CN113894451A - 一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，包括控制模块以及分别与控制模块通信连接的激光器接口、振镜接口、状态指示接口和无线通信接口，激光器接口输出激光器控制信号以及反馈激光器状态信号；振镜接口输出振镜控制信号及反馈回振镜状态信号；状态指示接口分别连接报警模块及产线，用于输出报警中断信号，报警模块根据报警中断信号对设备异常状态报警，产线根据报警中断信号停线；无线通信接口通过通信模块实现与上位机的通信；控制模块根据激光器状态信号、振镜状态信号和/或上位机的信号输出激光器控制信号、振镜控制信号和/或报警中断信号。本发明实时反馈激光打标设备运行状况，且便于多个设备集中式管理。

Description

一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡

技术领域

本发明涉及激光设备技术领域，具体涉及一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡。

背景技术

打标激光设备核心部分主要为三大件，激光器、控制卡、振镜。若三大件异常时，设备无报警，而现场员工未发现，产线继续运行生产，则会导致部分产品未标识上或标识异常，流入市场后，出现投诉以及退货等其它商务问题。

目前产线对产品的智能化程度要求越来越高，希望激光设备的任何异常状态都能显示到触摸屏或者被监控到报警，以便于快速精准定位问题，并即时反馈给售后，快速解决恢复生产。

大制造商经常存在一个车间有多条产线，或者说多个车间多条产线，甚至是工厂分布在不同的地方，而其需要同时对打标数据内容进行管控，防止市面出现盗版无法排查的问题，所以需要设计一种可在云平台或本地集中控制并能实时反应生产现场状态的控制系统以及控制卡。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，以解决现有技术中激光打标设备异常无反馈以及不便于集中式管理的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，包括控制模块，以及分别与控制模块通信连接的激光器接口、振镜接口、状态指示接口和无线通信接口，

所述激光器接口连接激光器，用于输出激光器控制信号以及反馈激光器状态信号；

所述振镜接口连接振镜，用于输出振镜控制信号从而调整激光器打标位置，还用于反馈回振镜状态信号；

所述状态指示接口分别连接报警模块及产线，用于设备状态异常时输出报警中断信号，报警模块根据所述报警中断信号对设备异常状态报警，同时产线根据所述报警中断信号停线；

所述无线通信接口连接通信模块，用于通过通信模块实现与上位机的通信；

所述控制模块，用于根据激光器状态信号、振镜状态信号和/或上位机的信号输出激光器控制信号、振镜控制信号和/或报警中断信号。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

优选的，激光器接口包括光纤接口和/或串口，所述光纤接口用于连接光纤激光器，所述串口用于连接紫外激光器。

优选的，所述光纤接口包括DB25接口，所述DB25接口中设有光纤激光器的控制信号输出引脚以及状态监测端口，用于输出光纤激光器的控制信号并反馈光纤激光器状态信号。

优选的，所述串口包括RS232接口，所述RS232接口用于输出紫外激光器的控制信号并返回紫外激光器状态信号。

优选的，所述振镜接口包括DB15接口，所述DB15接口的其中两个引脚作为振镜的状态监测端口，用于反馈振镜的状态。

优选的，所述控制卡还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器与控制模块通信连接，所述温湿度传感器用于监测环境的温湿度。

优选的，所述报警模块为三色指示灯和/或蜂鸣器，所述三色指示灯根据报警中断信号进行光信号报警，所述蜂鸣器根据报警中断信号进行声音报警。

优选的，所述控制卡还包括显示及输入模块，所述显示及输入模块与控制模块通信连接，所述控制模块内集成有LINUX控制系统。

优选的，所述通信模块包括4G模块和/或WIFI模块，所述4G模块和/或WIFI模块与云平台或上位机通信连接。

第二方面，基于上述一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，本发明还提供一种控制系统，所述控制系统包括上述的控制卡，还包括分别与所述控制卡通信连接的激光器、振镜、报警模块与通信模块，

