CN110224757A - 一种抗电磁干扰的激光控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于激光技术领域，公开了一种抗电磁干扰的激光控制系统及控制方法，所述激光控制系统包括：激光器，用于发射激光束；外部控制模块，用于产生控制激光器工作的控制信号；第一光电转换模块，用于将控制信号转换成光信号；第二光电转换模块，通过传输光路与第一光电转换模块连接，用于将光信号转换成电信号；处理模块，连接于激光器、第二光电转换模块之间用于对经第二光电转换模块转换的电信号进行处理得到功能信号，且将功能信号与激光器预设的设定信息进行比对来决定是否将所述功能信号发送给激光器。本发明所提供的一种抗电磁干扰的激光控制系统及控制方法，其极大的提高了激光器的控制性能，增强了控制系统的可靠性和稳定性。

Description

一种抗电磁干扰的激光控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于激光技术领域，尤其涉及一种抗电磁干扰的激光控制系统及控制方法。

背景技术

由于受各种因素制约，目前常见的激光器控制系统大都与激光器之间相隔一段距离，激光器控制系统将功率设置信号(模拟信号或者数字信号)、出光同步信号(数字信号)及使能信号(数字信号)等通过屏蔽电缆传输给激光器，这种方式在一定程度上降低了电磁干扰，但是在强电磁干扰环境下，这种方法仍会出现一点程度的信号失真，并且随着传输距离的增加，失真的可能性越大，影响激光器的正常使用。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种抗电磁干扰的激光控制系统及控制方法，其极大的提高了激光器的控制性能，增强了控制系统的可靠性和稳定性。

本发明的技术方案是：一种抗电磁干扰的激光控制系统，包括：

激光器，用于发射激光束进行工作；

外部控制模块，用于产生控制所述激光器工作的控制信号；

第一光电转换模块，用于将所述外部控制模块产生的控制信号转换成光信号；

第二光电转换模块，通过传输光路与所述第一光电转换模块连接，用于将经所述第一光电转换模块转换的光信号转换成电信号；

处理模块，连接于所述激光器、所述第二光电转换模块之间用于对经所述第二光电转换模块转换的电信号进行处理得到功能信号，且将所述功能信号与所述激光器预设的设定信息进行比对来决定是否将所述功能信号发送给所述激光器。

可选地，所述传输光路为光纤。

可选地，所述处理模块包括：

第一控制模块，接收经所述第二光电转换模块转换的电信号并对所述电信号进行解析识别得到功能信号；

第二控制模块，用于向所述激光器发送读取命令，读取所述激光器预设的设定信息并将所述设定信息发送给所述第一控制模块与所述功能信号进行比对。

可选地，所述处理模块还包括用于控制所述第一控制模块根据激光器型号进行切换的拨码开关。

本发明还提供了一种抗电磁干扰的激光控制方法，采用上述的一种抗电磁干扰的激光控制系统，包括以下步骤：

S1、激光控制系统的外部控制模块发出控制信号，所述控制信号经处理后传输给处理模块；

S2、所述处理模块中的第一控制模块接收经处理后的控制信号并对其进行解析识别得到功能信号，所述处理模块中的第二控制模块向激光器发送读取命令并读取激光器设置的设定信息，将所述功能信号与所述设定信息进行比分析；

S3、根据比对分析的结果来决定是否将所述功能信号发送给所述激光器；其中，若所述功能信号与所述设定信息匹配，则将所述功能信号发送给所述激光器，所述激光器发射激光束；若所述功能信号与所述设定信息不匹配，则将比对结果反馈给所述外部控制模块，并对所述控制信号进行调整，并重复步骤S1和S2的操作，直至所述激光器发射激光束。

可选地，步骤S1中，控制信号的处理方式为，先通过第一光电转换模块将电信号转换成光信号，经光纤传输后再由第二光电转换模块转换成电信号。

可选地，所述功能信息包括使能信息、开关光信息和功率信息。

可选地，所述设定信息包括所述激光器的状态信息和报警信息。

本发明所提供的一种抗电磁干扰的激光控制系统及控制方法，将激光器控制信号通过第一控光电转换模块由电信号转换成光信号进行传输，由于光信号的传输不会受到电磁干扰，从根本上消除了控制信号在传输过程中被强电磁环境干扰的可能，经第一控光电转换模块转换的光信号通过光纤传输后再由第二光电转换模块转换成电信号，第二光电转换模块转换的电信号经第一控制模块解析识别得到相应的功能信号，第二控制模块读取激光器预设的设定信息并发送给第一控制模块，与功能信号进行比对分析，判断功能信号与设定信息是否匹配，来确认控制信号在传输过程是否存在遗失和确定控制信号是否与激光器的设定信息匹配，极大的提高了激光器的控制性能，增强了系统的可靠性和稳定性。通过外置的第一光电转换模块、第二光电转换模块和处理模块，可在现有的激光控制系统的基础上进行升级改造，易于对现有的激光控制系统进行更新，可大大节约了更新成本。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种抗电磁干扰的激光控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种抗电磁干扰的激光控制方法的步骤流程图。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。

