CN112091425B - 激光器的控制方法、装置及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光器的控制方法、装置及计算机存储介质，控制方法包括：根据各个扫描头的加工参数生成扫描头的控制指令集；获取控制指令集中优先级最高的控制指令块；控制偏转镜偏转至优先级最高的控制指令块对应扫描头的位置；根据优先级最高的控制指令块与偏转镜偏转指令块生成目标指令块并执行目标指令块；删除控制指令集中的当前执行的控制指令块，并返回执行获取控制指令集中优先级最高的控制指令块的步骤，直至控制指令集中的控制指令块为零。这样单张控制板卡通过优先级仲裁获取优先级最高的控制指令对应的扫描头并通过目标指令块同时控制激光器、扫描头以及偏转镜协作，达到了简化控制电路和提高控制电路灵活性的效果。

Description

激光器的控制方法、装置及介质

技术领域

本发明涉及激光加工领域，尤其涉及激光器的控制方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

随着科学技术的不断发展，各种工业产品层出不穷，激光焊接在工业产品焊接等方便面应用广泛。

为提高加工效率、降低设备成本，激光焊接加工常采用一台激光器，通过偏转镜高速偏转分时分光至两路、三路或四路扫描头的方案。传统的控制上采用激光控制板卡、分光控制板卡与多块单路控制板卡的方式来分别控制激光发射、偏转镜的偏转和扫描头中振镜的高速偏转从而实现激光焊接设备的多头高速分光控制，但这种多张控制板卡分别控制的方案存在控制电路复杂且灵活性差的问题。

发明内容

本发明实施例通过提供一种激光器的控制方法、装置及计算机存储介质，旨在解决现有技术中控制电路复杂且灵活性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种激光器的控制方法，所述激光器的控制方法包括以下步骤：

根据激光器中的各个扫描头的加工参数生成扫描头的控制指令集，所述控制指令集中包括各个所述扫描头的多个控制指令块；

获取所述控制指令集中优先级最高的控制指令块；

控制偏转镜偏转至优先级最高的控制指令块对应扫描头的位置；

根据所述优先级最高的控制指令块与偏转镜偏转指令块生成目标指令块并执行所述目标指令块，其中，所述目标指令块包括扫描头控制指令块、激光控制指令块和偏转镜偏转指令块；

删除所述控制指令集中的当前执行的所述控制指令块，并返回执行所述获取所述控制指令集中优先级最高的控制指令块的步骤，直至所述控制指令集中的控制指令块为零。

可选地，所述获取所述控制指令集中优先级最高的控制指令块的步骤包括：

获取各个扫描头执行所述扫描头控制指令块的迟滞时间；

根据每个所述控制指令块对应的扫描头的迟滞时间确定每个所述控制指令块的迟滞时间；

根据所述控制指令块的迟滞时间确定优先级最高的控制指令块。

可选地，所述根据每个所述控制指令块对应的扫描头的迟滞时间确定每个所述控制指令块的迟滞时间的步骤包括：

根据当前时间点与扫描头上次执行所述扫描头控制指令块的时间点确定扫描头控制指令块实际执行间隔时间；

根据扫描头控制指令块的实际执行间隔时间与每个扫描头对应的待选控制指令块的预设间隔时间确定每个所述扫描头对应的所述控制指令块的迟滞时间。

可选地，所述根据控制指令块的迟滞时间确定优先级最高的控制指令块的步骤包括：

对比各个扫描头对应的所述控制指令块的迟滞时间；

判定迟滞时间最长的所述控制指令块为优先级最高的控制指令块。

可选地，所述获取所述控制指令集中优先级最高的控制指令块的步骤还包括：

判断是否首次执行所述控制指令块；

在非首次执行所述控制指令块时，执行所述获取各个扫描头执行所述扫描头控制指令块的迟滞时间的步骤；

在首次执行所述控制指令块时，按照扫描头的排号顺序获取优先级最高的控制指令块。

可选地，所述激光器的控制方法还包括：

检测各个扫描头的焊接信号是否有效；

在所述焊接信号有效时，根据各个扫描头的加工参数生成各个扫描头的控制指令集。

为实现上述目的，本发明还提供一种激光器的控制装置，其特征在于，所述激光器的控制装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器并可在所述处理器上运行的激光器的控制装置的控制程序，所述激光器的控制装置的控制程序被所述处理器执行时实现上述的激光器的控制装置的方法。

