位置的调节尚未到位。S404，在小于或等于所述预设误差阈值时，确认所述当前焦点位置已被调节至所述第一目标焦点位置，输出调焦到位信号，并将当前工作状态记录为正常等待状态。若小于或等于所述预设误差阈值，说明当前焦点位置的调节已经到位，此时确认所述当前焦点位置已被调节至所述第一目标焦点位置，将当前工作状态记录为正常等待状态之后，代表此时可以进行下一次的焦点调节，此时调焦系统9开始实时检测是否接收到数控模块发送的第二焦点调节信号。

进一步地，请一并参阅图1至图5，作为本发明提供的激光切割装置的调焦方法的一种具体实施方式，所述检测所述位置差值的绝对值是否小于或等于预设误差阈值之后，还包括：

S405，在大于所述预设误差阈值时，检测是否接收到第二焦点调节信号；也即，在大于所述预设误差阈值时，说明当前焦点位置的调节尚未到位，此时可以检测是否接收到第二焦点调节信号，以确认当前状态为出现跟随误差还是已经进入下一次调焦过程中。

S406，在接收到所述第二焦点调节信号时，接收并读取包含第二目标焦点位置的第二模拟电压输入信号；对所述第二模拟电压信号进行预设的信号处理，并根据所述第二目标焦点位置确定用于驱动所述伺服电机7的第二脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量，通过所述第二脉冲控制信号驱动所述伺服电机7带动所述调焦镜3在预设运动范围内移动，以将所述激光切割头1对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至所述第二目标焦点位置。

也即，在对应于所述第一焦点调节信号的调焦过程尚未调焦到位，但已经接收到数控模块发送的新的第二焦点调节信号时，说明已经进入与第二焦点调节信号对应的调焦过程中，此时，需要重新接收并读取数控模块发送的包含第二目标焦点位置的第二模拟电压输入信号，并对第二模拟电压输入信号进行平滑运算及滤波处理(也即预设的信号处理)，以获得一个稳定的模拟电压信号值，该模拟电压信号值即为对应于所述第二目标焦点位置的焦点调节量。此后，根据所述焦点调节量以及上一次焦点位置调节时的历史数据(此处是指向所述第一目标焦点位置调节时的速度和加速度等)，计算所述伺服电机7进行运动的速度和加速度等运动参数，同时获取与上述运动参数对应的调焦系统9所需对应输出的第二脉冲控制信号的输出频率(输出频率代表运动速度)和脉冲数量(脉冲数量代表位移量)，并通过所述第二脉冲控制信号驱动所述伺服电机7带动所述调焦镜3在预设运动范围内移动，以将所述激光切割头1对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至所述第二目标焦点位置。

S407，在未接收到第二焦点调节信号时，确认所述当前焦点位置与所述第一目标焦点位置之间存在跟随误差，并输出跟随误差报警信号。

也即，在所述当前焦点位置与所述第一目标焦点位置之间的位置差值的绝对值大于所述预设误差阈值，且未接收到第二焦点调节信号时，说明规划的第一目标焦点位置与当前焦点位置之间出现了跟随误差，此时，可以输出跟随误差报警信号，同时将当前工作状态记录为错误状态，并等待报警信号及错误状态的清除。如果报警信号及错误状态清除，则将所述当前工作状态重新记录为正常等待状态。

在一实施例中，所述调焦方法还包括：在接收到上限位传感信号或下限位传感信号时，输出限位报警信号；所述上限位传感信号是指所述伺服电机7运动到所述预设运动范围的上限位置时，位于所述上限位置的所述上限位传感装置5反馈的信号；所述下限位传感信号是指所述伺服电机7运动到所述预设运动范围的下限位置时，位于所述下限位置的所述下限位传感装置6反馈的信号。

也即，在接收到上限位传感信号或下限位传感信号时，表明伺服电机7超出了预设运动范围，此时输出限位报警信号，同时将当前工作状态记录为错误状态，并等待报警信号及错误状态的清除；如果报警信号及错误状态清除，则将所述当前工作状态重新记录为正常等待状态。

请参阅图1及图6，本发明还提供一种激光切割装置的调焦系统9，该激光切割装置的调焦系统9与上述实施例中激光切割装置的调焦方法一一对应。所述激光切割装置的调焦系统9包括：

