CN113540954B - 一种激光器及总线型激光控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光器技术领域，公开一种激光器及总线型激光控制系统。激光器包括激光主控模块与至少两个激光从控模块，激光主控模块基于超高速通信总线与每个激光从控模块互相传输交互信息，以进行同步控制，因此，激光器内的控制信号无需作模拟转换，激光主控模块通过超高速通信总线都可以高速统筹各个激光从控模块的出光控制，从而提高出光的同步性和实时性，使得控制信号更加稳定可靠。

Description

一种激光器及总线型激光控制系统

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种激光器及总线型激光控制系统。

背景技术

随着激光技术的发展，各类激光器广泛应用于各类生产环节，诸如打标，切割等环节。传统激光器内部各个模块之间的通信方式都是采用传统串行通信方式，比如CAN总线，RS485总线，RS232总线，RS422总线等。

然而，激光器采用传统串行通讯方式传输激光信号和状态信号时，存在通信速度慢，同步性差，会造成各个激光驱动板输出的开关光信号出现延时现象，已经满足不了高实时性的客户系统需求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种激光器及总线型激光控制系统，其实时性比较好。

本发明实施例解决其技术问题采用以下技术方案：

一种激光器，包括激光主控模块与至少两个激光从控模块，所述激光主控模块基于超高速通信总线与每个所述激光从控模块互相传输交互信息，以进行同步控制。

可选的，交互信息包括激光状态信息；

每个所述激光从控模块能够基于超高速通信总线，反馈所述激光状态信息至所述激光主控模块，以使所述激光主控模块根据所述激光状态信息，同步控制对应的激光从控模块的工作状态。

可选的，交互信息包括激光控制信息；

所述激光主控模块能够基于超高速通信总线，发送所述激光控制信息至对应的所述激光从控模块，以使对应的所述激光从控模块根据所述激光控制信息，调节工作状态。

可选的，每个所述激光从控模块都包括：

泵浦驱动单元；

激光从控主单元，与所述泵浦驱动单元电连接，且基于超高速通信总线与所述激光主控模块通信，用于根据所述激光控制信息，控制所述泵浦驱动单元的工作状态，其中，所述激光从控主单元包括第一从控单元与第二从控单元，所述第一从控单元基于超高速通信总线与所述激光主控模块通信，用于根据所述激光控制信息，产生控制指令，所述第二从控单元分别与所述第一从控单元和所述泵浦驱动单元电连接，根据所述控制指令，控制所述泵浦驱动单元的工作状态。

可选的，所述泵浦驱动单元的工作状态包括实时工作状态与非实时工作状态；

所述第二从控单元采集所述泵浦驱动单元的实时状态信息，并根据所述实时状态信息，闭环调节所述泵浦驱动单元的实时工作状态；

所述第一从控单元闭环采集所述泵浦驱动单元的非实时状态信息，并根据所述非实时状态信息，产生调节指令，以使所述第二从控单元根据所述调节指令，调节所述泵浦驱动单元的非实时工作状态，和/或，所述第一从控单元根据所述非实时状态信息，基于超高速通信总线向所述激光主控模块反馈激光状态信息。

可选的，所述第二从控单元配置有外部存储器；

所述第一从控单元响应于固件更新指令，将升级固件写入所述外部存储器，并控制所述第二从控单元加载所述升级固件，以执行固件更新操作。

可选的，所述激光从控模块还包括外控线单元，所述外控线单元分别与所述泵浦驱动单元和所述第二从控单元电连接，用于控制对应泵浦驱动单元的工作状态。

可选的，所述激光主控模块包括：

第一主控单元，基于超高速通信总线与每个所述激光从控模块通信，用于根据交互信息，同步控制每个所述激光从控模块，其中，所述第一主控单元根据所述上位机指令和/或激光状态信息，基于超高速通信总线发送激光控制信息至对应的所述激光从控模块；