为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有激光器的控制装置的控制程序，所述激光器的控制装置的控制程序被处理器执行时实现如上述的激光器的控制装置的方法。

本发明实施例提供的激光器的控制方法及其装置和计算机存储介质，激光器的控制装置根据各个扫描头的加工参数生成扫描头的控制指令集并通过优先级仲裁获取控制指令集中优先级最高的控制指令块以此来控制偏转镜偏转至优先级最高的控制指令块对应的扫描头，根据优先级最高的控制指令块与偏转镜偏转指令块生成目标指令块并发送到控制板卡。这样单张控制板卡通过优先级仲裁获取优先级最的高控制指令对应的扫描头以控制偏转镜偏转，并执行目标指令以同时控制激光器、扫描头以及偏转镜协作而无需三张卡分别控制，达到了简化控制电路和提高控制电路灵活性的效果。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的装置结构示意图；

图2为本发明激光器的控制方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明激光器的控制方法的指令块生成过程的示意图；

图4为本发明激光器的控制方法第二实施例的流程示意图；

图5为本发明激光器的控制方法第三实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

作为一种实现方式，激光器的控制装置可以如图1所示。

本发明实施例方案涉及的是激光器的控制装置，激光器的控制装置包括：处理器101，例如CPU，存储器102，通信总线103。其中，通信总线103用于实现这些组件之间的连接通信。

存储器102可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器103中可以包括激光器的控制装置的控制程序；而处理器101可以用于调用存储器102中存储的激光器的控制装置的控制程序，并执行以下操作：

在一实施例中，处理器101可以用于调用存储器102中存储的空调器的控制程序，并执行以下操作：

根据激光器中的各个扫描头的加工参数生成扫描头的控制指令集，所述控制指令集中包括各个所述扫描头的多个控制指令块；

获取所述控制指令集中优先级最高的控制指令块；

生成偏转镜偏转指令块控制偏转镜偏转至优先级最高的控制指令块对应扫描头的位置；

根据所述优先级最高的控制指令块与偏转镜偏转指令块生成目标指令块并执行所述目标指令块，其中，所述目标指令块包括扫描头控制指令块、激光控制指令块和偏转镜偏转指令块；

删除所述控制指令集中的当前执行的所述控制指令块，并返回执行所述获取所述控制指令集中优先级最高的控制指令块的步骤，直至所述控制指令集中的控制指令块为零。

在一实施例中，处理器101可以用于调用存储器102中存储的空调器的控制程序，并执行以下操作：

获取各个扫描头执行所述扫描头控制指令块的迟滞时间；

根据每个所述控制指令块对应的扫描头的迟滞时间确定每个所述控制指令块的迟滞时间；

根据所述控制指令块的迟滞时间确定优先级最高的控制指令块。

在一实施例中，处理器101可以用于调用存储器102中存储的空调器的控制程序，并执行以下操作：

根据当前时间点与扫描头上次执行所述扫描头控制指令块的时间点确定扫描头控制指令块实际执行间隔时间；

根据扫描头控制指令块的实际执行间隔时间与每个扫描头对应的待选控制指令块的预设间隔时间确定每个所述扫描头对应的所述控制指令块的迟滞时间。

在一实施例中，处理器101可以用于调用存储器102中存储的空调器的控制程序，并执行以下操作：

对比各个扫描头对应的所述控制指令块的迟滞时间；

判定迟滞时间最长的所述控制指令块为优先级最高的控制指令块。

在一实施例中，处理器101可以用于调用存储器102中存储的空调器的控制程序，并执行以下操作：

判断是否首次执行所述控制指令块；

在非首次执行所述控制指令块时，执行所述获取各个扫描头执行所述扫描头控制指令块的迟滞时间的步骤；

在首次执行所述控制指令块时，按照扫描头的排号顺序获取优先级最高的控制指令块。

在一实施例中，处理器101可以用于调用存储器102中存储的空调器的控制程序，并执行以下操作：

检测各个扫描头的焊接信号是否有效；

在所述焊接信号有效时，根据各个扫描头的加工参数生成各个扫描头的控制指令集。

本实施例根据上述方案，激光器的控制装置根据各个扫描头的加工参数生成扫描头的控制指令集并通过优先级仲裁获取控制指令集中优先级最高的控制指令块以此来控制偏转镜偏转至优先级最高的控制指令块对应的扫描头，根据优先级最高的控制指令块与偏转镜偏转指令块生成目标指令块并发送到控制板卡。这样单张控制板卡通过优先级仲裁获取优先级最的高控制指令对应的扫描头以控制偏转镜偏转，并执行目标指令以同时控制激光器、扫描头以及偏转镜协作而无需三张卡分别控制，达到了简化控制电路和提高控制电路灵活性的效果。