所述激光器用于接收控制卡发出的激光器控制信号进行打标、并反馈回激光器状态信号；

所述振镜用于接收控制卡发出的振镜控制信号调节激光器的打标位置、并反馈回振镜状态信号；

所述报警模块用于接收控制卡发出的设备的报警中断信号、并对设备异常状态报警；

所述通信模块用于实现控制卡与上位机的通信。

本发明的有益效果是：本发明的控制卡和控制系统通过激光器接口在发出激光器控制信号的同时，还采集激光器状态信号，通过振镜接口发出振镜控制信号的同时，还采集振镜状态信号，当激光器或振镜状态异常时，能及时控制报警模块进行报警、产线自动停线，并可反馈异常到云平台或本地上位机，同时也可通过云平台或本地上位机对其进行控制。相比于之前的设备更加智能以及可视化，使操作人员立刻获知设备异常状态，以及时处理，减小了产线异常造成的损失，提升了产品的智能自动化的程度，以满足后续无人化智能生产的需求。通过无线通信接口与云平台或就近的上位机进行通信，将设备状态实时汇报到云平台或上位机，可通过本地或云平台的集中软件对设备进行操控，方便工厂跨产线或跨区域的集中控制和监测。该发明集成了4G模块与WIFI模块等无线通信模块，可通过远程控制，定期对产品进行检测维护，以及后续客户遇到问题的远程判断解决，节约了售后人员上门服务费用，提升判断解决问题的效率。

附图说明

图1为本发明控制卡的组成框图；

图2为本发明控制系统组成框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

作为本发明的第一方面，如图1所示，本实施例提供一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，其包括控制模块，以及分别与控制模块通信连接的激光器接口、振镜接口、状态指示接口和无线通信接口，

所述激光器接口连接激光器，用于输出激光器控制信号以及反馈激光器状态信号；

所述振镜接口连接振镜，用于输出振镜控制信号从而调整激光器打标位置，还用于反馈回振镜状态信号；

所述状态指示接口分别连接报警模块及产线，用于设备状态异常时输出报警中断信号，报警模块根据所述报警中断信号对设备异常状态报警，同时产线根据所述报警中断信号停线；

所述无线通信接口连接通信模块，用于通过通信模块实现与上位机的通信；

所述控制模块，用于根据激光器状态信号、振镜状态信号和/或上位机的信号输出激光器控制信号、振镜控制信号和/或报警中断信号。

本发明的控制卡通过激光器接口在发出激光器控制信号的同时，还采集激光器状态信号，通过振镜接口发出振镜控制信号的同时，还采集振镜状态信号，当激光器或振镜状态异常时，能及时控制报警模块进行报警、产线自动停线，相比于之前的设备更加智能以及可视化，使操作人员立刻获知设备异常状态，以及时处理，减小了产线异常造成的损失。通过无线通信接口与云平台或就近的上位机进行通信，将设备状态实时汇报到云平台或上位机，可通过本地或云平台的集中软件对设备进行操控，方便工厂跨产线或跨区域的集中控制和监测。通过无线通信模块，可进行远程控制，定期对产品进行检测维护，以及后续客户遇到问题的远程判断解决，节约了售后人员上门服务费用，提升判断解决问题的效率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

如图1所示，激光器接口包括光纤接口和/或串口，所述光纤接口用于连接光纤激光器，所述串口用于连接紫外激光器。两种类型的激光器接口，使本控制卡既适用于光纤激光器、又适用于紫外激光器，增加了本控制卡的适用性。

更具体的，所述光纤接口包括DB25接口，所述DB25接口中设有光纤激光器的控制信号输出引脚，用于输出光纤激光器的控制信号；DB25接口的11、16和21引脚作为其状态监测端口，用于向控制模块反馈光纤激光器状态信号。

具体的，所述串口包括RS232接口，所述RS232接口用于输出紫外激光器的控制信号并返回紫外激光器状态信号。RS232接口用于控制模块与紫外激光器之间的的串口通讯，该通讯端口可配套软件，使控制模块与紫外激光器进行状态数据的交互，以便实时监控紫外激光器的运行状态、进行异常报警。

本实施例中，所述振镜接口采用了DB15接口，所述DB15接口的其中两个引脚作为振镜的状态监测端口，用于反馈振镜的状态。具体的，所述DB15接口的14脚为STATUS+，6脚为STATUS－，此两个引脚相互配合作为振镜的状态监测端口。当两者电压为+5V，控制卡对应的软件正常工作；当两者电压为－5V时，控制卡对应软件报警显示异常，此时控制模块输出报警中断信号到报警模块以及产线。