控制单元11，用于在所述激光切割装置上电之后，接收到调焦回零信号时，控制调焦镜3回到绝对零点位置；

读取单元12，用于在接收到第一焦点调节信号时，接收并读取包含第一目标焦点位置的第一模拟电压输入信号；

确定单元13，用于对所述第一模拟电压信号进行预设的信号处理，并根据所述第一目标焦点位置确定用于驱动所述伺服电机7的第一脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量；

第一调节单元14，用于根据已确定的所述输出频率和脉冲数量输出所述第一脉冲控制信号，并通过所述第一脉冲控制信号驱动所述伺服电机7，以使得所述驱动电机带动所述调焦镜3在预设运动范围内移动，进而将所述激光切割装置的激光切割头1对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至所述第一目标焦点位置。

本发明的上述实施例提供的激光切割装置的调焦系统9，实现了调焦过程中的自动调焦控制，使得调焦过程十分简便易操作；且通过伺服电机7控制调焦镜3运动，在动态调节激光束的焦点位置过程中，提升了调焦精度和调焦速度；且本实施例的调焦控制逻辑简洁，大大方便了调焦过程中的操作与维护。

进一步地，参阅图1及图7，作为本发明提供的激光切割装置的调焦系统9的一种具体实施方式，所述控制单元11包括：

第一检测子单元111，用于在所述激光切割装置上电之后，接收到数控模块发送的调焦回零信号时，通过所述伺服电机7控制所述调焦镜3以第一速度向绝对零点位置运动，并检测是否接收到所述绝对零点位置的机械零点传感装置10反馈的零点传感信号；

第一控制子单元112，用于在未接收到所述零点传感信号时，返回继续通过所述伺服电机7控制所述调焦镜3以所述第一速度向所述绝对零点位置运动；

第二控制子单元113，用于在接收到所述零点传感信号时，控制所述调焦镜3以第二速度向与所述第一速度相反的方向运动，并检测所述零点传感信息是否消失，同时检测是否接收到所述伺服电机7的编码器输出的Z相脉冲信号；其中，所述第二速度小于所述第一速度；

确认子单元114，用于在所述零点传感信息消失且接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号时，确认所述调焦镜3回到所述绝对零点位置。

进一步地，参阅图1及图7，作为本发明提供的激光切割装置的调焦系统9的一种具体实施方式，所述控制单元11还包括：

第二检测子单元115，用于在所述零点传感信息未消失或尚未接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号时，检测接收到所述调焦回零信号的时间点与当前时间点之间的间隔时长是否超过预设时长；

输出子单元116，用于在超过预设时长时，输出调焦回零错误信号；

第三检测子单元117，用于在未超过预设时长时，继续控制所述调焦镜3以所述第二速度向与所述第一速度相反的方向运动，并检测所述零点传感信息是否消失，同时检测是否接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号。

进一步地，参阅图1及图8，作为本发明提供的激光切割装置的调焦系统9的一种具体实施方式，所述调焦系统9还包括：

第一检测单元15，用于检测所述伺服电机7是否处于正常状态；

第二检测单元16，用于在所述伺服电机7处于正常状态时，检测是否接收到所述数控模块发送的第一焦点调节信号；

复位单元17，用于在所述伺服电机7处于非正常状态时，反馈所述伺服电机7当前的非正常状态，并将复位信号发送至所述伺服电机7，以供所述伺服电机7根据所述复位信号进行复位。

进一步地，参阅图1及图9，作为本发明提供的激光切割装置的调焦系统9的一种具体实施方式，所述调焦系统9还包括：

确定单元18，用于接收所述编码器输出的反馈信号，根据所述反馈信号确定所述激光切割头1对激光束进行聚焦时的当前焦点位置；

获取单元19，用于获取所述当前焦点位置与所述第一目标焦点位置之间的位置差值的绝对值；

第三检测单元20，用于检测所述位置差值的绝对值是否小于或等于预设误差阈值；

记录单元21，用于在小于或等于所述预设误差阈值时，确认所述当前焦点位置已被调节至所述第一目标焦点位置，并将当前工作状态记录为正常等待状态。

进一步地，参阅图1及图9，作为本发明提供的激光切割装置的调焦系统9的一种具体实施方式，所述调焦系统9还包括：

第四检测单元22，用于在大于所述预设误差阈值时，检测是否接收到第二焦点调节信号；

第二调节单元23，用于在接收到所述第二焦点调节信号时，接收并读取包含第二目标焦点位置的第二模拟电压输入信号；对所述第二模拟电压信号进行预设的信号处理，并根据所述第二目标焦点位置确定用于驱动所述伺服电机7的第二脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量，通过所述第二脉冲控制信号驱动所述伺服电机7带动所述调焦镜3在预设运动范围内移动，以将所述激光切割头1对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至所述第二目标焦点位置；