基于上述激光器的控制装置的硬件架构，提出本发明激光器的控制方法的实施例。

参照图2，图2为本发明激光器的控制方法的第一实施例，所述激光器的控制方法包括以下步骤：

步骤S10、根据激光器中的各个扫描头的加工参数生成扫描头的控制指令集，所述控制指令集中包括各个所述扫描头的多个控制指令块；

激光焊接加工过程为激光器发出的一束激光通过偏转镜反射到扫描头，扫描头内的振镜再将激光反射到不同位置，扫描头内部有两个振镜，可以控制经偏转镜反射进来的激光先后经过两个振镜反射，最终将激光反射到待加工产品表面。激光焊接扫描头的加工参数主要是根据焊接工艺参数，比如激光功率峰值功率，点焊功率波形，移动速度等。加工参数还包括加工路径，比如需要加工两个点，则加工路径是从当前位置走到第一个点，第一点加工完后移动到第二个点加工。控制板卡根据各个扫描头的加工参数生成各个扫描头的控制指令块，并将控制指令块存储于控制指令集中。

例如，可根据预置的激光焊接路径确定扫描头各个控制指令所控制的激光焊接轨迹，可根据激光焊接功率与扫描头振镜控制激光焊接点的移动速度确定扫描头控制指令间的预设间隔时间。

所述激光器的控制方法还包括：检测各个扫描头的焊接信号是否有效；

进一步地，在所述焊接信号有效时，根据各个扫描头的加工参数生成各个扫描头的控制指令集。

步骤S20、获取所述控制指令集中优先级最高的控制指令块；

激光器的控制装置的控制板卡通过指令块优先级仲裁获取控制指令集中未经执行的待选控制指令块中优先级最高的控制指令块。

步骤S30、生成偏转镜偏转指令块控制偏转镜偏转至优先级最高的控制指令块对应扫描头的位置；

在获取所述控制指令集中优先级最高的控制指令块的步骤之后，进一步地，根据所述优先级最高的控制指令块对应的扫描头的位置生成偏转镜偏转指令块，控制偏转镜偏转至优先级最高的控制指令块对应的扫描头的位置，以选择所述对应的扫描头进行加工。

步骤S40、根据所述优先级最高的控制指令块与偏转镜偏转指令块生成目标指令块并执行所述目标指令块；

其中，所述目标指令块包括扫描头控制指令块、激光控制指令块和偏转镜偏转指令块，所述扫描头控制指令块为优先级最高的控制指令块，执行所述目标指令块包括将所述扫描头控制指令块发送至各个所述扫描头以控制扫描头内的振镜偏转、将所述激光控制指令块发送至激光器以控制激光器发射激光以及将所述偏转镜偏转指令块发送至所述偏转镜以控制偏转镜在执行偏转镜偏转指令块后延时预设时间以使偏转镜偏转到位，预设时间可根据设备的具体参数设置。扫描头内的振镜是一种高速矢量扫描器件，具有结构简单、体积小、定位精度高、扫描速度极快等特点，基于振镜扫描点焊的速度可达100点/s以上，振镜的偏转角度是由D/A转换卡输出的控制指令块通过电机驱动板来控制实现的，控制板卡通过D/A卡将控制指令块的数字信号转换成模拟信号输出，从而使激光束按照预设的路径扫描。

步骤S50、删除所述控制指令集中的当前执行的所述控制指令块，并返回执行所述获取所述控制指令集中优先级最高的控制指令块的步骤，直至所述控制指令集中的控制指令块为零。

在执行完控制指令集中的扫描头的控制指令块时，删除已执行的所述控制指令块，并再次获取控制指令集中优先级最高的各个待执行的控制指令块，并依次执行上述激光器的控制方法的步骤直至所述控制指令集中的控制指令块为零。