第二主控单元，与所述第一主控单元电连接，用于发送上位机指令至所述第一主控单元，以控制所述第一主控单元的工作状态。

可选的，所述第一主控单元包括：

主控制器，烧录有远程更新监控程序和移动终端监控程序；

超高速通信模块，与主控制器电连接；

若干个波长接口模块，与所述主控制器电连接，每个所述波长接口模块都能够控制所述主控制器进入不同波长激光模式；

设备接口模块，与所述主控制器电连接；

通讯模块，与所述主控制器电连接。

本发明实施例解决其技术问题还采用以下技术方案：

一种总线型激光控制系统，包括：

激光加工头；

总线型远程IO设备；

所述的激光器，基于所述总线型远程IO设备与所述激光加工头通信；

运动控制设备，基于超高速通信总线与所述激光器通信；

客户主站，基于超高速通信总线与所述运动控制设备通信；

激光加工辅助设备，基于所述总线型远程IO设备与所述激光器通信；

所述运动控制设备包括机床或焊接机器人。

与现有技术相比较，在本发明实施例的激光器中，激光器包括激光主控模块与至少两个激光从控模块，激光主控模块基于超高速通信总线与每个激光从控模块进行交互同步控制，因此，激光器内的控制信号无需作模拟转换，激光主控模块通过超高速通信总线都可以高速统筹各个激光从控模块的出光控制，从而提高出光的同步性和实时性，使得控制信号更加稳定可靠。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本发明实施例提供的一种激光器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种支持环形冗余的线性拓扑结构的激光器的结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的一种激光器的结构示意图；

图4为图3所示的激光从控模块的结构示意图；

图5为图3所示的激光主控模块的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种总线型激光控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“电连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”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”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明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，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一：

本发明实施例提供一种激光器，本文提供的激光器可以为任意合适类型激光器，诸如连续激光器、脉冲激光器、超短脉冲激光器、稳频激光器、可调谐激光器、多模激光器、锁模激光器或Q开关激光器。

请参阅图1，激光器100包括激光主控模块11与至少两个激光从控模块12，激光主控模块11基于超高速通信总线与每个激光从控模块12互相传输交互信息，以进行同步控制，其中，超高速通信总线可以支持任意合适超高速通信协议的通信总线，例如，超高速通信总线为EtherCAT通信总线等，EtherCAT通信总线具有高实时性、高同步性、带宽利用率高、拓扑结构方便等特点。在本实施例中，激光主控模块11与激光从控模块12基于EtherCAT通信总线进行全双工100M/bps带宽通信。

在本实施例中，激光主控模块11用于同步控制每个激光从控模块12，激光从控模块12用于产生激光信号，激光主控模块11与每个激光从控模块12能够进行双方交互，其中，激光主控模块11与每个激光从控模块12的交互信息可以为任意合适操作逻辑的信息，通过激光主控模块11与对应激光从控模块12之间的交互，激光主控模块11能够同步控制每个激光从控模块12，例如，控制各个激光从控模块12能够同步出光，或者，控制各个激光从控模块12能够同步降低/升高激光信号的功率，或者，控制各个激光从控模块12同步将当前温度逐步降低至目标温度，或者，控制各个激光从控模块12同步降低湿度等。

在本实施例中，由于激光主控模块11与每个激光从控模块12都是基于超高速通信总线进行通信，主从控模块之间的数据交互的时钟比较同步，通信周期时间很短，因此，本实施例提供的激光器的实时性比较好。

另外，激光器内的控制信号无需作模拟转换，激光主控模块通过超高速通信总线都可以高速统筹各个激光从控模块的出光控制，从而提高出光的同步性、实时性及信号精度，使得控制信号更加稳定可靠，避免传统激光器内部由于激光信号的高频脉冲信号和模拟量信号波动大，容易受纹波干扰、精度低、稳定性差的情况出现，采用本实施例提供的激光器结构，其能够提高激光器的整机性能。

由于激光主控模块11与每个激光从控模块12都是基于超高速通信总线进行通信，激光器的内部接线比较规整和单一，有利于提高激光器的生产效率和批量化生产。并且，由于激光器内的全部控制信号都是通过超高速通信总线，此种作法有利于简化数字驱动和数模拟电路的设计，减小PCB板卡和模块机柜的空间体积，安装生产方便。

由于超高速通信总线采用国际标准规范，激光器能够适配国内外多家主站系统，无缝对接，并且，激光器内部控制信号逻辑方便扩展和修改，不用改动PCB和硬件电路，因此，本实施例提供对的激光器的兼容性好。

