CN112743242A - 调高器的高精度控制方法、装置和调高器控制设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种调高器的高精度控制方法、装置和调高器控制设备，一方面通过控制振荡电路对由喷嘴和待切割工件组成的电容进行充放电，并获取充放电回路中电信号的信号频率，从而根据信号频率获取喷嘴和待切割工件之间的间距值；另一方面可直接获取编码器测量的调高器的当前高度，最终根据间距值确定由间距值和/或当前高度对调高器的高度进行反馈控制，提高了反馈控制的灵活性。

Description

调高器的高精度控制方法、装置和调高器控制设备

技术领域

本申请涉及激光切割技术领域，特别是涉及一种调高器的高精度控制方法、装置和调高器控制设备。

背景技术

随着激光器价格的逐年降低，激光切割由于其速度快，效率和精度高等优点逐渐得到广泛推广。在激光切割进行的过程中，为了使切口处获得最大的功率密度及辅助气体压强，需要调高设备实时检测并控制喷嘴和板材之间的间距，保证激光的焦点在整个切割过程中，位于工件表面以下靠近材料上表面板厚的1/3处。

传统技术中，是通过采用编码器和电容传感器中其中一者测量的间距信息或高度信息，对调高设备相对于工件的高度进行反馈控制，然而编码器的测量需要依赖传动装置，容易产生机械误差，而电容传感器也受量程限制，测量范围有限，该种采用唯一的反馈控制方法对调高设备进行控制，灵活性较低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种调高器的高精度控制方法、装置和调高器控制设备，以克服上述现有技术中不能精确控制调高器高度的问题。

一种调高器的高精度控制方法，所述方法包括：

控制振荡电路对电容进行充放电，所述电容包括由喷嘴和待切割工件组成的极板；

获取充放电回路中电信号的信号频率，并根据所述信号频率获取所述喷嘴和所述待切割工件之间的间距值；

获取编码器测量的雕刻头的当前高度；

根据所述间距值生成调高器的高度控制策略，所述高度控制策略包括根据所述间距值和/或所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

在其中一个实施例中，所述根据所述间距值生成调高器的高度控制策略包括：

若所述间距值超过间距阈值，则根据所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制；

若所述间距值未超过所述间距阈值，则根据所述间距值和所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

在其中一个实施例中，所述根据所述间距值生成调高器的高度控制策略还包括：

获取指令速度；

若所述指令速度不为零，则根据所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制；

若所述间距值未超过所述间距阈值，且所述指令速度为零，则根据所述间距值对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

在其中一个实施例中，所述根据所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制，包括：

根据所述当前高度和目标高度计算第一跟随高度误差；

根据所述第一跟随高度误差对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

在其中一个实施例中，所述根据所述间距值和所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制包括：

根据所述间距值和目标间距值计算第二跟随高度误差；

根据所述第二跟随高度误差获取高度校正值；

根据所述当前高度、所述高度校正值和目标高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

在其中一个实施例中，所述根据所述间距值对所述雕刻头的高度进行反馈控制包括：

根据所述间距值和目标间距值计算第二跟随高度误差；

根据所述第二跟随高度误差对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

在其中一个实施例中，所述获取充放电回路中电信号的信号频率包括：

对所述电信号进行差分放大处理；

将所述电信号由时域转换到频域；

获取所述电信号的一次谐波所对应的频率，以作为所述信号频率。

一种调高器的高精度控制装置，包括：

第一控制模块，用于控制振荡电路对电容进行充放电，所述电容包括由喷嘴和待切割工件组成的极板；

间距获取模块，用于获取充放电回路中电信号的信号频率，并根据所述信号频率获取所述喷嘴和所述待切割工件之间的间距值；

高度获取模块，用于获取编码器测量的雕刻头的当前高度；

第二控制模块，用于根据所述间距值生成调高器的高度控制策略，所述高度控制策略包括根据所述间距值和/或所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

