CN114553981B - 一种振镜自适应控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种振镜自适应控制系统，包括协议自动识别模块、通道选择模块和数据解析通道模块，将不同宽度的XY2‑100协议，按预设规则解析为固定宽度的数据。其可以接收振镜控制器发送的不同位数的XY2‑100协议，同时控制不同精度的振镜电机，增强了振镜控制器和振镜电机在不同精度下的适配性。

Description

一种振镜自适应控制系统
技术领域
本发明涉及激光振镜控制领域，特别涉及一种振镜自适应控制系统。
背景技术
振镜扫描是当前激光扫描技术应用最广泛的一种扫描方式。振镜扫描在激光打标、激光蚀刻、激光切割、激光焊接、生物医学、半导体加工等领域都起到的重大的作用。振镜的运动控制中XY2-100协议作为数字化激光振镜的接口定义和通信协议被广泛应用。XY2-100协议通常支持输入16位有效数据，但由于有位置精度更高的要求，目前也有将XY2-100的原有协议重新定义出17位或18位有效数据的。但当XY2-100协议数据位数不同时，振镜无法自动识别，其通用性差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种振镜自适应控制系统，其可以提高振镜的自适应性。
本发明的解决方案是这样实现的：一种振镜自适应控制系统，包括XY2-100接口、XY振镜电机驱动模块和XY振镜电机，所述XY振镜电机驱动模块根据接收所述XY2-100接口传输的XY2-100协议数据对所述XY振镜电机进行控制，其中，所述振镜自适应控制系统还包括，
协议自动识别模块，根据所述XY2-100协议数据的前导符识别协议的类型，并将协议的类型传输至通道选择模块；
通道选择模块，根据协议的类型选择将所述XY2-100协议数据输入到相应的数据解析通道模块；
数据解析通道模块，将所述XY2-100协议数据按预设规则解析为固定宽度的数据，并将解析后的数据输入到所述XY振镜电机驱动模块。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述振镜自适应控制系统还包括数据扩展模块，所述数据扩展模块接收所述数据解析通道模块的数据，并将接收的数据按预设规则扩展为固定宽度的数据。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述振镜自适应控制系统还包括DA芯片类型识别模块，所述DA芯片类型识别模块用于识别DA芯片的类型，并将DA芯片的类型数据输入到所述数据扩展模块，所述数据扩展模块根据DA芯片的类型数据按预设规则将XY2-100协议数据扩展为固定宽度的数据。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述振镜自适应控制系统还包括DA转换模块，所述DA转换模块将数据扩展模块输出的数据转换为模拟量后输入到XY振镜电机驱动模块。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述数据解析通道模块包括16位数据解析通道模块、17位数据解析通道模块和18位数据解析通道模块中的至少两种。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述XY2-100协议数据的前导符为一位字符、两位字符或三位字符。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述XY2-100协议数据为16位协议时，其前导符为001；所述XY2-100协议数据为17位协议时，其前导符为01；所述XY2-100协议数据为18位协议时，其前导符为1。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述固定宽度的数据为18位时，当输入XY2-100协议数据为16位，通过数据扩展模块将16位数据作为高位，在最低位扩展2位，形成一个宽度为18位的数据；当输入XY2-100协议数据为17位数据，通过数据扩展模块将数据扩展将17位数据作为高位，在最低位扩展1位，形成一个宽度为18位的数据。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述固定宽度的数据为17位时，当输入XY2-100协议数据为16位，通过数据扩展模块将16位数据作为高位，在最低位扩展1位，形成一个宽度为17位的数据；当输入XY2-100协议数据为18位数据，通过数据扩展模块将18位数据的高17位形成一个宽度为17位的数据。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述固定宽度的数据为16位时，当输入XY2-100协议数据为17位，通过数据扩展模块将17位数据的高16位形成一个宽度为16位的数据；当输入XY2-100协议数据为18位数据，通过数据扩展模块将18位数据的高16位形成一个宽度为16位的数据。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明提出的振镜自适应控制系统，包括协议自动识别模块、通道选择模块和数据解析通道模块，将不同宽度的XY2-100协议，按预设规则解析为固定宽度的数据。同时，也在原有XY2-100协议上改进协议内容，使得在原有接口框架不变的情况下，有效利用XY2-100协议的通信数位，实现高分辨率的控制。所述振镜自适应控制系统可以接收振镜控制器发送的不同精度(位数、宽度)的XY2-100协议，同时控制不同精度的振镜电机，增强了振镜控制器和振镜电机在不同精度下的适配性。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明一种实施方式中振镜自适应控制系统的框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