再另外，由于激光主控模块11与每个激光从控模块12都是基于超高速通信总线进行通信，激光主控模块11与各个激光从控模块12能够形成任意合适拓扑架构，从而提高出光功率、工作可靠性及扩展性，其中，拓扑架构包括星型拓扑、树形拓扑或线性拓扑等。

在一些实施例中，为了提高激光器100的通信可靠性，激光器100支持环形冗余的线性拓扑结构，请参阅图2，激光主控模块11设有主发送单元13与主接收单元14，主发送单元13包括第一主发送接口131与第二主发送接口132，主接收单元14包括第一主接收接口141与第二主接收接口142。每个激光从控模块12设有第一从发送接口15、第二从发送接口16、第一从接收接口17及第二从接收接口18。

在一些实施例中，激光器100可以包括N个激光从控模块12，并且，各个激光从控模块12之间的拓扑结构为线性拓扑结构，其中，N为大于或等于2的正整数，第一主发送接口131与第一激光从控模块的第一从接收接口17基于超高速总线连接，第一主接收接口141与第一激光从控模块的第一从发送接口15基于超高速总线连接，第二主发送接口132与第N激光从控模块的第二从接收接口18基于超高速总线连接，第二主接收接口142与第N激光从控模块的第二从发送接口16基于超高速总线连接。

如图2所示，激光从控模块12的数量为3个，亦即N＝3，其中，第一主发送接口131与第一激光从控模块的第一从接收接口17基于超高速总线连接，第一主接收接口141与第一激光从控模块的第一从发送接口15基于超高速总线连接，第二主发送接口132与第三激光从控模块的第二从接收接口18基于超高速总线连接，第二主接收接口142与第三激光从控模块的第二从发送接口16基于超高速总线连接，第一激光从控模块、第二激光从控模块及第三激光从控模块线性连接。

当第一主发送接口131与第一激光从控模块的第一从接收接口17的通信总线断开，或者，第二主发送接口132与第三激光从控模块的第二从接收接口18的通信总线断开时，激光器100都会存在一条可通信的通信路径，激光主控模块11与各个激光从控模块12还可以通过此条通信路径进行交互同步控制。

同理可得，当第一主接收接口141与第一激光从控模块的第一从发送接口15的通信总线断开，或者，第二主接收接口142与第三激光从控模块的第二从发送接口16的通信总线断开时，激光主控模块11与各个激光从控模块12还可以通过此条通信路径进行交互同步控制。因此，采用环形冗余的线性拓扑结构，其能够保证激光器更加可靠稳定的工作。

在一些实施例中，交互信息包括激光状态信息，激光状态信息用于表示对应激光从控模块的工作状态，其中，激光状态信息包括实时状态信息和/或非实时状态信息，实时状态信息为对应激光器的高实时性要求的状态信息，非实时状态信息为对应激光器的低实时性要求的状态信息，实时状态信息包括泵浦驱动电压、泵浦驱动电流、泵浦驱动功率或回光PD信息等，非实时状态信息包括温度、湿度、水流量、报警、机器状态信息、机器信息、波形信息、历史操作记录或加密状态信息等。

每个激光从控模块12能够基于超高速通信总线，反馈激光状态信息至激光主控模块11，以使激光主控模块根据激光状态信息，同步控制对应的激光从控模块的工作状态，例如，激光状态信息为温度，每个激光从控模块12基于超高速通信总线将各自温度反馈给激光主控模块11，激光主控模块11判断所述温度高于基准温度，则激光主控模块11基于超高速通信总线，同步控制对应的激光从控模块的温度降低至基准温度以下。

再例如，激光状态信息为泵浦驱动功率，每个激光从控模块12基于超高速通信总线将各自泵浦驱动功率反馈给激光主控模块11，激光主控模块11判断所述泵浦驱动功率低于基准驱动功率，则激光主控模块11基于超高速通信总线，同步控制对应的激光从控模块的温度升高至基准驱动功率。因此，采用本实施例提供的激光器，其能够闭环负反馈同步调节各个激光从控模块的工作状态，从而提高激光器的性能。

在一些实施例中，交互信息包括激光控制信息，激光控制信息用于指示对应激光从控模块12调节自身的工作状态，其中，激光控制信息包括实时控制信息和/或非实时控制信息，实时控制信息包括内外控开关、使能、出光，红光、PWM频率、占空比、0-10V模拟量或急停等，非实时控制信息包括复位、波形编辑、激光器温湿度、水流量参数配置、功率定标或报警使能等。