一种调高器控制设备，包括：雕刻头、调高器、编码器、振荡电路和控制器，

所述雕刻头包括喷嘴；

所述调高器与所述雕刻头连接，用于调节所述雕刻头的高度；

所述控制器分别与所述振荡电路、所述调高器和所述编码器连接，用于

控制所述振荡电路对电容进行充放电，所述电容包括由所述喷嘴和待切割工件组成的极板；

获取充放电回路中电信号的信号频率；

根据所述信号频率计算所述喷嘴和待切割工件之间的间距值；

获取编码器测量的所述雕刻头的当前高度；

根据所述间距值生成调高器的高度控制策略，所述高度控制策略包括根据所述间距值和/或所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

在其中一个实施例中，所述调高器包括：

丝杠，与所述雕刻头连接；

电机，分别与控制器、所述丝杠和所述编码器连接，用于根据所述高度控制策略驱动所述丝杠调整所述雕刻头的高度；

所述编码器还用于测量所述电机的转角以作为所述雕刻头的当前高度。

上述调高器的高精度控制方法、装置和调高器控制设备，一方面通过控制振荡电路对由喷嘴和待切割工件组成的电容进行充放电，并获取充放电回路中电信号的信号频率，从而根据信号频率获取喷嘴和待切割工件之间的间距值；另一方面可直接获取编码器测量的调高器的当前高度，最终根据间距值确定由间距值和/或当前高度对调高器的高度进行反馈控制，提高了反馈控制的灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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申请的一些实施例，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为一实施例的调高器的高精度控制方法的流程示意图；

图2为一实施例的振荡电路的电路结构图；

图3为另一实施例的高精度控制方法的流程示意图；

图4为一实施例的调高器的控制原理框图；

图5为另一实施例的高精度控制方法的流程示意图；

图6为另一实施例的调高器的控制原理框图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

图1为一实施例的调高器的高精度控制方法的流程示意图，可应用于对雕刻头进行高度调节的调高器，如图1所示，该高精度控制方法包括步骤S110至步骤S150。

步骤S110，控制振荡电路对电容进行充放电，电容包括由喷嘴和待切割工件组成的极板。

其中，振荡电路可包括克拉普振荡器。

步骤S120，获取充放电回路中电信号的信号频率，并根据信号频率获取喷嘴和待切割工件之间的间距值。

可以理解，传统电容测试方法是通过对由喷嘴和待切割工件组成的极板进行充电，从而在极板两端形成电压模拟信号，然后通过测量信号平均电压值来推算电容的极板间距，该方法在模拟信号传输过程中容易受到干扰，对传输信号的电缆长度即质量要求较高，无法实现远距离传输，且现场调试复杂，导致难以对微小电容进行精确测量；而本实施例是基于电容传感器原理，通过采用振荡电路对电容进行反复充放电，从而使回路中产生高频数字信号，此时可获取充放电回路中电信号的信号频率，并进一步获取喷嘴和待切割工件之间的间距值。

具体的，在获取到信号频率后，可通过计算的方法得到间距值，以克拉普振荡器为例，如图2所示，极板连接在振荡器中作为电容C₃，由于极板的电容C₃远小于C₁和C₂，所以可以将三个电容串联后的总电容近似为C₃，通过振荡器对电容进行反复充放电并获取整个电路的信号频率f后，即可根据以下公式计算出电容C₃：

其中，L为总电感量，等于为L1与L2之和。

在计算出极板的电容值后，还可根据电容值计算出间距值，公式如下：

其中，ε为极板间介质的介电常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k为静电力常量。

步骤S130，获取编码器测量的雕刻头的当前高度。

可以理解，调高器可包括旋转电机和丝杆，丝杆与雕刻头连接，通过旋转电机驱动丝杆旋转可调节雕刻头的高度，同时编码器可与旋转电机固定连接，用于测量旋转电机转子转动的角度，其中，转子转动的角度与雕刻头的当前高度一一对应，因此可以以编码器测量的转角来表征雕刻头的当前高度。

步骤S140，根据所述间距值生成调高器的高度控制策略，所述高度控制策略包括根据所述间距值和/或所述当前高度对所述调高器的高度进行反馈控制。

可以理解，利用电容传感器测量原理更适合对小数值进行测量，其测量值更准确，测量精度更高，而编码器更适合对大数值进行测量，其测量范围更大，不易超量程，通过将间距值列入考虑因素，可以避免间距过大导致电容传感器超量程，以及间距过小导致编码器测量误差大，因此提高了测量精度。