本实施例中，所述控制卡还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器与控制模块通信连接，所述温湿度传感器用于监测环境的温湿度。当设备内的环境温湿度超出预设的阈值时，控制模块同样输出报警中断信号。

本实施例中，状态指示接口可采用通用的IO口，通过IO口输出设备的状态指示信号到报警模块以及产线，当设备状态异常时，状态指示信号转变为报警中断信号，报警模块接收到报警中断信号后进行声光报警，同时产线接收到报警中断信号后控制产线停止运行，防止不良品流入下一工序。所述报警模块可采用三色指示灯和/或蜂鸣器，所述三色指示灯根据报警中断信号进行光信号报警，例如设备状态正常时，三色指示灯显示绿色，当设备状态异常时，三色指示灯显示红色；所述蜂鸣器则根据报警中断信号进行声音报警，具体报警模式可根据实际需求进行设置。

为了便于本地监控，所述控制卡还包括显示及输入模块，所述显示及输入模块与控制模块通信连接。显示及输入模块可采用触摸屏或显示器与键盘鼠标的组合，本实施例以触摸屏为例。所述控制模块内集成有LINUX控制系统，取代了原有的windows CE系统，其长期运行稳定性以及运算速度有了一定的提升。触摸屏仅提供显示与操作功能，在不使用触摸屏的情况下，本控制卡及其外设仍可脱机与联机使用。

作为优选的方案，所述通信模块包括4G模块和/或WIFI模块，所述4G模块和/或WIFI模块与云平台或上位机通信连接。4G模块、WIFI模块实现了多个设备的集中控制以及远程监控布置，后续可扩展为远程操控。多个控制卡通过通信模块与云平台或上位机通信，在云平台或上位机的windows系统上使用vnc进行远程控制，可实现一个云平台或上位机同时对多个控制卡及其激光打标设备的集中化控制，作为进一步的扩展，后续还可在平板、触摸屏、网页、笔记本电脑上控制。

作为本发明的第二方面，基于上述一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，如图2所示，本实施例还提供一种控制系统，所述控制系统包括上述的控制卡，还包括分别与所述控制卡通信连接的激光器、振镜、报警模块、触摸屏与通信模块，

所述激光器用于接收控制卡发出的激光器控制信号进行打标、并反馈回激光器状态信号；

所述振镜用于接收控制卡发出的振镜控制信号调节激光器的打标位置、并反馈回振镜状态信号；

所述报警模块用于接收控制卡发出的设备的报警中断信号、并对设备异常状态报警；

所述触摸屏用于显示控制系统的参数信息，以及用于提供人机交互页面；

所述通信模块用于实现控制卡与上位机的通信。

为了对本实施例进行更加详细的说明，现使用raycus 20w光纤激光器以及oya振镜进行报警实例演示：

首先，将本实施例的控制卡使用激光器控制线与激光器的控制接头相连，使用振镜线连接OYA振镜的控制接头。

其次，规定激光器的报警规则：当激光器的控制接头的状态脚11脚(低电平)、16脚(低电平)、21脚(高电平)时，激光正常工作，控制卡不报警；若非此状态，控制卡输出报警中断信号，三色指示灯和蜂鸣器进行声光报警，产线收到停线的控制信号，触摸屏弹框报警。

然后，规定振镜的报警规则：当振镜正常工作时，振镜上三色指示灯的绿灯亮，振镜控制接头14脚与6脚输出电压+5V，控制卡不报警；异常时振镜控制接头14脚与6脚输出电压－5V，控制卡输出报警中断信号，振镜上三色指示灯的红灯亮，蜂鸣器响，产线收到停线的控制信号，触摸屏弹框报警。

作好准备工作后，现使用本实施例的集中控制系统进行演示其集中控制功能，具体步骤如下：

1、将控制卡通过4G模块远程连接到云平台，使用笔记本打开云平台的集中控制系统。

2、设备开机时，发送设备号连接入云平台，云平台显示该设备所在车间以及设备型号，并自动启用心跳功能，以定期上传设备状态数据。若设备在线，云平台软件显示该设备为彩色状态，若不在线，则显示为灰色(例如绿色为正常运行，红色代表故障或等待运行状态)。

3、编辑好模板(例如设置好系统的各项参数)，点击开始时，云平台软件设备状态同步为绿色状态，可采集设备目前激光器是否初始化成功、振镜是否异常、当前打标模板、当前打标数据、当前加工数目、总计加工数目等内容。