激光主控模块11能够基于超高速通信总线，发送激光控制信息至对应的激光从控模块12，以使对应的激光从控模块12根据激光控制信息，调节工作状态。例如，激光主控模块11收到客户主站发送的功率调节命令，激光主控模块11根据功率调节命令生成激光控制信息，并将激光控制信息基于超高速通信总线同步传输给各个激光从控模块12，每个激光从控模块12根据激光控制信息同步调节泵浦驱动功率至预设功率。

再例如，如前所述，每个激光从控模块12基于超高速通信总线将各自温度反馈给激光主控模块11，激光主控模块11根据所述温度与基准温度，计算温度差值，并将温度差值封装到激光控制信息中，再将激光控制信息同步发送给各个激光从控模块12，每个激光从控模块12从激光控制信息中解析出温度差值，并依据温度差值，将温度降低至基准温度以下。

在一些实施例中，激光器100还包括合束器19，合束器19将每个激光从控模块产生的激光进行合束输出，其中，合束器19可以采用任意合适合束结构的器件。

请一并参阅图3与图4，每个激光从控模块12都包括泵浦驱动单元121与激光从控主单元122，激光从控主单元122与泵浦驱动单元121电连接，且激光从控主单元122基于超高速通信总线与激光主控模块11通信，用于根据激光控制信息，控制泵浦驱动单元121的工作状态，在一些实施例中，泵浦驱动单元121的工作状态包括实时工作状态和/或非实时工作状态，其中，上文所涉及的实时状态信息可用于表示此处的实时工作状态，非实时状态信息可用于表示此处的非实时工作状态，在此不赘述。

在一些实施例中，泵浦驱动单元121包括驱动单元1211与泵浦单元1212，驱动单元1211与激光从控主单元122电连接，激光从控主单元122可控制驱动单元1211驱动泵浦单元1212产生激光信号。

可以理解的是，驱动单元1211可以采用任意合适架构的驱动电路，泵浦单元1212可以选择任意合适类型的泵浦源。

在一些实施例中，激光从控主单元122包括第一从控单元1221与第二从控单元1222，第一从控单元1221基于超高速通信总线与激光主控模块11通信，用于根据激光控制信息，产生控制指令。第二从控单元1222分别与第一从控单元1221和泵浦驱动单元121电连接，根据控制指令，控制泵浦驱动单元121的工作状态。

在本实施例中，第一从控单元1221与第二从控单元1222采用高速SPI通信进行交互数据，第一从控单元1221向第二从控单元1222发送激光控制信息，第二从控单元1222对激光控制信息进行逻辑分析，以便快速控制泵浦驱动单元121的工作状态，因此，由于激光从控主单元122采用双控架构，第一从控单元1221能够与激光主控模块11进行交互激光控制信息或者自身产生激光控制信息，第二从控单元1222能够基于激光控制信息快速控制泵浦驱动单元121，各个从控单元对应不同处理逻辑但两者又能够交互数据，因此，激光从控主单元122能够提高激光同步的实时性和效率。

在一些实施例中，泵浦驱动单元121的工作状态包括实时工作状态，第二从控单元1222采集泵浦驱动单元121的实时状态信息，并根据实时状态信息，闭环调节泵浦驱动单元121的实时工作状态。

通常，对于激光器的一些实时性要求高的参数，比如泵浦驱动电流、泵浦驱动电压或泵浦驱动功率，激光器需要及时调节此类参数，以便加工出优质的产品，在本实施例中，第二从控单元1222直接可以根据实时状态信息，闭环调节泵浦驱动单元121的实时工作状态，一方面，第二从控单元1222可以快速调节泵浦驱动单元121的实时工作状态，无需经过第一从控单元1221或者激光主控模块11，另一方面，第二从控单元1222能够闭环地调节泵浦驱动单元121的实时工作状态，从而保证泵浦驱动单元121处于稳定可靠的实时工作状态。

在一些实施例中，泵浦驱动单元121的工作状态包括非实时工作状态，第一从控单元1221闭环采集泵浦驱动单元121的非实时状态信息，并根据非实时状态信息，产生调节指令，以使第二从控单元1222根据调节指令，调节泵浦驱动单元121的非实时工作状态。