输出单元24，用于在未接收到第二焦点调节信号时，确认所述当前焦点位置与所述第一目标焦点位置之间存在跟随误差，并输出跟随误差报警信号。

关于激光切割装置的调焦系统9的具体限定可以参见上文中对于激光切割装置的调焦方法的限定，在此不再赘述。上述激光切割装置的调焦系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元或模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元或模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

请参阅图1，本发明还提供一种包括上述调焦系统9的激光切割装置，在本实施例中，调焦系统9是针对自动调焦功能设计的电路模块，是对于调焦方法进行控制的控制中心，所述调焦系统9可以实现包括对模拟信号的预设信号处理，并根据当前工作状态与数控模块发送的控制信号进行逻辑控制，同时还可以提供标准扩展通讯功能进行状态监测与调试等一系列功能。所述调焦系统9还提供的标准串行通讯接口91，只需要连接任何计算机即可监测所述调焦系统9的状态及运行过程的调试。所述调焦系统9还包括24V工业恒压源92，用于为所述调焦系统9及所述电机驱动器9提供24V电源。

所述激光切割装置还包括：

激光切割头1，用于将激光束聚焦成高能量密度的光斑，并将所述光斑照射在工件(图未示)表面上以通过所述光斑切割所述工件。所述激光切割头1为高功率光纤激光切割头，其作用是把光纤激光器发出的原始光束经过一系列的光束处理聚焦成高能量密度的光斑，焦距越长，焦点光斑越大，功率密度越低。

调节模块2，连接于所述激光切割头1，所述调节模块2包括调焦镜3，所述调焦镜3用于在预设运动范围之内调节所述激光切割头1对所述激光束进行聚焦时的焦点位置；所述调节模块2还包括设置在绝对零点位置的机械零点传感装置10，设置在所述预设运动范围的上限位置的上限位传感装置5，设置在所述预设运动范围的下限位置的下限位传感装置6；所述预设运动范围是指所述上限位置与所述下陷位置之间的运动范围。

驱动模块3，包括伺服电机7(所述伺服电机7的品牌或类型可以根据需求选用)、用于控制所述伺服电机7的电机控制器8和安装在所述伺服电机7中的编码器(图未示)，所述电机控制器8连接于所述伺服电机7，所述伺服电机7连接于所述调焦镜3，且所述伺服电机7用于控制所述调焦镜3在预设运动范围内运动，进而实现调节所述激光切割头1对所述激光束进行聚焦时的焦点位置。

其中，所述电机控制器8连接于所述调焦系统9；所述伺服电机7、调焦镜3、上限位传感装置5、下限位传感装置6和机械零点传感装置10均位于所述激光切割头1内部，所述伺服电机7带动丝杆(图未示)之后，通过丝杆驱动所述调焦镜3进行精确的焦点调节。调焦系统9与电机控制器8之间可以传输脉冲控制信号(比如用于驱动伺服电机的运动第一脉冲控制信号和第二脉冲控制信号)、编码器的反馈信号(比如反馈伺服电机位置的反馈信号以及Z相脉冲信号)、标准数字信号(比如代表伺服电机运动的逻辑控制与状态反馈的限位报警信号和跟随误差报警信号)，也即，所述电机控制器8与伺服电机7之间通过电机动力线L21与编码器反馈线L22连接，所述电机控制器8与伺服电机7之间通过可以传输标准的电机驱动信号与编码器的反馈信号。

数控模块4，通过标准信号线(包括标准数字输出信号线L26、标准数字输入反馈信号线L27、标准模拟电压输出信号线L28和标准模拟电压输入信号线L29)连接于所述调焦系统9。所述调焦系统9与数控模块4仅需要通过标准信号线连接，使得所述调焦系统9适配于不同类型及不同品牌的数控模块。

