CN112548319A - 一种手持式激光焊接设备的控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持式激光焊接设备的控制方法、装置及系统，所述方法包括：分别获取用户输入的设定参数和所述激光焊枪的状态参数；根据所述设定参数控制所述激光电源输出激光至所述振镜电机，以及根据所述设定参数生成正弦波形，以所述正弦波形控制所述振镜电机反射激光至所述激光焊枪；根据所述状态参数确定调整所述激光电源所需的变化功率值，并控制所述激光电源根据所述变化功率值，调整输出激光的功率，再将调整后的激光传输给所述振镜电机，并由所述振镜电机反射调整后的激光。本发明可以缓和地形成的直线能量输出，使激光的直线能量分布更均匀，增强激光输出的稳定性；同时也可以实现激光能量的反馈控制，提高激光输出精度。

Description

一种手持式激光焊接设备的控制方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种手持式激光焊接设备的控制方法、装置及系统。

背景技术

随着半导体激光的发展，较大功率的手持式激光焊接设备得到迅猛的发展，使得生产手持式激光设备的厂家繁多，手持式激光焊接设备在市场上应用也越来越广泛。

虽然生产的厂家繁多，但许多厂家技术并不成熟，设备问题较大；而且为了增加市场占有率，许多厂家会不断压缩价格，以吸引客户购买，但压缩价格后使厂家使用的部件质量较差，进一步导致焊接设备存在较多的设备问题。

目前常见的问题如下，由于手持式激光焊接设备会采用板卡控制，板卡控制性能差、控制频率低(一般为100Hz以下)，使得振镜电机只能输出三角波形的激光，而三角波形的激光对振镜电机的损害大且形成的直线输出能量分布均匀性较差，不但不适用能量要求较高和高频输出控制的场景且焊接的质量差；并且由于设备是用户手持使用，而每个人的操作水平参差不一，在长时间工作后会出现焊接不稳定情况，进一步降低焊接质量。

发明内容

本发明提出一种手持式激光焊接设备的控制系统及方法，所述系统和方法不但可以输出稳定激光，而且可以根据用户当前的焊接操作调整激光输出，从而满足焊接要求，提高焊接质量。

本发明实施例的第一方面提供了一种手持式激光焊接设备的控制方法，所述手持式激光焊接设备设有激光焊枪、激光电源和振镜电机，所述控制方法包括：

分别获取用户输入的设定参数和所述激光焊枪的状态参数；

根据所述设定参数控制所述激光电源输出激光至所述振镜电机，以及根据所述设定参数生成正弦波形，以所述正弦波形控制所述振镜电机反射激光至所述激光焊枪；

根据所述状态参数确定调整所述激光电源所需的变化功率值，并控制所述激光电源根据所述变化功率值，调整输出激光的功率，再将调整后的激光传输给所述振镜电机，并由所述振镜电机反射调整后的激光。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述设定参数生成正弦波形，以所述正弦波形控制所述振镜电机反射激光至所述激光焊枪，包括：

所述振镜电机设有用于反射激光的振镜；

所述设定参数包括设定振幅、设定频率；

根据所述设定振幅和所述设定频率生成正弦波形；

将所述正弦波形进行模数转换生成标准电压值；

通过预设的脉宽调制将所述标准电压值发送至所述振镜电机，供所述振镜电机控制所述振镜转动以发射激光至所述激光焊枪。

在第一方面的一种可能的实现方式中，在所述通过预设的脉宽调制将所述标准电压值发送至所述振镜电机的步骤前，所述方法还包括：

获取所述振镜的转速参数，采用所述转速参数计算所述振镜电机的输入电压值；

判断所述输入电压值与所述标准电压值是否相同；

若所述输入电压值与所述标准电压值相同，则以所述输入电压值为标准电压值；

若所述当前电压值与所述标准电压值不相同，则保持所述标准电压值。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据所述设定参数控制所述激光电源输出激光至所述振镜电机，包括：

所述激光电源设有激光电源控制器；

所述设定参数包括设定功率和设定占空比；

根据所述设定功率和所述设定占空比控制所述激光电源控制器生成激光，并将激光输出至所述振镜电机。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述激光电源还设有反射检测器和控制回路，所述方法还包括：

获取所述反射检测器发送的检测功率和所述激光电源控制器生成的激光的输出功率，所述检测功率为所述反射检测器检测所述激光焊枪接收所述振镜电机反射的激光的功率；

比较所述检测功率与所述输出功率，并根据比较结果控制所述控制回路调整所述激光电源控制器生成激光。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述状态参数包括焊枪的高度位置参数和速度参数；