通常，对于激光器的一些实时性要求低的参数，比如温度、湿度，激光器可以无需快速响应，可以结合客户主站或者预设逻辑来处理非实时状态信息，在一些实施例中，第一从控单元1221根据非实时状态信息，产生调节指令，并将调节指令发送给第二从控单元1222，由第二从控单元1222调节泵浦驱动单元121的非实时工作状态，由于第一从控单元1221能够闭环采集非实时状态信息，并将其反馈给第二从控单元1222，第二从控单元1222也能够可靠稳定地调节泵浦驱动单元121的非实时工作状态。

在一些实施例中，第一从控单元1221根据非实时状态信息，基于超高速通信总线向激光主控模块11反馈激光状态信息，激光主控模块11根据激光状态信息，同步控制对应的泵浦驱动单元121的工作状态。

在一些实施例中，第二从控单元1222配置有数模转换器1223，数模转换器1223分别与第二从控单元1222和泵浦驱动单元121电连接，第二从控单元1222对第一从控单元1221发送的激光控制信息进行逻辑分析和信号处理后，通过SPI接口将处理后的数据传输给数模转换器1223，数模转换器1223输出高精度的模拟量信号给泵浦驱动单元121，以便高精度地调节泵浦驱动单元121的工作状态。

在一些实施例中，第二从控单元1222配置有模数转换器1224，模数转换器1224分别与第二从控单元1222和泵浦驱动单元121电连接，用于采集实时状态信息，并将实时状态信息反馈给第二从控单元1222。

在一些实施例中，第二从控单元1222配置有外部存储器1225，第一从控单元1221响应于固件更新指令，将升级固件写入外部存储器1225，并控制第二从控单元1222加载升级固件，以执行固件更新操作，例如，第一从控单元1221收到固件更新指令后，跳转到Bootloader，执行新应用程序。接着，通过SPI接口将升级固件写入外部存储器1225。再接着，第一从控单元1221通过相应引脚输出电源配置和复位信号，使得第二从控单元1222选择外部存储器1225进行启动，以便进行固件更新操作。

在一些实施例中，激光从控模块12包括外控线单元123，外控线单元123分别与泵浦驱动单元121和第二从控单元1222电连接，用于控制对应泵浦驱动单元121的工作状态，因此，本实施例提供的激光器除了超高速总线通信之外，还兼容外控方式，外控线单元123可以通过0-10V模拟量、PWM、使能信号、出光信号来控制激光器的出光，支持双急停和双安全互锁，支持远程复位和功率监控。

在一些实施例中，第二从控单元1222还配置有SPI接口模块1226、GPIO接口模块1227、复位电源模块1228及晶振模块1229。

在一些实施例中，第二从控单元1222可以采用任何合适控制器，诸如FPGA控制器等。

在一些实施例中，第一从控单元1221配置有SPI接口模块1230、GPIO接口模块1231、时钟模块1232、UART接口模块1233、FLASH模块1234，RTC模块1235、超高速接口模块1236、看门狗模块1237、模数转换模块1238、PHY芯片1239、隔离变压器1240及RJ45接口模块1241。

在一些实施例中，请结合图3与图5，激光主控模块11包括第一主控单元111与第二主控单元112，第一主控单元111基于超高速通信总线与每个激光从控模块12通信，用于根据交互信息，同步控制每个激光从控模块12，例如，控制每个激光从控模块12的出光或者温度或湿度等。

第二主控单元112与第一主控单元111电连接，用于发送上位机指令至第一主控单元111，以控制第一主控单元111的工作状态，例如，第一主控单元111的工作状态包括转发激光控制信息至激光从控模块12的状态。

在一些实施例中，第一主控单元111根据上位机指令和/或激光状态信息，基于超高速通信总线发送激光控制信息至对应的激光从控模块，例如，上位机指令用于指示激光器将泵浦驱动功率调整至目标功率，于是，客户主站10将目标功率封装成主站信息，第二主控单元112根据主站信息生成上位机指令，第二主控单元112向第一主控单元111转发上位机指令，第一主控单元111根据上位机指令，发送激光控制信息至激光从控模块12。