在本实施例提供的技术方案中，激光器的控制装置根据各个扫描头的加工参数生成扫描头的控制指令集并通过优先级仲裁获取控制指令集中优先级最高的控制指令块以此来控制偏转镜偏转至优先级最高的控制指令块对应的扫描头，根据优先级最高的控制指令块与偏转镜偏转指令块生成目标指令块并发送到控制板卡。这样单张控制板卡通过优先级仲裁获取优先级最的高控制指令对应的扫描头以控制偏转镜偏转，并执行目标指令以同时控制激光器、扫描头以及偏转镜协作而无需三张卡分别控制，达到了简化控制电路和提高控制电路灵活性的效果。

如图3所示，图3为指令块生成过程的示意图，H1、H2、H3与H4分别代表各个扫描头的控制指令集；C11-C15为一号扫描头控制指令集的控制指令块，C21-C25为二号扫描头控制指令集的控制指令块，C31-C35为三号扫描头控制指令集的控制指令块，C41-C45为四号扫描头控制指令集的控制指令块；控制指令块优先级仲裁算法201根据控制指令块的迟滞时间确定优先级最高的扫描头控制指令块，根据优先级最高的扫描头控制指令块确定偏转镜偏转指令块202并控制偏转镜偏转，根据优先级最高的扫描头控制指令块与偏转镜偏转指令块202确定目标控制指令块203。

参照图4，图4为本发明激光器的控制方法的第二实施例，基于第一实施例，所述步骤S20包括：

步骤S21、获取各个扫描头执行所述扫描头控制指令块的迟滞时间；

步骤S22、根据每个所述控制指令块对应的扫描头的迟滞时间确定每个所述控制指令块的迟滞时间；

进一步地，根据当前时间点与扫描头上次执行所述扫描头控制指令块的时间点确定扫描头控制指令块实际执行间隔时间；

进一步地，根据扫描头控制指令块的实际执行间隔时间与每个扫描头对应的待选控制指令块的预设间隔时间确定每个所述扫描头对应的所述控制指令块的迟滞时间。

步骤S23、根据所述控制指令块的迟滞时间确定优先级最高的控制指令块.

进一步地，对比各个扫描头对应的所述控制指令块的迟滞时间；

进一步地，判定迟滞时间最长的所述控制指令块为优先级最高的控制指令块。

所述控制指令块的预设间隔时间预设间隔时间根据扫描头的加工参数与设备的性能确定，迟滞时间为实际执行间隔时间减去预设间隔时间。

例如扫描头上次执行的所述扫描头控制指令块为C12，实际执行间隔时间为当前时间点减去执行控制指令块C12的时间点，若实际执行间隔时间为1000，一号扫描头的待选控制指令块为C13，C13与C12之间的预设间隔时间900，控制指令块C13的迟滞时间为100；二号扫描头的待选控制指令块为C22，C22与C21之间的预设间隔时间为700，控制指令块C22的迟滞时间为300；三号扫描头的待选控制指令块为C33，C33与C32之间的预设间隔时间为900，控制指令块C33的迟滞时间为100；四号扫描头的待选控制指令块为C42，C42与C41之间的预设间隔时间为800，控制指令块C42的迟滞时间为200；则迟滞时间最常的控制指令块为C22即优先级最高的控制指令块为C22，对应具有最高优先级的扫描头为二号扫描头。

在本实施例提供的技术方案中，根据当前时间点与扫描头上次执行所述扫描头控制指令块的时间点确定扫描头控制指令块实际执行间隔时间，根据扫描头控制指令块的实际执行间隔时间与每个扫描头对应的待选控制指令块的预设间隔时间确定每个所述扫描头对应的所述控制指令块的迟滞时间，判定迟滞时间最长的所述控制指令块为优先级最高的控制指令块。这样使得控制板卡可以更加精确判定出最高优先级的控制指令块以判定出当前最需要执行的控制指令块对应的扫描头，达到提高控制板卡控制偏转镜偏转的准确性的效果。

参照图5，图5为本发明激光器的控制方法的第三实施例，基于第一或第二实施例，所述步骤S20还包括：

步骤S24、判断是否首次执行所述控制指令块；

步骤S25、在非首次执行所述控制指令块时，执行所述获取各个扫描头执行所述扫描头控制指令块的迟滞时间的步骤；

进一步地，在首次执行所述控制指令块时，按照扫描头的排号顺序获取优先级最高的控制指令块。

例如若为首次执行控制指令块时，控制指令块C11、C21、C31与C41的预设间隔时间相同，迟滞时间也相同，则首先执行一号扫描头的控制指令块C11，再按顺序执行控制指令块C21、C31与C41，在执行下一控制指令块时获取各个扫描头执行所述扫描头控制指令块的迟滞时间的步骤。