所述根据所述状态参数确定调整所述激光电源所需的变化功率值，并控制所述激光电源根据所述变化功率值，调整输出激光的功率，包括：

采用所述高度位置参数和所述速度参数计算当前功率输出值；

判断所述当前功率输出值与预设功率输出值是否相同；

若所述当前功率输出值与预设功率输出值不相同时，则通过预设的PID控制算法，计算将所述当前功率输出值调整至预设功率输出值所需要的变化功率值；

将所述变化功率值发送至所述激光电源，使所述激光电源采用所述变化功率值调整调整输出激光的功率。

本发明实施例的第二方面提供了一种手持式激光焊接设备的控制装置，所述装置包括：

获取模块，用于分别获取用户输入的设定参数和所述激光焊枪的状态参数；

控制模块，用于根据所述设定参数控制所述激光电源输出激光至所述振镜电机，以及根据所述设定参数生成正弦波形，以所述正弦波形控制所述振镜电机反射激光至所述激光焊枪；

调整模块，用于根据所述状态参数确定调整所述激光电源所需的变化功率值，并控制所述激光电源根据所述变化功率值，调整输出激光的振幅和频率，再将调整后的激光传输给所述振镜电机，并由所述振镜电机反射调整后的激光。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述生成模块还用于：

所述振镜电机设有用于反射激光的振镜；

所述设定参数包括设定振幅、设定频率；

根据所述设定振幅和所述设定频率生成正弦波形；

将所述正弦波形进行模数转换生成标准电压值；

通过预设的脉宽调制将所述标准电压值发送至所述振镜电机，供所述振镜电机控制所述振镜转动以发射激光至所述激光焊枪。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

转速参数模块，用于获取所述振镜的转速参数，采用所述转速参数计算所述振镜电机的输入电压值；

电压判断模块，用于判断所述输入电压值与所述标准电压值是否相同；

电压相同模块，用于若所述输入电压值与所述标准电压值相同，则以所述输入电压值为标准电压值；

电压不同模块，用于若所述当前电压值与所述标准电压值不相同，则保持所述标准电压值。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述生成模块还用于：

所述激光电源设有激光电源控制器；

所述设定参数包括设定功率和设定占空比；

根据所述设定功率和所述设定占空比控制所述激光电源控制器生成激光，并将激光输出至所述振镜电机。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述激光电源还设有反射检测器和控制回路，所述装置还包括：

检测功率模块，用于获取所述反射检测器发送的检测功率和所述激光电源控制器生成的激光的输出功率，所述检测功率为所述反射检测器检测所述激光焊枪接收所述振镜电机反射的激光的功率；

比较功率模块，用于比较所述检测功率与所述输出功率，并根据比较结果控制所述控制回路调整所述激光电源控制器生成激光。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述状态参数包括焊枪的高度位置参数和速度参数；

所述调整模块还用于：

当前功率模块，用于采用所述高度位置参数和所述速度参数计算当前功率输出值；

判断功率模块，用于判断所述当前功率输出值与预设功率输出值是否相同；

调整功率模块，用于若所述当前功率输出值与预设功率输出值不相同时，则通过预设的PID控制算法，计算将所述当前功率输出值调整至预设功率输出值所需要的变化功率值；

发送功率模块，用于将所述变化功率值发送至所述激光电源，使所述激光电源采用所述变化功率值调整调整输出激光的功率。

本发明实施例的第三方面提供了一种手持式激光焊接设备的控制系统，包括依次连接的管理层、控制层和设备检测层，以及如上所述手持式激光焊接设备的控制装置，其中所述手持式激光焊接设备的控制装置应用在所述管理层、控制层或设备检测层；

所述管理层用于接收用户输入的设定参数，对所述设定参数进行状态监控、数据管理、操作控制以及将所述设定参数发送至所述控制层；

所述设备检测层用于检测激光焊枪的使用状态得到状态参数，并将所述状态参数发送至所述控制层；

所述控制层用于与所述管理层和所述设备检测层进行通讯和数据交换，根据所述设定参数控制所述激光电源输出激光至所述振镜电机，并根据所述设定参数生成正弦波形，以所述正弦波形控制所述振镜电机反射激光至所述激光焊枪，以及根据所述状态参数确定调整所述激光电源所需的变化功率值，并控制所述激光电源根据所述变化功率值，调整输出激光的功率，再将调整后的激光传输给所述振镜电机，并由所述振镜电机反射调整后的激光。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述设备检测层包括手持式的激光焊枪、激光电源、振镜电机、气保护系统、水冷系统、位置检测器和速度检测器；