在一些实施例中，第一主控单元111包括主控制器1110、超高速通信模块1111、若干个波长接口模块1112、设备接口模块1113及通讯模块1114。

主控制器1110烧录有远程更新监控程序和移动终端监控程序，其中，主控制器1110可以为任意合适类型控制器，诸如单片机等控制器。

超高速通信模块1111用于支持超高速通信总线协议，其中，超高速通信模块1111包括PHY芯片、隔离变压器及RJ45接口模块，通过RJ45接口模块或者EtherCAT-P插件连接各个激光从控模块12，从而简化控制板的信号电路，方便安装生产，信号更加稳定，提升整体激光器的通讯性能。

若干个波长接口模块1112与主控制器1110电连接，每个波长接口模块1112都能够控制主控制器进入不同波长激光模式，例如，一个波长接口模块1112连接第一外部设备，另一个波长接口模块1112连接第二外部设备，每个外部设备都可以向主控制器1110发送波长控制指令，主控制器1110根据每个波长控制指令，产生激光波长信息，并将激光波长信息封装到激光控制信息中，使得激光从控模块12根据激光控制信息，输出双波长的激光信号。

设备接口模块1113与主控制器1110电连接，设备接口模块1113用于支持连接不同接口的设备，设备接口模块1113包括SPI接口、USB接口、UART接口、GPIO接口、RS232或者RS485等，其中，GPIO接口用于外部的急停按键、蜂鸣器、报警、出光、READY指示灯。

通讯模块1114与主控制器1110电连接，主控制器1110通过通讯模块1114与外部设备通讯，外部设备可以远程控制激光器100，激光器100也可以将相关激光信息反馈给外部设备，在一些实施例中，通讯模块1114包括GPRS模块1115、蓝牙模块1116或TCP/IP通讯模块1117。

在一些实施例中，第一主控单元111还包括FLASH模块1118、时钟模块1119、计时模块1120及SD模块1121。FLASH模块1118用于存储数据，时钟模块1119用于提供激光器的实时时间，方便设置加密解密到期时间。计时模块1120用于进行计时操作，SD模块1121用于存储激光器过程操作数据，方便查看历史操作记录，排查分析问题。

在一些实施例中，第二主控单元112包括从控制器1122、SPI接口1123及超高速通信模块1124，从控制器1122将自客户主站10的主站信息通过SPI接口1123发送给第一主控单元111，超高速通信模块1124包括PHY芯片、隔离变压器及RJ45接口模块。

实施例二：

本发明实施例提供一种总线型激光控制系统，请参阅图6，总线型激光控制系统600包括激光加工头61、总线型远程IO设备62、激光器63、运动控制设备64及客户主站65，激光器63基于所述总线型远程IO设备62与所述激光加工头61通信，运动控制设备64，基于超高速通信总线分别与所述激光器63通信，客户主站65，基于超高速通信总线与所述运动控制设备64通信。激光加工头61用于加工待加工件，总线型远程IO设备62用于提供支持超高速通信总线的远程输入输出接口，激光器63用于产生激光信号，运动控制设备64用于控制激光器63和/或激光加工头61的位置，以满足各类加工场景，客户主站65作为控制核心，用于控制激光加工头61、激光器63、运动控制设备64的工作状态，并且，客户主站65可以基于超高速通信总线，通过运动控制设备64向激光器63或激光加工头61下发控制指令，

例如，客户主站65可以控制激光加工头61停止加工待加工件，或者，控制激光加工头61以指定功率加工待加工件等，或者，客户主站65基于超高速通信总线向激光器63发送PWM信号，激光器63根据PWM信号产生对应功率的激光信号，或者，客户主站65基于超高速通信总线向运动控制设备64发送运动控制指令，控制运动控制设备64的工作状态，以调整激光加工头61的加工位置，例如控制激光加工头61按照指定加工轨迹行走。

在一些实施例中，激光加工头61包括激光切割头、激光焊接头、激光熔覆头或激光清洗头等。

在一些实施例中，运动控制设备64包括机床或焊接机器人，其中，机床设有机床伺服X轴、机床伺服Y1轴、机床伺服Y2轴及机床伺服Z轴，焊接机器人设有机器人1关节、机器人2关节、机器人3关节、机器人4关节、机器人5关节及机器人6关节。