可理解地，通过所述标准信号线，可以在所述调焦系统和所述数控模块之间传递标准数字信号；标准数字信号用于进行逻辑控制与状态反馈，比如标准数字输出信号线L26，用于传输第一焦点调节信号、第二焦点调节信号、调焦回零信号、复位信号等(可理解的，在本发明中，同一种类的标准信号线，可以根据需求设置为一条或多条，比如，对于标准数字输出信号线L26来说，其中第一焦点调节信号、第二焦点调节信号可以用同一条标准数字输出信号线L26进行信号传输，而调焦回零信号和复位信号可以各自分别用一条其他同规格的标准数字输出信号线L26来进行信号传输，同理，本发明中的其他标准信号线的数量以及每一条标准信号线的具体信号传输类型的设定可以根据需求进行设置)；标准数字输入反馈信号线L27，用于传输调焦到位信号和跟随错误反馈信号等；标准模拟电压输出信号线L28，用于传输第一模拟电压信号和第二模拟电压信号，其中0-10V的模拟量值范围可以线性地表示调焦镜可移动的上限位置和下限位置之间的范围；标准模拟电压输入信号线L29，用于传输表示当前焦点位置的模拟电压值的位置反馈信号。

其中，调焦系统9通过电机顺控信号线L23控制伺服电机的启动使能、报警复位以及获取伺服电机的状态；当进行自动调焦时通过脉冲序列控制信号线L25驱动伺服电机运动，调焦系统每发一个脉冲(包含在脉冲控制信号中)，则伺服电机运动1um的距离，脉冲控制信号的输出频率表示伺服电机运动的速度，因此，可以通过调焦系统输出的脉冲控制信号进行精确运动定位；同时通过编码器反馈信号线L24实时获取当前伺服电机对应的当前焦点位置；传感装置信号反馈线L20设置在所述激光切割头1的内部，可以传输上限位传感信号、下限位传感信号和绝对零点传感信号，当自动调焦过程中伺服电机的运动范围超出上限位置或下限位置时，将反馈相应的上限位传感信号或下限位传感信号，而在激光切割装置上电之后，启动回零过程中，通过调焦零点信号可以实现精确的零点定位。

本发明上述实施例提供的激光切割装置，通过调焦系统9实现了调焦过程中的自动调焦控制，使得调焦过程十分简便易操作；且本发明中的激光切割装置中的数控模块支持通过标准信号线与所述调焦系统9连接，其通用性强，解决了调焦系统9与数控模块的通用性适配问题；同时，本发明中通过伺服电机7控制调焦镜3运动，在动态调节激光束的焦点位置过程中，提升了调焦精度和调焦速度；且本发明的调焦系统9结构完整简约，控制逻辑简洁，大大方便了调焦过程中的操作与维护。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种激光切割装置的调焦方法，其特征在于，包括：

在所述激光切割装置上电之后，接收到调焦回零信号时，控制调焦镜回到绝对零点位置；

在接收到第一焦点调节信号时，接收并读取包含第一目标焦点位置的第一模拟电压输入信号；

对所述第一模拟电压信号进行预设的信号处理，并根据所述第一目标焦点位置确定用于驱动所述伺服电机的第一脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量；

根据已确定的所述输出频率和脉冲数量输出所述第一脉冲控制信号，并通过所述第一脉冲控制信号驱动所述伺服电机，以使得所述驱动电机带动所述调焦镜在预设运动范围内移动，进而将所述激光切割装置的激光切割头对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至所述第一目标焦点位置。

2.如权利要求1所述的激光切割装置的调焦方法，其特征在于，所述在所述激光切割装置上电之后，接收到调焦回零信号时，控制调焦镜回到绝对零点位置，包括：

在所述激光切割装置上电之后，接收到数控模块发送的调焦回零信号时，通过所述伺服电机控制所述调焦镜以第一速度向绝对零点位置运动，并检测是否接收到所述绝对零点位置的机械零点传感装置反馈的零点传感信号；

在未接收到所述零点传感信号时，返回继续通过所述伺服电机控制所述调焦镜以所述第一速度向所述绝对零点位置运动；

在接收到所述零点传感信号时，控制所述调焦镜以第二速度向与所述第一速度相反的方向运动，并检测所述零点传感信息是否消失，同时检测是否接收到所述伺服电机的编码器输出的Z相脉冲信号；其中，所述第二速度小于所述第一速度；