所述激光焊枪分别与激光电源、振镜电机、气保护系统、水冷系统、位置检测器和速度检测器连接。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述控制层包括PLC系统、IPG控制系统和伺服控制器，所述管理层包括上位机系统；

所述PLC系统分别与所述IPG控制系统、所述伺服控制器和所述上位机系统连接；

所述IPG控制系统与所述激光电源连接，所述伺服控制器与所述振镜电机连接，所述PLC系统分别与所述气保护系统和所述水冷系统连接。

相比于现有技术，本发明实施例提供的手持式激光焊接设备的控制方法、装置及系统，其有益效果在于：本发明可以根据用户设定的参数输出稳定的正弦波形，以正弦波代替三角波，从而可以更好地保护了振镜电机，即使在高振动频率的情况下，也可以更缓和地形成的直线能量输出，使得激光的直线能量分布更均匀，不但可以增强激光输出的稳定性，也可以实现激光可控的效果，方便用户操作；同时在作业时检测激光焊枪的速度和位置等参数，可以实现激光能量的实时跟随和反馈控制，使得输出的激光满足当前的焊接要求，提高激光输出精度，不但可以提高焊接质量，也可以较少焊接难度，减轻操作人员的劳动强度。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种手持式激光焊接设备的控制方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例提供的振镜电机的输出控制原理图；

图3是本发明一实施例提供的振镜电机的反馈控制原理图；

图4是本发明一实施例提供的一种手持式激光焊接设备的控制装置的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的一种手持式激光焊接设备的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了能降低生产成本，一般的手持式激光焊接设备会采用板卡控制，板卡控制性能差、控制频率低(一般为100Hz以下)，使得设备内的振镜电机只能输出三角波形的激光，而三角波形的激光对振镜电机的损害大且形成的直线输出能量分布均匀性较差，不但不适用能量要求较高和高频输出控制的场景且焊接的质量差；并且由于设备是用户手持使用，而每个人的操作水平参差不一，在长时间工作后会出现焊接不稳定情况，进一步降低焊接质量。

为了解决上述问题，下面将通过以下具体的实施例对本申请实施例提供的一种手持式激光焊接设备的控制方法进行详细介绍和说明。

参照图1，示出了本发明一实施例提供的一种手持式激光焊接设备的控制方法的流程示意图。

所述方法可以应用于手持式激光焊接设备，该手持式激光焊接设备可以设有用于输出光线的激光电源，用于调整输出光线的振镜电机，以及给用户焊接使用的手持式的激光焊枪。其中所述振镜电机可以设有镜片，可以通过镜片接收光线并反射输出激光光线。

在可选的实施例中，振镜电机可以设置在激光焊枪上。

其中，作为示例的，所述手持式激光焊接设备的控制方法，可以包括：

S11、分别获取用户输入的设定参数和所述激光焊枪的状态参数。

该设定参数为用户本次焊接所需要使用参数，例如，输出激光的频率、幅值、功率、占空比等等。所述状态参数为用户使用激光焊枪在操作过程中的各种状态对应的参数，例如激光焊枪当前的输出功率，移动速度，移动位置等等。

S12、根据所述设定参数控制所述激光电源输出激光至所述振镜电机，以及根据所述设定参数生成正弦波形，以所述正弦波形控制所述振镜电机反射激光至所述激光焊枪。

采用用户输入的设定参数生成对应的激光，既可以让激光符合用户的实际使用需求，又方便用户控制。

也可以按照用户输入的设定参数生成正弦波形，再控制振镜电机按照正弦波的波形、幅值、频率等参数控制激光的反射。具体地，振镜电机设有反射激光的振镜，可以将激光传输至振镜上，再经过振镜反射输出。

由于采用正弦波形控制振镜电机，相比目前常用的板卡输出的三角波，正弦波的频率更高，波形更好，输出更平缓，不仅更好地保护了振镜电机，而且振镜电机反射的激光的输出效果更稳定、直线能量分布更均匀，同时波形可以根据用户输入的设定参数设置，能进一步提高可控性和使用的灵活性。