本发明实施例的调高器的高精度控制方法，一方面通过控制振荡电路对由喷嘴和待切割工件组成的电容进行充放电，并获取充放电回路中电信号的信号频率，从而根据信号频率获取喷嘴和待切割工件之间的间距值；另一方面可直接获取编码器测量的调高器的当前高度，最终根据间距值确定由间距值和/或当前高度对调高器的高度进行反馈控制，提高了反馈控制的灵活性。

图3为另一实施例的高精度控制方法的流程示意图，本实施例与图1实施例相比区别仅在于，根据间距值生成调高器的高度控制策略还包括步骤S141至步骤S142。

步骤S141，若间距值超过间距阈值，则根据当前高度对雕刻头的高度进行反馈控制。

可以理解，间距阈值可为电容传感器的量程最大值，超过该间距阈值可能使得测量得到的间距值不准确，此时改为利用编码器测得的当前高度对雕刻头的高度进行反馈控制。

在一个实施例中，根据当前高度对雕刻头的高度进行反馈控制可包括：根据当前高度和目标高度计算第一跟随高度误差，然后根据第一跟随高度误差对雕刻头的高度进行反馈控制。具体的，可采用多个控制器实施本实施例的控制方法，如图4所示，若间距值超过间距阈值，则S断开，位置环控制器根据第一跟随高度误差生成位置环控制量，并传输至速度环控制器，速度环控制器根据位置环控制量以及经微分环节处理得到的当前速度生成速度环控制量，从而传输至调高器进行雕刻头的高度调节，实现了以当前高度对调高器进行闭环控制。

步骤S142，若间距值未超过间距阈值，则根据间距值和当前高度对雕刻头的高度进行反馈控制。

可以理解，若间距值未超过该间距阈值，为提高控制精度，可采用基于电容传感器原理测得的间距值和编码器测得的当前高度对雕刻头的高度进行反馈控制。

在一个实施例中，根据间距值和当前高度对雕刻头的高度进行反馈控制包括：根据间距值和目标间距值计算第二跟随高度误差，然后根据第二跟随高度误差获取高度校正值，最后根据当前高度、高度校正值和目标高度对雕刻头的高度进行反馈控制。具体的，如图4所示，若间距值超过间距阈值，则S导通，跟随高度控制器根据第二跟随高度误差生成高度校正值，然后根据高度校正值、当前高度以及目标高度计算第三跟随高度误差并传输至位置环控制器，位置环控制器根据第三跟随高度误差生成位置环控制量，并传输至速度环控制器，速度环控制器根据位置环控制量以及经微分环节处理得到的当前速度生成速度环控制量，从而传输至调高器进行高度调节，实现了同时以间距值和当前高度对调高器进行闭环控制。

其中，各控制器可为积分-微分(PID)控制器。

本实施例的高精度控制方法根据间距值的数值大小来选择以编码器测得的当前高度单独对调高器进行闭环控制，或者同时以编码器测得的当前高度以及电容传感器测得的间距值对调高器进行闭环控制，如此提高了调高器的控制精度，另外，由于增设了跟随高度控制器，使得电容传感器测量值由跟随高度控制器处理，而编码器测量值由位置环控制器处理，提升了调高器的稳定性，避免两个测量值共用同一控制器时由于切换反馈控制策略从而导致的振动。

图5为另一实施例的高精度控制方法的流程示意图，本实施例与图1实施例相比区别仅在于，根据间距值生成调高器的高度控制策略还包括步骤S151至步骤S153。

步骤S151，获取指令速度。

可以理解，指令速度可人为设置，可用于调节调高器控制雕刻头上下移动的速度。

步骤S152，若指令速度不为零，则根据当前高度对雕刻头的高度进行反馈控制。

在一个实施例中，根据当前高度对雕刻头的高度进行反馈控制可包括：根据当前高度和目标高度r计算第一跟随高度误差，然后根据第一跟随高度误差对雕刻头的高度进行反馈控制。具体的，如图6所示，若指令速度不为零，则K1导通，位置环控制器根据第一跟随高度误差生成位置环控制量，并传输至速度环控制器，速度环控制器根据位置环控制量以及经微分环节处理得到的当前速度生成速度环控制量，从而传输至调高器进行雕刻头的高度调节，实现了以当前高度对调高器进行闭环控制。