另外，本发明实施例中若有“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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的用语，其为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，其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结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位或位置关系、也不是必须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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。

如图1所示，本发明实施例提供的一种抗电磁干扰的激光控制系统，包括：

激光器2，用于发射激光束进行工作，实际应用中，可根据加工的需求选择采用不同功率的激光器2(如能发射出不同波长的激光束)；

外部控制模块1，用于产生控制激光器2正常工作所需要的控制信号；

第一光电转换模块4，与连接外部控制模块1的端口连接，用于将所述外部控制模块1产生的控制信号转换成光信号，由于光信号的传输不会受到电磁的干扰，将控制信号由电信号转换成光信号后再进行传输，避免了在强磁环境下控制信号的传输过程中发生信号丢失、出现信号失真现象，保证激光器2的正常工作。

第二光电转换模块5，通过传输光路与所述第一光电转换模块4连接，用于将经所述第一光电转换模块4转换的光信号转化成电信号，将经第一光电转换模块31转换的光信号转换成电信号，以供后续操作步骤能正常进行；

处理模块3，连接于所述激光器2和所述第二光电转换模块5之间，用于对经所述第二光电转换模块5转换的电信号进行处理得到功能信号，且将所述功能信号与所述激光器2预设的设定信息进行比对来决定是否将所述功能信号发送给所述激光器2。

实际应用中，第一光电转换模块4和第二光电转换模块5均可将光信号转换成电信号或者将电信号转换成光信号。

可选地，所述第一光电转换模块4与所述第二光电转换模块5之间的传输光路可为光纤。

可选地，所述处理模块3包括：

第一控制模块31，用于接收经第二光电转换模块5转换的电信号，并对经第二光电转换模块5转换的电信号进行解析，识别出具有对应功能的功能信号，使激光器2能按照外部控制模块1所产生的控制信号来发射激光束；

第二控制模块32，用于向所述激光器2发送读取命令，并读取所述激光器2预设的设定信息，同时第二控制模块32将读取到的设定信息发送给第一控制模块31，与第一控制模块31所解析识别出的功能信号进行比对、判断功能信号与设定信息是否匹配，第一控制模块31再根据比对的结果来决定是否将功能信号发送给激光器2。

可选地，所述处理模块3还包括用于控制所述第一控制模块31根据激光器2的型号对所述控制信号进行切换的拨码开关(图中未示出)，即外部控制模块1中可预先储存有多种控制信号，使用时，根据需求拨动拨码开关来选择合适的控制信号以对应不同型号的激光器2。

如图2所示，本发明还提供了一种抗电磁干扰的激光控制方法，可采用上述抗电磁干扰的激光控制系统，包括以下步骤：

S1、激光控制系统的外部控制模块1发出用于控制所述激光器2工作的控制信号，所述控制信号经处理后传输给处理模块2；

S2、所述处理模块2中的第一控制模块31接收经处理后的控制信号并对经处理后的控制信号进行解析识别得到具有对应功能的功能信号，所述处理模块2中的第二控制模块32向激光器2发送读取命令并读取激光器2预设的设定信息后，第二控制模块32再将所述设定信息输送给第一控制模块31与所述功能信号进行比对分析，第一控制模块31再根据比对的结果来决定是否将功能信号发送给激光器2；

S3、根据比对分析的结果来控制所述激光器2是否进行工作；其中，若所述功能信号与所述设定信息匹配，第一控制模块31则将所述功能信号发送给所述激光器2，所述激光器2根据功能信号来发射激光束进行工作；若所述功能信号与所述设定信息不匹配，第一控制模块31则将比对结果反馈给所述外部控制模块1，有外部控制模块1对所述控制信号进行调整后，重复步骤S1和S2的操作，直至所述激光器2可以发射激光束。

可选地，步骤S1中，控制信号的处理方式为，控制信号先通过第一光电转换模块4由电信号转换成光信号，光信号经光纤传输后再由第二光电转换模块5转换成电信号，以便于第一控制模块31的解析识别。

可选地，所述功能信息包括使能信息、开关光信息和功率信息，其中，使能信息和开关信息为一对高低电平差分数字信号，功率信息则使用八位数字信息，在数据信息前由地址信息进行区分。

可选地，所述设定信息包括所述激光器2的状态信息和报警信息，第二控制模块32可将报警信息传递通过第一控制模块31反馈给外部控制模块1，为操作人员提供激光器2的报警信息。