为了方便用户控制激光反射，在其中一实施例中，所述振镜电机设有用于反射激光的振镜，所述设定参数包括设定振幅和设定频率。其中，作为示例的，所述步骤S12可以包括以下子步骤：

子步骤S121、根据所述设定振幅和所述设定频率生成正弦波形。

子步骤S122、将所述正弦波形进行模数转换生成标准电压值。

在具体实现中，可以根据设定振幅和设定频率的数值生成对应的正弦波波形。

在得到正弦波的波形后，可以获取正弦波波形的幅值，将该幅值进行数模转换，生成可以让激光电源接收的数据，该数据具体为标准电压值。在通过标准电压值控制振镜电机，有振镜电机控制振镜的摆动频率。

在本实施例中，振镜电机的摆动的角度与输入的标准电压值成正比，摆动的频率u电压变化的频率成正比。由于用户输入的设定参数是数字量，为了能更好地地控制正弦波的输出，可以对正弦波的输出进行数模转换，使得输出的标注电压值是一个模拟量，从而通过模拟量可以更好地进行正弦波输出。

具体地，正弦波的计算入下式所示：

y＝A*sin(ωX+Φ)+k；

其中，y为正弦波函数输出，A为振幅，ω为频率，k为偏移量。用户设定参数的模拟量模块为-10v～+10v，输出的标准电压值的数字量为-27648～+27648，1mm的红光宽度(单边宽度为0.5mm)对应的电压输入为0.075v。计算得出振幅(电压)与数字量的关系式如下：

A＝415*s；

利用预设的中断程序，每1ms产生一个输出点，1s产生1000个输出点，f频率下，每个周期产生f个波形，每个波形的输出点数为1000/f。所以，对于连续的正弦波波形，不同频率下每个波形拆分成多个连续变化的输出点，得到如下关系式：

ωX＝(2*π*f*N)/1000。

由于激光电源输出的激光在经过振镜电机的振镜反射后可能被削弱或散失，使得振镜电机反射输出的激光与实际输入的参数所对应的激光不同，为了能及时调整振镜电机反射输出的激光，保持输出激光的稳定性。参照图2，示出了本发明一实施例提供的振镜电机的输出控制原理图，所述方法还包括：

子步骤S123、获取所述振镜电机的转速参数，采用所述转速参数计算所述振镜电机的输入电压值。

该转速参数为当前振镜电机控制振镜的转动速度参数，根据转速参数逆向反推计算振镜电机接收的电压值，得到输入电压值。由于不同的振镜在转动反射过程中，会有光源散失，该光源散失与振镜的材质对应，具体可以根据振镜的材质确定散失参数，根据散失参数和转速参数计算输入电压值。

子步骤S124、判断所述输入电压值与所述标准电压值是否相同。

子步骤S125、若所述输入电压值与所述标准电压值相同，则以所述输入电压值为标准电压值。

子步骤S126、若所述输入电压值与所述标准电压值不相同，则保持所述标准电压值。

在得到输入电压值后，可以将输入电压值与标准电压值作比较，当输入电压值与标准电压值相同时，没有发生光源散失，且振镜电机接收的电压值没有发送变化，可以采用输入电压值作为标准电压值；当输入电压值与标准电压值不同时，有发生光源散失或电压损失，则需要继续采用标准电压值。

在实际操作中，当输入电压值与标准电压值不同时，可以获取输入电压值与标准电压值的差值，再根据输入电压值与标准电压值的差值调整标准电压值，再以调整后的标准电压值控制振镜电机。

子步骤S127、通过预设的脉宽调制将所述标准电压值发送至所述振镜电机，供所述振镜电机控制所述振镜转动以发射激光至所述激光焊枪。

确定标准电压值后，可以通过脉宽调制(PWM)将标准电压值输出给振镜电机，由振镜电机根据标准电压控制振镜的转动，从而反射激光至激光焊枪。由于脉宽调制(PWM)的输出控制频率最高可达20MHz，占空比可任意调节，使得振镜电机的输出控制操作更简单，同时可控性也更强。

在实际操作中，由于振镜电机控制振镜转动从而实现最小可达1ms的循环输出功能(即1秒可输出1000个点)，在接收用户输入的设定参数后，可以转化成正弦波形，每个波形输出点数为：1000/频率，再经模数转换成标准电压输出，从而实现振镜电机的正弦波输出控制。由于一般的振镜电机常规频率在50－100Hz，因此在常规频率下，每个波形都可以输出至少10个点，从而可得到较好的正弦波形。即使在最高频率200Hz的情况下，每个波形输出仍有5个点，输出的波形仍比普通的板卡输出的三角波(一般板卡输出的三角波的波形为每个波形只有4个点)更好，从而实现激光的稳定输出。