步骤S153，若间距值未超过间距阈值，且指令速度为零，则根据间距值对雕刻头的高度进行反馈控制。

在一个实施例中，根据间距值对雕刻头的高度进行反馈控制可包括：根据间距值和目标间距值计算第二跟随高度误差，然后根据第二跟随高度误差对雕刻头的高度进行反馈控制。具体的，如图6所示，若间距值未超过间距阈值，且指令速度为零，则K2导通，位置环控制器根据第二跟随高度误差生成位置环控制量，并传输至速度环控制器，速度环控制器根据位置环控制量以及经微分环节处理得到的当前速度生成速度环控制量，从而传输至调高器进行高度调节，实现了以间距值对调高器进行闭环控制。

本实施例通过获取指令速度，并在指令速度不为零的情况下，为减小跟随误差，则根据编码器测量的当前高度对调高器的高度进行反馈控制，而在指令速度为零的情况下，则根据测得的间距值对调高器的高度进行反馈控制，利用该种控制策略能够实现调高器的高精度运动。

在一个实施例中，获取充放电回路中电信号的信号频率可包括：对电信号进行差分放大处理，然后将电信号由时域转换到频域，并获取电信号的一次谐波所对应的频率，以作为信号频率。

具体的，振荡电路在对电容进行充放电时，充放电回路中的电信号比较微弱，因此可进行差分放大得到5V方波信号输出，然后将放大后的方波信号由时域转换到频域，并获取频域信号一次谐波所对应的频率，以作为信号频率，该方法能够解决由于加工现场复杂，环境恶劣，辐射、电磁干扰严重等因素导致的方波信号极其容易受到干扰的问题，从而获取到准确的信号频率。

本发明实施例还提供一种调高器的高精度控制装置，包括第一控制模块、间距获取模块、高度获取模块和第二控制模块。

其中，控制模块用于控制振荡电路对电容进行充放电，电容包括由喷嘴和待切割工件组成的极板；间距获取模块用于获取充放电回路中电信号的信号频率，并根据信号频率获取喷嘴和待切割工件之间的间距值；高度获取模块用于获取编码器测量的雕刻头的当前高度；第二控制模块用于根据间距值生成调高器的高度控制策略，高度控制策略包括根据间距值和/或当前高度对雕刻头的高度进行反馈控制。

在一个实施例中，第二控制模块还用于若所述间距值超过间距阈值，则根据当前高度对雕刻头的高度进行反馈控制；若间距值未超过间距阈值，则根据间距值和当前高度对雕刻头的高度进行反馈控制。

在一个实施例中，调高器的高精度控制装置还包括指令速度获取模块，用于获取指令速度，第二控制模块还用于若指令速度不为零，则根据当前高度对雕刻头的高度进行反馈控制；若间距值未超过间距阈值，且指令速度为零，则根据间距值对雕刻头的高度进行反馈控制。

在一个实施例中，第二控制模块还用于根据当前高度和目标高度计算第一跟随高度误差；根据第一跟随高度误差对雕刻头的高度进行反馈控制。

在一个实施例中，第二控制模块还用于根据间距值和目标间距值计算第二跟随高度误差，然后根据第二跟随高度误差获取高度校正值，最终根据当前高度、高度校正值和目标高度对雕刻头的高度进行反馈控制。

在一个实施例中，第二控制模块还用于根据间距值和目标间距值计算第二跟随高度误差，然后根据第二跟随高度误差对雕刻头的高度进行反馈控制。

在一个实施例中，间距获取模块还用于对电信号进行差分放大处理，然后将电信号由时域转换到频域，并获取电信号的一次谐波所对应的频率，以作为信号频率。

本发明实施例还提供一种调高器控制设备，包括：雕刻头、调高器、编码器、振荡电路和控制器，其中，雕刻头包括喷嘴；调高器与雕刻头连接，用于调节雕刻头的高度；控制器分别与振荡电路、调高器和编码器连接，用于控制振荡电路对电容进行充放电，其中电容包括由喷嘴和待切割工件组成的极板，然后获取充放电回路中电信号的信号频率，并根据信号频率计算喷嘴和待切割工件之间的间距值；另外控制器还获取编码器测量的雕刻头的当前高度，最终根据间距值生成调高器的高度控制策略，高度控制策略包括根据间距值和/或当前高度对雕刻头的高度进行反馈控制。