在本实施例提供的技术方案中，在首次执行控制指令块时按照扫描头的排号顺序获取优先级最高的控制指令块。这样解决了首次执行时控制指令块迟滞时间相同的问题，实现了更全面准确判断最高优先级的控制指令块的效果。

本发明还提供一种激光器的控制装置，其特征在于，所述激光器的控制装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器并可在所述处理器上运行的激光器的控制装置的控制程序，所述激光器的控制装置的控制程序被所述处理器执行时实现上述的激光器的控制装置的方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有激光器的控制装置的控制程序，所述激光器的控制装置的控制程序被处理器执行时实现如上述的激光器的控制装置的方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为四头高速分时分光的方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的激光器的控制方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令块实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令块到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令块产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令块也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令块产生包括指令块装置的制造品，该指令块装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令块也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令块提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种激光器的控制方法，其特征在于，所述激光器的控制方法包括：

根据激光器中的各个扫描头的加工参数生成扫描头的控制指令集，所述控制指令集中包括各个所述扫描头的多个控制指令块；

获取所述控制指令集中优先级最高的控制指令块；

控制偏转镜偏转至优先级最高的控制指令块对应扫描头的位置；

根据所述优先级最高的控制指令块与偏转镜偏转指令块生成目标指令块并执行所述目标指令块，其中，所述目标指令块包括扫描头控制指令块、激光控制指令块和偏转镜偏转指令块；

删除所述控制指令集中的当前执行的所述控制指令块，并返回执行所述获取所述控制指令集中优先级最高的控制指令块的步骤，直至所述控制指令集中的控制指令块为零；

所述获取控制指令集中优先级最高的控制指令块的步骤包括：

获取各个扫描头执行所述扫描头控制指令块的迟滞时间，其中，执行所述目标指令块包括将所述扫描头控制指令块发送至各个所述扫描头并控制扫描头内的振镜偏转、将所述激光控制指令块发送至激光器控制激光器发射激光以及将所述偏转镜偏转指令块发送至所述偏转镜控制偏转镜的偏转；

根据每个所述控制指令块对应的扫描头的迟滞时间确定每个所述控制指令块的迟滞时间；

根据所述控制指令块的迟滞时间确定优先级最高的控制指令块。

2.如权利要求1所述的激光器的控制方法，其特征在于，所述根据每个所述控制指令块对应的扫描头的迟滞时间确定每个所述控制指令块的迟滞时间的步骤包括：

根据当前时间点与扫描头上次执行所述扫描头控制指令块的时间点确定扫描头控制指令块实际执行间隔时间；

根据扫描头控制指令块的实际执行间隔时间与每个扫描头对应的待选控制指令块的预设间隔时间确定每个所述扫描头对应的所述控制指令块的迟滞时间。

3.如权利要求1所述的激光器的控制方法，其特征在于，所述根据控制指令块的迟滞时间确定优先级最高的控制指令块的步骤包括：

对比各个扫描头对应的所述控制指令块的迟滞时间；

判定迟滞时间最长的所述控制指令块为优先级最高的控制指令块。

4.如权利要求1所述的激光器的控制方法，其特征在于，所述获取所述控制指令集中优先级最高的控制指令块的步骤还包括：

判断是否首次执行所述控制指令块；

在非首次执行所述控制指令块时，执行所述获取各个扫描头执行所述扫描头控制指令块的迟滞时间的步骤；

在首次执行所述控制指令块时，按照扫描头的排号顺序获取优先级最高的控制指令块。

5.如权利要求1所述的激光器的控制方法，其特征在于，所述激光器的控制方法还包括：

检测各个扫描头的焊接信号是否有效；

在所述焊接信号有效时，根据各个扫描头的加工参数生成各个扫描头的控制指令集。

6.一种激光器的控制装置，其特征在于，所述激光器的控制装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器并可在所述处理器上运行的激光器的控制装置的控制程序，所述激光器的控制装置的控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的激光器的控制方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有激光器的控制装置的控制程序，所述激光器的控制装置的控制程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的激光器的控制方法。

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