在本实施例中，激光电源可以设有激光电源控制器，可以方便控制激光输出，激光电源控制器可以用于控制生成并输出激光。

在具体实现中，输出的激光由用户设定的功率决定，具体地，设定参数还可以包括设定功率和设定占空比，该设定功率为激光输出的功率，该设定占空比为激光输出时的占空比；

所述根据所述设定参数控制所述激光电源输出激光至所述振镜电机的步骤具体为：

根据所述设定功率和所述设定占空比控制所述激光电源控制器生成激光，并将激光输出至所述振镜电机。

通过设定功率和设定占空比控制生成激光，可以提高激光的可控性，方便用户操作。

为了能进一步保证激光的输出功率的稳定性，所述激光电源还设有反射检测器和控制回路，反射检测器也可以设置在激光电源控制器中。其中，作为示例的，所述方法还可以包括：

S13、获取所述反射检测器发送的检测功率和所述激光电源控制器生成的激光的输出功率，所述检测功率为所述反射检测器检测所述激光焊枪接收所述振镜电机反射的激光的功率。

S14、比较所述检测功率与所述输出功率，并根据比较结果控制所述控制回路调整所述激光电源控制器生成激光。

该检测功率为所述反射检测器检测所述激光焊枪接收所述振镜电机反射的激光的功率，该输出功率为激光电源控制器采用所述设定功率后预计所要输出的激光的功率。

可以比较反射检测器检测的检测功率与激光电源控制器输出的输出功率，当比较结果是检测功率与输出功率相同时，说明振镜电机在反射过程中，没有出现激光散失等削弱激光的情况，可以保持当前的输出功率；当比较结果是检测功率与输出功率不同时，以根据检测功率与输出功率的差值调整当前输出功率。例如，检测功率比输出功率大10瓦，说明实际输出的功率比预期所要输出的功率大，需要减少实际输出功率，可以根据10瓦适当减少设定功率，采用减少后的设定功率控制激光电源控制器输出的激光，从而减少激光电源控制器实际输出的输出功率。

又例如，检测功率比输出功率小10瓦，说明实际输出的激光的功率比预计输出的功率要小，可以适当增加设定功率，采用增加后的设定功率控制激光电源控制器输出的输出功率。

S15、根据所述状态参数确定调整所述激光电源所需的变化功率值，并控制所述激光电源根据所述变化功率值，调整输出激光的功率，再将调整后的激光传输给所述振镜电机，并由所述振镜电机反射调整后的激光。

振镜电机的振镜在接收激光电源输出的激光后，可以通过转动振镜将激光反射至激光焊枪供用户使用。在具体实现中，由于用户使用激光焊枪的操作各有不同，根据变化功率值控制激光输出，既可以满足用户的实际使用需求，同时也可以提高焊接质量，从而实现激光焊接的稳定高效工作。

参照图3，示出了本发明一实施例提供的振镜电机的反馈控制原理图，由于每个工人手持激光焊枪在进行焊接操作时，控制激光焊枪的移动速度和焊接角度均不同，而不同速度下需要焊接的功率不同。为了能让激光的输出功率能与焊接实际所需的功率相匹配，其中，作为示例的，所述状态参数包括焊枪的高度位置参数和速度参数，所述步骤S15可以包括以下子步骤：

S151、采用所述高度位置参数和所述速度参数计算当前功率输出值。

该高度位置参数为激光焊枪与待焊接物的相互之间的高度距离，该速度参数为用户手持激光焊枪来回移动的速度。该当前功率输出值为在当前的高度位置参数和速度参数的情况下，振镜电机输出的激光功率值。

S152、判断所述当前功率输出值与预设功率输出值是否相同。

预设功率输出值为用户预先设定的在一定的移动速度和相对角度或相对位置下所需要的输出激光的功率值，可以是用户预先设定的符合用户焊枪需要的输出激光值，在实际操作中，也可以根据焊接的物体的材质或精度进行设定。

在获取当前功率输出值后，可以比较当前功率输出值和预设功率输出值的数值大小，若当前功率输出值和预设功率输出值的数值不同，则可以调整当前功率输出值，若当前功率输出值和预设功率输出值的数值相同，则可以不调整当前功率输出值。