在一个实施例中，调高器还可包括丝杠和电机，其中丝杠与雕刻头连接；电机分别与控制器、丝杠和编码器连接，用于根据高度控制策略驱动丝杠调整雕刻头的高度；编码器还用于测量电机的转角以作为雕刻头的当前高度。

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，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种调高器的高精度控制方法，所述方法包括：

控制振荡电路对电容进行充放电，所述电容包括由喷嘴和待切割工件组成的极板；

获取充放电回路中电信号的信号频率，并根据所述信号频率获取所述喷嘴和所述待切割工件之间的间距值；

获取编码器测量的雕刻头的当前高度；

根据所述间距值生成调高器的高度控制策略，所述高度控制策略包括根据所述间距值和/或所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

2.根据权利要求1所述的高精度控制方法，其特征在于，所述根据所述间距值生成调高器的高度控制策略包括：

若所述间距值超过间距阈值，则根据所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制；

若所述间距值未超过所述间距阈值，则根据所述间距值和所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

3.根据权利要求1所述的高精度控制方法，其特征在于，所述根据所述间距值生成调高器的高度控制策略还包括：

获取指令速度；

若所述指令速度不为零，则根据所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制；

若所述间距值未超过所述间距阈值，且所述指令速度为零，则根据所述间距值对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

4.根据权利要求2或3任一项所述的高精度控制方法，其特征在于，所述根据所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制，包括：

根据所述当前高度和目标高度计算第一跟随高度误差；

根据所述第一跟随高度误差对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

5.根据权利要求2所述的高精度控制方法，其特征在于，所述根据所述间距值和所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制包括：

根据所述间距值和目标间距值计算第二跟随高度误差；

根据所述第二跟随高度误差获取高度校正值；

根据所述当前高度、所述高度校正值和目标高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

6.根据权利要求3所述的高精度控制方法，其特征在于，所述根据所述间距值对所述雕刻头的高度进行反馈控制包括：

根据所述间距值和目标间距值计算第二跟随高度误差；

根据所述第二跟随高度误差对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

7.根据权利要求1所述的高精度控制方法，其特征在于，所述获取充放电回路中电信号的信号频率包括：

对所述电信号进行差分放大处理；

将所述电信号由时域转换到频域；

获取所述电信号的一次谐波所对应的频率，以作为所述信号频率。

8.一种调高器的高精度控制装置，其特征在于，包括：

第一控制模块，用于控制振荡电路对电容进行充放电，所述电容包括由喷嘴和待切割工件组成的极板；

间距获取模块，用于获取充放电回路中电信号的信号频率，并根据所述信号频率获取所述喷嘴和所述待切割工件之间的间距值；

高度获取模块，用于获取编码器测量的雕刻头的当前高度；

第二控制模块，用于根据所述间距值生成调高器的高度控制策略，所述高度控制策略包括根据所述间距值和/或所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

9.一种调高器控制设备，包括：雕刻头、调高器、编码器、振荡电路和控制器，

所述雕刻头包括喷嘴；

所述调高器与所述雕刻头连接，用于调节所述雕刻头的高度；

所述控制器分别与所述振荡电路、所述调高器和所述编码器连接，用于

控制所述振荡电路对电容进行充放电，所述电容包括由所述喷嘴和待切割工件组成的极板；

获取充放电回路中电信号的信号频率；

根据所述信号频率计算所述喷嘴和待切割工件之间的间距值；

获取编码器测量的所述雕刻头的当前高度；

根据所述间距值生成调高器的高度控制策略，所述高度控制策略包括根据所述间距值和/或所述当前高度对所述雕刻头的高度进行反馈控制。

10.根据权利要求9所述的调高器控制设备，其特征在于，所述调高器包括：

丝杠，与所述雕刻头连接；

电机，分别与控制器、所述丝杠和所述编码器连接，用于根据所述高度控制策略驱动所述丝杠调整所述雕刻头的高度；

所述编码器还用于测量所述电机的转角以作为所述雕刻头的当前高度。

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