在一些实施例中，总线型激光控制系统600还包括激光加工辅助设备66，激光加工辅助设备66，基于所述总线型远程IO设备62与所述激光器63通信。

在一些实施例中，激光加工辅助设备66包括调高器、冷水机、CCD相机显示系统、送焊丝机、焊接气泵或高速扫描振镜等，例如，调高器用于检测激光加工头61与障碍物的距离，调高器检测到激光加工头61与障碍物的距离小于预设阈值时，控制激光加工头61朝着远离障碍物的方向移动，从而避免激光加工头61与障碍物出现碰撞。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；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范围。

Claims (9)

1.一种激光器，其特征在于，包括激光主控模块与至少两个激光从控模块，所述激光主控模块基于超高速通信总线与每个所述激光从控模块互相传输交互信息，以进行同步控制，其中，所述交互信息包括激光控制信息；

每个所述激光从控模块都包括泵浦驱动单元与激光从控主单元，所述激光从控主单元与所述泵浦驱动单元电连接，且基于超高速通信总线与所述激光主控模块通信，用于根据所述激光控制信息，控制所述泵浦驱动单元的工作状态，其中，所述激光从控主单元包括第一从控单元与第二从控单元，所述第一从控单元基于超高速通信总线与所述激光主控模块通信，用于根据所述激光控制信息，产生控制指令，所述第二从控单元分别与所述第一从控单元和所述泵浦驱动单元电连接，根据所述控制指令，控制所述泵浦驱动单元的工作状态。

2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，

所述交互信息还包括激光状态信息；

每个所述激光从控模块能够基于超高速通信总线，反馈所述激光状态信息至所述激光主控模块，以使所述激光主控模块根据所述激光状态信息，同步控制对应的激光从控模块的工作状态。

3.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光主控模块能够基于超高速通信总线，发送所述激光控制信息至对应的所述激光从控模块，以使对应的所述激光从控模块根据所述激光控制信息，调节工作状态。

4.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，

所述泵浦驱动单元的工作状态包括实时工作状态与非实时工作状态；

所述第二从控单元采集所述泵浦驱动单元的实时状态信息，并根据所述实时状态信息，闭环调节所述泵浦驱动单元的实时工作状态；

所述第一从控单元闭环采集所述泵浦驱动单元的非实时状态信息，并根据所述非实时状态信息，产生调节指令，以使所述第二从控单元根据所述调节指令，调节所述泵浦驱动单元的非实时工作状态，和/或，所述第一从控单元根据所述非实时状态信息，基于超高速通信总线向所述激光主控模块反馈激光状态信息。

5.根据权利要求4所述的激光器，其特征在于，

所述第二从控单元配置有外部存储器；

所述第一从控单元响应于固件更新指令，将升级固件写入所述外部存储器，并控制所述第二从控单元加载所述升级固件，以执行固件更新操作。

6.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光从控模块还包括外控线单元，所述外控线单元分别与所述泵浦驱动单元和所述第二从控单元电连接，用于控制对应泵浦驱动单元的工作状态。

7.根据权利要求1至6任一项所述的激光器，其特征在于，所述激光主控模块包括：

第一主控单元，基于超高速通信总线与每个所述激光从控模块通信，用于根据交互信息，同步控制每个所述激光从控模块，其中，所述第一主控单元根据上位机指令和/或激光状态信息，基于超高速通信总线发送激光控制信息至对应的所述激光从控模块；

第二主控单元，与所述第一主控单元电连接，用于发送上位机指令至所述第一主控单元，以控制所述第一主控单元的工作状态。

8.根据权利要求7所述的激光器，其特征在于，所述第一主控单元包括：

主控制器，烧录有远程更新监控程序和移动终端监控程序；

超高速通信模块，与主控制器电连接；

若干个波长接口模块，与所述主控制器电连接，每个所述波长接口模块都能够控制所述主控制器进入不同波长激光模式；

设备接口模块，与所述主控制器电连接；

通讯模块，与所述主控制器电连接。

9.一种总线型激光控制系统，其特征在于，包括：

激光加工头；

总线型远程IO设备；

如权利要求1至8任一项所述的激光器，基于所述总线型远程IO设备与所述激光加工头通信；

运动控制设备，基于超高速通信总线与所述激光器通信；

客户主站，基于超高速通信总线与所述运动控制设备通信；

激光加工辅助设备，基于所述总线型远程IO设备与所述激光器通信；

所述运动控制设备包括机床或焊接机器人。

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