例如，在激光焊枪与待焊接物相互之间的高度距离较远时，可以适当增加当前功率输出值；在激光焊枪与待焊接物相互之间的高度距离较近时，可以适当减少当前功率输出值。又例如，在速度较快时，可以适当减少当前功率输出值；在速度较慢时，可以适当增加当前功率输出值。

S153、若所述当前功率输出值与预设功率输出值不相同时，则通过预设的PID控制算法，计算将所述当前功率输出值调整至预设功率输出值所需要的变化功率值。

S154、将所述变化功率值发送至所述激光电源，使所述激光电源采用所述变化功率值调整调整输出激光的功率。

在实际操作中，当当前功率输出值与预设功率输出值的数值不相同时，则需要调整当前功率输出值。在实际操作中，可以通过预设的PID控制算法计算将所述当前功率输出值调整至预设功率输出值所需要的变化功率值。

将变化功率值发送至激光电源。具体地，可以发送至激光电源控制器，激光电源控制器可以根据变化功率值计算调整所需的功率，然后激光电源控制器可以采用调整后的功率生成并输出激光，使得当前输出的激光功率值可以与预设功率输出值相同。

通过检测激光焊枪当前的高度位置参数和速度参数，可以实现的双闭环反馈控制，可以更精确地控制激光电源的输出功率，从而解决工人操作的不稳定性和差异性而造成的焊接质量差、能量控制精度差和稳定性差等问题，提高焊接质量。

在本实施例中，本发明实施例提供了一种手持式激光焊接设备的控制方法，其有益效果在于：本发明可以根据用户设定的参数输出稳定的正弦波形，以正弦波代替三角波，从而可以更好地保护了振镜电机，即使在高振动频率的情况下，也可以更缓和地形成的直线能量输出，使得激光的直线能量分布更均匀，不但可以增强激光输出的稳定性，也可以实现激光可控的效果，方便用户操作；同时在作业时检测激光焊枪的速度和位置等参数，可以实现激光能量的实时跟随和反馈控制，使得输出的激光满足当前的焊接要求，提高激光输出精度，不但可以提高焊接质量，也可以较少焊接难度，减轻操作人员的劳动强度。

本发明实施例还提供了一种手持式激光焊接设备的控制装置，参见图4，示出了本发明一实施例提供的一种手持式激光焊接设备的控制装置的结构示意图。

其中，作为示例的，所述手持式激光焊接设备的控制装置可以包括：

获取模块401，用于分别获取用户输入的设定参数和所述激光焊枪的状态参数；

控制模块402，用于根据所述设定参数控制所述激光电源输出激光至所述振镜电机，以及根据所述设定参数生成正弦波形，以所述正弦波形控制所述振镜电机反射激光至所述激光焊枪；

调整模块403，用于根据所述状态参数确定调整所述激光电源所需的变化功率值，并控制所述激光电源根据所述变化功率值，调整输出激光的振幅和频率，再将调整后的激光传输给所述振镜电机，并由所述振镜电机反射调整后的激光。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述生成模块还用于：

所述振镜电机设有用于反射激光的振镜；

所述设定参数包括设定振幅、设定频率；

根据所述设定振幅和所述设定频率生成正弦波形；

将所述正弦波形进行模数转换生成标准电压值；

通过预设的脉宽调制将所述标准电压值发送至所述振镜电机，供所述振镜电机控制所述振镜转动以发射激光至所述激光焊枪。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

转速参数模块，用于获取所述振镜的转速参数，采用所述转速参数计算所述振镜电机的输入电压值；

电压判断模块，用于判断所述输入电压值与所述标准电压值是否相同；

电压相同模块，用于若所述输入电压值与所述标准电压值相同，则以所述输入电压值为标准电压值；

电压不同模块，用于若所述当前电压值与所述标准电压值不相同，则保持所述标准电压值。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述生成模块还用于：

所述激光电源设有激光电源控制器；

所述设定参数包括设定功率和设定占空比；

根据所述设定功率和所述设定占空比控制所述激光电源控制器生成激光，并将激光输出至所述振镜电机。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述激光电源还设有反射检测器和控制回路，所述装置还包括：

检测功率模块，用于获取所述反射检测器发送的检测功率和所述激光电源控制器生成的激光的输出功率，所述检测功率为所述反射检测器检测所述激光焊枪接收所述振镜电机反射的激光的功率；