4、通过云平台软件进行模板的调用、数据下发、计数清零、缓存清除、开始打标、停止打标等功能。

5、激光打标设备控制卡接受云平台下发的命令，并执行相对应的操作，并实时将其变化反馈到云平台上。

6、云平台可同时控制多台设备控制卡，对其进行操作。控制卡配套屏幕是否开启不影响其实现功能。

工作原理：

本实施例的控制卡和通过该控制卡搭建的控制系统通过激光器接口在发出激光器控制信号的同时，还采集激光器状态信号，通过振镜接口发出振镜控制信号的同时，还采集振镜状态信号，当激光器或振镜状态异常时，能及时控制报警模块进行报警、产线自动停线，相比于之前的设备更加智能以及可视化，使操作人员立刻获知设备异常状态，以及时处理，减小了产线异常造成的损失。通过无线通信接口与云平台或就近的上位机进行通信，将设备状态实时汇报到云平台或上位机，可通过本地或云平台的集中软件对设备进行操控，方便工厂跨产线或跨区域的集中控制和监测。该发明集成了4G模块与WIFI模块等无线通信模块，可通过远程控制，定期对产品进行检测维护，以及后续客户遇到问题的远程判断解决，节约了售后人员上门服务费用，提升判断解决问题的效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，其特征在于，包括控制模块，以及分别与控制模块通信连接的激光器接口、振镜接口、状态指示接口和无线通信接口，

所述激光器接口连接激光器，用于输出激光器控制信号以及反馈激光器状态信号；

所述振镜接口连接振镜，用于输出振镜控制信号从而调整激光器打标位置，还用于反馈回振镜状态信号；

所述状态指示接口分别连接报警模块及产线，用于设备状态异常时输出报警中断信号，报警模块根据所述报警中断信号对设备异常状态报警，同时产线根据所述报警中断信号停线；

所述无线通信接口连接通信模块，用于通过通信模块实现与上位机的通信；

所述控制模块，用于根据激光器状态信号、振镜状态信号和/或上位机的信号输出激光器控制信号、振镜控制信号和/或报警中断信号。

2.根据权利要求1所述一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，其特征在于，激光器接口包括光纤接口和/或串口，所述光纤接口用于连接光纤激光器，所述串口用于连接紫外激光器。

3.根据权利要求2所述一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，其特征在于，所述光纤接口包括DB25接口，所述DB25接口中设有光纤激光器的控制信号输出引脚以及状态监测端口，用于输出光纤激光器的控制信号并反馈光纤激光器状态信号。

4.根据权利要求2所述一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，其特征在于，所述串口包括RS232接口，所述RS232接口用于输出紫外激光器的控制信号并返回紫外激光器状态信号。

5.根据权利要求1所述一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，其特征在于，所述振镜接口包括DB15接口，所述DB15接口的其中两个引脚作为振镜的状态监测端口，用于反馈振镜的状态。

6.根据权利要求1所述一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，其特征在于，所述控制卡还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器与控制模块通信连接，所述温湿度传感器用于监测环境的温湿度。

7.根据权利要求1所述一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，其特征在于，所述报警模块为三色指示灯和/或蜂鸣器，所述三色指示灯根据报警中断信号进行光信号报警，所述蜂鸣器根据报警中断信号进行声音报警。

8.根据权利要求1所述一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，其特征在于，所述控制卡还包括显示及输入模块，所述显示及输入模块与控制模块通信连接，所述控制模块内集成有LINUX控制系统。

9.根据权利要求1所述一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡，其特征在于，所述通信模块包括4G模块和/或WIFI模块，所述4G模块和/或WIFI模块与云平台或上位机通信连接。

10.一种控制系统，包括权利要求1～9任一项所述的控制卡，其特征在于，还包括分别与所述控制卡通信连接的激光器、振镜、报警模块与通信模块，

所述激光器用于接收控制卡发出的激光器控制信号进行打标、并反馈回激光器状态信号；

所述振镜用于接收控制卡发出的振镜控制信号调节激光器的打标位置、并反馈回振镜状态信号；

所述报警模块用于接收控制卡发出的设备的报警中断信号、并根据报警中断信号对设备异常状态报警；

所述通信模块用于实现控制卡与上位机的通信。

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