具体的操作方式为:操作人员根据使用的情况，通过外部控制模块1发出的控制信号，经外部控制模块1端口连接的第一光电转换模块4处理由电信号转换成光信号后，通过光纤传输第二光电转换模块5，这样，采用光信号传输可以有效的避免信号在传输过程因电磁干扰而导致信号失真，经第一光电转换模块31转换的光信号再通过第二光电转换模块5处理由光信号转换成电信号，并提供给第一控制模块31，经第二光电转换模块32转换的光信号通过第一控制模块31的解析识别出具有对应功能的功能信号，如：使能信息、开关光信息和功率信息等，接着第二控制模块32向激光器2发送读取命令，读取激光器2预设的设定信息如：状态信息等，第二控制模块32再将设定信息传输给第一控制模块31，与第一控制模块31所解析识别得到的功能信号进行比对，如果功能信号与设定信息向匹配，第一控制模块31则将功能信号通过对应的端口发送给激光器2，从而控制激光器2的使能、开关光及功率设置，使激光器2按照控制信号的要求发射激光束；如果功能信号与设定信息向不匹配，第一控制模块31则将比对结果(或者设定信息)输送回外部控制模块1，具体操作为：比对结果(或者设定信息)经第二光电转换模块5由电信号转换成光信号，通过光纤传输到第一光电转换模块4，再通过第一光电转换模块4将经第二光电转换模块5的光信号转换成电信号，传输给外部控制模块1，操作人员根据外部控制模块1接收到的比对结果(或者设定信息)对控制信号进行调整，随后，重复上述的操作，直至控制信号与设定信息相匹配，激光器2能正常发射激光束为止。

本发明实施例所提供的一种抗电磁干扰的激光控制系统及控制方法，将激光器2控制信号通过第一控光电转换模块4由电信号转换成光信号进行传输，由于光信号的传输不会受到电磁干扰，从根本上消除了控制信号在传输过程中被强电磁环境干扰的可能，经第一控光电转换模块4转换的光信号通过光纤传输后再由第二光电转换模块5转换成电信号，第二光电转换模块5转换的电信号经第一控制模1块解析识别得到相应的功能信号，第二控制模块32读取激光器2预设的设定信息并发送给第一控制模块31，与功能信号进行比对分析，判断功能信号与设定信息是否匹配，来确认控制信号在传输过程是否存在遗失和确定控制信号是否与激光器2的设定信息匹配，极大的提高了激光器2的控制性能，增强了系统的可靠性和稳定性。通过外置的第一光电转换模块4、第二光电转换模块5和处理模块3，可在现有的激光控制系统的基础上进行升级改造，易于对现有的激光控制系统进行更新，可大大节约了更新成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抗电磁干扰的激光控制系统，其特征在于，包括：

激光器，用于发射激光束进行工作；

外部控制模块，用于产生控制所述激光器工作的控制信号；

第一光电转换模块，用于将所述外部控制模块产生的控制信号转换成光信号；

第二光电转换模块，通过传输光路与所述第一光电转换模块连接，用于将经所述第一光电转换模块转换的光信号转换成电信号；

处理模块，连接于所述激光器、所述第二光电转换模块之间用于对经所述第二光电转换模块转换的电信号进行处理得到功能信号，且将所述功能信号与所述激光器预设的设定信息进行比对来决定是否将所述功能信号发送给所述激光器。

2.如权利要求1所述的一种抗电磁干扰的激光控制系统，其特征在于，所述传输光路为光纤。

3.如权利要求1所述的一种抗电磁干扰的激光控制系统，其特征在于，所述处理模块包括：

第一控制模块，接收经所述第二光电转换模块转换的电信号并对所述电信号进行解析识别得到功能信号；

第二控制模块，用于向所述激光器发送读取命令，读取所述激光器预设的设定信息并将所述设定信息发送给所述第一控制模块与所述功能信号进行比对。

4.如权利要求1所述的一种抗电磁干扰的激光控制系统，其特征在于，所述处理模块还包括用于控制所述第一控制模块根据激光器型号进行切换的拨码开关。

5.一种抗电磁干扰的激光控制方法，其特征在于，采用如权利要求1至6中任一项所述的一种抗电磁干扰的激光控制系统，包括以下步骤：

S1、激光控制系统的外部控制模块发出控制信号，所述控制信号经处理后传输给处理模块；

S2、所述处理模块中的第一控制模块接收经处理后的控制信号并对其进行解析识别得到功能信号，所述处理模块中的第二控制模块向激光器发送读取命令并读取激光器设置的设定信息，将所述功能信号与所述设定信息进行比分析；

S3、根据比对分析的结果来决定是否将所述功能信号发送给所述激光器；其中，若所述功能信号与所述设定信息匹配，则将所述功能信号发送给所述激光器，所述激光器发射激光束；若所述功能信号与所述设定信息不匹配，则将比对结果反馈给所述外部控制模块，并对所述控制信号进行调整，并重复步骤S1和S2的操作，直至所述激光器发射激光束。

6.如权利要求5所述的一种抗电磁干扰的激光控制方法，其特征在于，步骤S1中，控制信号的处理方式为，先通过第一光电转换模块将电信号转换成光信号，经光纤传输后再由第二光电转换模块转换成电信号。

7.如权利要求5所述的一种抗电磁干扰的激光控制方法，其特征在于，所述功能信息包括使能信息、开关光信息和功率信息。

8.如权利要求5所述的一种抗电磁干扰的激光控制方法，其特征在于，所述设定信息包括所述激光器的状态信息和报警信息。