比较功率模块，用于比较所述检测功率与所述输出功率，并根据比较结果控制所述控制回路调整所述激光电源控制器生成激光。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述状态参数包括焊枪的高度位置参数和速度参数；

所述调整模块还用于：

当前功率模块，用于采用所述高度位置参数和所述速度参数计算当前功率输出值；

判断功率模块，用于判断所述当前功率输出值与预设功率输出值是否相同；

调整功率模块，用于若所述当前功率输出值与预设功率输出值不相同时，则通过预设的PID控制算法，计算将所述当前功率输出值调整至预设功率输出值所需要的变化功率值；

发送功率模块，用于将所述变化功率值发送至所述激光电源，使所述激光电源采用所述变化功率值调整调整输出激光的功率。

本发明实施例还提供了一种手持式激光焊接设备的控制系统，参见图5，示出了本发明一实施例提供的一种手持式激光焊接设备的控制系统的结构示意图。

其中，作为示例的，所述手持式激光焊接设备的控制系统可以包括：

依次连接的管理层、控制层和设备检测层，以及如上所述手持式激光焊接设备的控制装置，其中所述手持式激光焊接设备的控制装置应用在所述管理层、控制层或设备检测层；

所述管理层用于接收用户输入的设定参数，对所述设定参数进行状态监控、数据管理、操作控制以及将所述设定参数发送至所述控制层；

所述设备检测层用于检测激光焊枪的使用状态得到状态参数，并将所述状态参数发送至所述控制层；

所述控制层用于与所述管理层和所述设备检测层进行通讯和数据交换，并根据所述设定参数生成正弦波形，以所述正弦波形控制激光电源的输出能量和输出功率，从而生成输送至所述振镜电机的激光，以及根据所述状态参数确定调整所述振镜电机所需的变化功率值，并控制所述振镜电机根据所述变化功率值，调整输出所述激光的振幅和频率，再将调整后的激光传输给所述激光焊枪。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述设备检测层包括手持式的激光焊枪、激光电源、振镜电机、气保护系统、水冷系统、位置检测器和速度检测器；

所述激光焊枪分别与激光电源、振镜电机、气保护系统、水冷系统、位置检测器和速度检测器连接。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述控制层包括PLC系统、IPG控制系统和伺服控制器；

所述PLC系统分别与所述IPG控制系统和伺服控制器连接；

所述IPG控制系统与所述激光电源连接，所述伺服控制器与所述振镜电机连接，所述PLC系统分别与所述气保护系统和所述水冷系统连接。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述管理层包括上位机系统；

所述上位机系统与所述PLC系统连接，该上位机可以设有输入端口或控制屏幕，可以通过输入端口或控制屏幕接收用户输入的设定参数。

具体地，上位机系统可以通过PROFINET网络与PLC系统通信连接。

进一步的，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例所述的手持式激光焊接设备的控制方法。

进一步的，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上述实施例所述的手持式激光焊接设备的控制方法。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种手持式激光焊接设备的控制方法，其特征在于，所述手持式激光焊接设备设有激光焊枪、激光电源和振镜电机，所述控制方法包括：

分别获取用户输入的设定参数和所述激光焊枪的状态参数；

根据所述设定参数控制所述激光电源输出激光至所述振镜电机，以及根据所述设定参数生成正弦波形，以所述正弦波形控制所述振镜电机反射激光至所述激光焊枪；

根据所述状态参数确定调整所述激光电源所需的变化功率值，并控制所述激光电源根据所述变化功率值，调整输出激光的功率，再将调整后的激光传输给所述振镜电机，并由所述振镜电机反射调整后的激光。