在所述零点传感信息消失且接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号时，确认所述调焦镜回到所述绝对零点位置。

3.如权利要求2所述的激光切割装置的调焦方法，其特征在于，所述检测所述零点传感信息是否消失，同时检测是否接收到所述伺服电机的编码器输出的Z相脉冲信号之后，包括：

在所述零点传感信息未消失或尚未接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号时，检测接收到所述调焦回零信号的时间点与当前时间点之间的间隔时长是否超过预设时长；

在超过预设时长时，输出调焦回零错误信号；

在未超过预设时长时，继续控制所述调焦镜以所述第二速度向与所述第一速度相反的方向运动，并检测所述零点传感信息是否消失，同时检测是否接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号。

4.如权利要求1所述的激光切割装置的调焦方法，其特征在于，所述在所述激光切割装置上电之后，接收到调焦回零信号时，控制调焦镜回到绝对零点位置之后，还包括：

检测所述伺服电机是否处于正常状态；

在所述伺服电机处于正常状态时，检测是否接收到所述数控模块发送的第一焦点调节信号；

在所述伺服电机处于非正常状态时，反馈所述伺服电机当前的非正常状态，并将复位信号发送至所述伺服电机，以供所述伺服电机根据所述复位信号进行复位。

5.如权利要求1所述的激光切割装置的调焦方法，其特征在于，所述根据已确定的所述输出频率和脉冲数量输出所述第一脉冲控制信号，并通过所述第一脉冲控制信号驱动所述伺服电机，以使得所述驱动电机带动所述调焦镜在预设运动范围内移动之后，包括：

接收所述编码器输出的反馈信号，根据所述反馈信号确定所述激光切割头对激光束进行聚焦时的当前焦点位置；

获取所述当前焦点位置与所述第一目标焦点位置之间的位置差值的绝对值；

检测所述位置差值的绝对值是否小于或等于预设误差阈值；

在小于或等于所述预设误差阈值时，确认所述当前焦点位置已被调节至所述第一目标焦点位置，并将当前工作状态记录为正常等待状态。

6.如权利要求5所述的激光切割装置的调焦方法，其特征在于，所述检测所述位置差值的绝对值是否小于或等于预设误差阈值之后，还包括：

在大于所述预设误差阈值时，检测是否接收到第二焦点调节信号；

在接收到所述第二焦点调节信号时，接收并读取包含第二目标焦点位置的第二模拟电压输入信号；对所述第二模拟电压信号进行预设的信号处理，并根据所述第二目标焦点位置确定用于驱动所述伺服电机的第二脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量，通过所述第二脉冲控制信号驱动所述伺服电机带动所述调焦镜在预设运动范围内移动，以将所述激光切割头对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至所述第二目标焦点位置；

在未接收到第二焦点调节信号时，确认所述当前焦点位置与所述第一目标焦点位置之间存在跟随误差，并输出跟随误差报警信号。

7.一种激光切割装置的调焦系统，其特征在于，包括：

控制单元，用于在所述激光切割装置上电之后，接收到调焦回零信号时，控制调焦镜回到绝对零点位置；

读取单元，用于在接收到第一焦点调节信号时，接收并读取包含第一目标焦点位置的第一模拟电压输入信号；

确定单元，用于对所述第一模拟电压信号进行预设的信号处理，并根据所述第一目标焦点位置确定用于驱动所述伺服电机的第一脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量；

第一调节单元，用于根据已确定的所述输出频率和脉冲数量输出所述第一脉冲控制信号，并通过所述第一脉冲控制信号驱动所述伺服电机，以使得所述驱动电机带动所述调焦镜在预设运动范围内移动，进而将所述激光切割装置的激光切割头对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至所述第一目标焦点位置。

8.如权利要求7所述的激光切割装置的调焦系统，其特征在于，所述控制单元包括：

第一检测子单元，用于在所述激光切割装置上电之后，接收到数控模块发送的调焦回零信号时，通过所述伺服电机控制所述调焦镜以第一速度向绝对零点位置运动，并检测是否接收到所述绝对零点位置的机械零点传感装置反馈的零点传感信号；

第一控制子单元，用于在未接收到所述零点传感信号时，返回继续通过所述伺服电机控制所述调焦镜以所述第一速度向所述绝对零点位置运动；

第二控制子单元，用于在接收到所述零点传感信号时，控制所述调焦镜以第二速度向与所述第一速度相反的方向运动，并检测所述零点传感信息是否消失，同时检测是否接收到所述伺服电机的编码器输出的Z相脉冲信号；其中，所述第二速度小于所述第一速度；

确认子单元，用于在所述零点传感信息消失且接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号时，确认所述调焦镜回到所述绝对零点位置。

9.如权利要求8所述的激光切割装置的调焦系统，其特征在于，所述控制单元还包括：

第二检测子单元，用于在所述零点传感信息未消失或尚未接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号时，检测接收到所述调焦回零信号的时间点与当前时间点之间的间隔时长是否超过预设时长；

输出子单元，用于在超过预设时长时，输出调焦回零错误信号；

第三检测子单元，用于在未超过预设时长时，继续控制所述调焦镜以所述第二速度向与所述第一速度相反的方向运动，并检测所述零点传感信息是否消失，同时检测是否接收到所述编码器输出的Z相脉冲信号。

10.如权利要求7所述的激光切割装置的调焦系统，其特征在于，所述调焦系统还包括：

第一检测单元，用于检测所述伺服电机是否处于正常状态；

第二检测单元，用于在所述伺服电机处于正常状态时，检测是否接收到所述数控模块发送的第一焦点调节信号；

复位单元，用于在所述伺服电机处于非正常状态时，反馈所述伺服电机当前的非正常状态，并将复位信号发送至所述伺服电机，以供所述伺服电机根据所述复位信号进行复位。

11.如权利要求7所述的激光切割装置的调焦系统，其特征在于，所述调焦系统还包括：

确定单元，用于接收所述编码器输出的反馈信号，根据所述反馈信号确定所述激光切割头对激光束进行聚焦时的当前焦点位置；

获取单元，用于获取所述当前焦点位置与所述第一目标焦点位置之间的位置差值的绝对值；

第三检测单元，用于检测所述位置差值的绝对值是否小于或等于预设误差阈值；

记录单元，用于在小于或等于所述预设误差阈值时，确认所述当前焦点位置已被调节至所述第一目标焦点位置，并将当前工作状态记录为正常等待状态。

12.如权利要求11所述的激光切割装置的调焦系统，其特征在于，所述调焦系统还包括：

第四检测单元，用于在大于所述预设误差阈值时，检测是否接收到第二焦点调节信号；

第二调节单元，用于在接收到所述第二焦点调节信号时，接收并读取包含第二目标焦点位置的第二模拟电压输入信号；对所述第二模拟电压信号进行预设的信号处理，并根据所述第二目标焦点位置确定用于驱动所述伺服电机的第二脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量，通过所述第二脉冲控制信号驱动所述伺服电机带动所述调焦镜在预设运动范围内移动，以将所述激光切割头对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至所述第二目标焦点位置；

输出单元，用于在未接收到第二焦点调节信号时，确认所述当前焦点位置与所述第一目标焦点位置之间存在跟随误差，并输出跟随误差报警信号。

13.一种激光切割装置，其特征在于，包括权利要求7至12任一项所述的调焦系统，所述激光切割装置还包括：

激光切割头，用于将激光束聚焦成高能量密度的光斑，并将所述光斑照射在工件表面上以通过所述光斑切割所述工件；

调节模块，连接于所述激光切割头，所述调节模块包括调焦镜，所述调焦镜用于在预设运动范围之内调节所述激光切割头对所述激光束进行聚焦时的焦点位置；所述调节模块还包括设置在绝对零点位置的机械零点传感装置，设置在所述预设运动范围的上限位置的上限位传感装置，设置在所述预设运动范围的下限位置的下限位传感装置；所述预设运动范围是指所述上限位置与所述下陷位置之间的运动范围；

驱动模块，包括伺服电机、用于控制所述伺服电机的电机控制器和安装在所述伺服电机中的编码器，所述电机控制器连接于所述伺服电机，所述伺服电机连接于所述调焦镜，且所述伺服电机用于控制所述调焦镜在预设运动范围内运动，进而实现调节所述激光切割头对所述激光束进行聚焦时的焦点位置；所述电机控制器连接于所述调焦系统；

数控模块，通过标准信号线连接于所述调焦系统。