2.根据权利要求1所述的手持式激光焊接设备的控制方法，其特征在于，所述根据所述设定参数生成正弦波形，以所述正弦波形控制所述振镜电机反射激光至所述激光焊枪，包括：

所述振镜电机设有用于反射激光的振镜；

所述设定参数包括设定振幅、设定频率；

根据所述设定振幅和所述设定频率生成正弦波形；

将所述正弦波形进行模数转换生成标准电压值；

通过预设的脉宽调制将所述标准电压值发送至所述振镜电机，供所述振镜电机控制所述振镜转动以发射激光至所述激光焊枪。

3.根据权利要求2所述的手持式激光焊接设备的控制方法，其特征在于，在所述通过预设的脉宽调制将所述标准电压值发送至所述振镜电机的步骤前，所述方法还包括：

获取所述振镜的转速参数，采用所述转速参数计算所述振镜电机的输入电压值；

判断所述输入电压值与所述标准电压值是否相同；

若所述输入电压值与所述标准电压值相同，则以所述输入电压值为标准电压值；

若所述当前电压值与所述标准电压值不相同，则保持所述标准电压值。

4.根据权利要求1所述的手持式激光焊接设备的控制方法，其特征在于，所述根据所述设定参数控制所述激光电源输出激光至所述振镜电机，包括：

所述激光电源设有激光电源控制器；

所述设定参数包括设定功率和设定占空比；

根据所述设定功率和所述设定占空比控制所述激光电源控制器生成激光，并将激光输出至所述振镜电机。

5.根据权利要求4所述的手持式激光焊接设备的控制方法，其特征在于，所述激光电源还设有反射检测器和控制回路，所述方法还包括：

获取所述反射检测器发送的检测功率和所述激光电源控制器生成的激光的输出功率，所述检测功率为所述反射检测器检测所述激光焊枪接收所述振镜电机反射的激光的功率；

比较所述检测功率与所述输出功率，并根据比较结果控制所述控制回路调整所述激光电源控制器生成激光。

6.根据权利要求1所述的手持式激光焊接设备的控制方法，其特征在于，所述状态参数包括焊枪的高度位置参数和速度参数；

所述根据所述状态参数确定调整所述激光电源所需的变化功率值，并控制所述激光电源根据所述变化功率值，调整输出激光的功率，包括：

采用所述高度位置参数和所述速度参数计算当前功率输出值；

判断所述当前功率输出值与预设功率输出值是否相同；

若所述当前功率输出值与预设功率输出值不相同时，则通过预设的PID控制算法，计算将所述当前功率输出值调整至预设功率输出值所需要的变化功率值；

将所述变化功率值发送至所述激光电源，使所述激光电源采用所述变化功率值调整调整输出激光的功率。

7.一种手持式激光焊接设备的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于分别获取用户输入的设定参数和所述激光焊枪的状态参数；

控制模块，用于根据所述设定参数控制所述激光电源输出激光至所述振镜电机，以及根据所述设定参数生成正弦波形，以所述正弦波形控制所述振镜电机反射激光至所述激光焊枪；

调整模块，用于根据所述状态参数确定调整所述激光电源所需的变化功率值，并控制所述激光电源根据所述变化功率值，调整输出激光的振幅和频率，再将调整后的激光传输给所述振镜电机，并由所述振镜电机反射调整后的激光。

8.一种手持式激光焊接设备的控制系统，其特征在于，包括依次连接的管理层、控制层和设备检测层，以及如权利要求7所述手持式激光焊接设备的控制装置，其中所述手持式激光焊接设备的控制装置应用在所述管理层、控制层或设备检测层；

所述管理层用于接收用户输入的设定参数，对所述设定参数进行状态监控、数据管理、操作控制以及将所述设定参数发送至所述控制层；

所述设备检测层用于检测激光焊枪的使用状态得到状态参数，并将所述状态参数发送至所述控制层；

所述控制层用于与所述管理层和所述设备检测层进行通讯和数据交换，根据所述设定参数控制所述激光电源输出激光至所述振镜电机，并根据所述设定参数生成正弦波形，以所述正弦波形控制所述振镜电机反射激光至所述激光焊枪，以及根据所述状态参数确定调整所述激光电源所需的变化功率值，并控制所述激光电源根据所述变化功率值，调整输出激光的功率，再将调整后的激光传输给所述振镜电机，并由所述振镜电机反射调整后的激光。

9.根据权利要求8所述的手持式激光焊接设备的控制系统，其特征在于，所述设备检测层包括手持式的激光焊枪、激光电源、振镜电机、气保护系统、水冷系统、位置检测器和速度检测器；

所述激光焊枪分别与激光电源、振镜电机、气保护系统、水冷系统、位置检测器和速度检测器连接。

10.根据权利要求9所述的手持式激光焊接设备的控制系统，其特征在于，所述控制层包括PLC系统、IPG控制系统和伺服控制器，所述管理层包括上位机系统；

所述PLC系统分别与所述IPG控制系统、所述伺服控制器和所述上位机系统连接；

所述IPG控制系统与所述激光电源连接，所述伺服控制器与所述振镜电机连接，所述PLC系统分别与所述气保护系统和所述水冷系统连接。

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