如图1所示，为发明一种实施方式中振镜自适应控制系统的框图，所述振镜自适应控制系统包括，一种振镜自适应控制系统，包括XY2-100接口、XY振镜电机驱动模块、XY振镜电机、协议自动识别模块、通道选择模块和数据解析通道模块，所述XY振镜电机驱动模块根据接收所述XY2-100接口传输的XY2-100协议数据对所述XY振镜电机进行控制，所述协议自动识别模块，根据所述XY2-100协议数据的前导符识别协议的类型，并将协议的类型传输至通道选择模块；所述通道选择模块，根据协议的类型选择将所述XY2-100协议数据输入到相应的数据解析通道模块；所述数据解析通道模块，将所述XY2-100协议数据按预设规则解析为固定宽度的数据，并将解析后的数据输入到所述XY振镜电机驱动模块。现有振镜采用的XY2-100协议为标准的16位协议，随着3D打印的普及，市场对打印精度的要求越来越高，打印幅面越来越大，(说明：16位数据，可以区分2的16次方个数据，表示范围[0-65536],18位数据表示范围[0-262143],可以扩展4倍的分辨率，相同的幅面位数越高，分辨率也越高)。逐渐出现了18位协议，也就时在原有XY2-100协议上改进协议内容，使得在原有接口框架不变的情况下，有效利用XY2-100协议的通信数位，实现高分辨率的控制。本发明振镜自适应控制系统，包括协议自动识别模块、通道选择模块和数据解析通道模块，将不同宽度的XY2-100协议，按预设规则解析为固定宽度的数据。可以接收振镜控制器发送的不同精度的XY2-100协议，同时控制不同精度的振镜电机，增强了振镜控制器和振镜电机在不同精度下的适配性。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述振镜自适应控制系统还包括数据扩展模块，所述数据扩展模块接收所述数据解析通道模块的数据，并将接收的数据按预设规则扩展为固定宽度的数据。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述振镜自适应控制系统还包括DA芯片类型识别模块，所述DA芯片类型识别模块用于识别DA芯片的类型，并将DA芯片的类型数据输入到所述数据扩展模块，所述数据扩展模块根据DA芯片的类型数据按预设规则将XY2-100协议数据扩展为固定宽度的数据。DA芯片类型选择模块，可以根据选择DA的类型(或振镜电机的精度类型)对解析的数据进行扩展，使之能正确控制DA输出(说明：DA位数越高，价格越高，这里选用的是16位，17位或18位的DA输出芯片，对不同的DA芯片，需要将解析的16位，17位，18位数据进行正确的位扩展后，控制DA正确输出电压)。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述振镜自适应控制系统还包括DA转换模块，所述DA转换模块将数据扩展模块输出的数据转换为模拟量后输入到XY振镜电机驱动模块。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述数据解析通道模块包括16位数据解析通道模块、17位数据解析通道模块和18位数据解析通道模块中的至少两种。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述XY2-100协议数据的前导符为一位字符、两位字符或三位字符。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述XY2-100协议数据为16位协议时，其前导符为001；所述XY2-100协议数据为17位协议时，其前导符为01；所述XY2-100协议数据为18位协议时，其前导符为1。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述固定宽度的数据为18位时，当输入XY2-100协议数据为16位，通过数据扩展模块将16位数据作为高位，在最低位扩展2位，形成一个宽度为18位的数据；当输入XY2-100协议数据为17位数据，通过数据扩展模块将数据扩展将17位数据作为高位，在最低位扩展1位，形成一个宽度为18位的数据。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述固定宽度的数据为17位时，当输入XY2-100协议数据为16位，通过数据扩展模块将16位数据作为高位，在最低位扩展1位，形成一个宽度为17位的数据；当输入XY2-100协议数据为18位数据，通过数据扩展模块将18位数据的高17位形成一个宽度为17位的数据。
本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述固定宽度的数据为16位时，当输入XY2-100协议数据为17位，通过数据扩展模块将17位数据的高16位形成一个宽度为16位的数据；当输入XY2-100协议数据为18位数据，通过数据扩展模块将18位数据的高16位形成一个宽度为16位的数据。
具体地，当采用振镜电机驱动模块接收18位精度(即DA(数字量转模拟量)精度为18位)时，XY2-100接口可以接收16位，17位，18位的控制，协议自动识别模块，根据接收的协议头识别协议类型，控制通道选择模块(初始状态下通道选择模块可以设置默认解析协议或阻止数据下传)，将数据送入到对应的数据解析通道模块，解析后的数据为16位或17位或18位。由于振镜电机驱动板接收18位数据精度，输入16位数据可以通过数据扩展模块将16位数据作为高位，在最低位扩展2bit，数据值为00b(即18位＝{[15:0],00b}，b表示2进制)，用来控制振镜电机。输入17位数据可以通过数据扩展模块将数据扩展将17位数据作为高位，在最低位扩展1bit，形成一个18位数据来控制振镜电机。当然，输入18位数据可以直接用于控制振镜电机。
当采用振镜电机驱动模块接收17位精度(即DA(数字量转模拟量)精度为17位)时，XY2-100接口可以接收16位，17位，18位的控制，协议自动识别模块，根据接收的协议头识别协议类型，控制通道选择模块(初始状态下通道选择模块可以设置默认解析协议或阻止数据下传)，将数据送入到对应的数据解析通道模块，解析后的数据为16位或17位或18位。由于振镜电机为17位精度，输入16位数据可以通过数据扩展模块将数据扩展将16位数据作为高位，在最低位扩展1bit，数据值为0b，用来控制振镜电机。输入17位数据可以直接用于控制振镜电机。输入18位数据可以通过数据扩展模块处理后取18位的高17位作为最终控制数据，控制振镜电机。
当采用振镜电机驱动模块接收16位精度(即DA(数字量转模拟量)精度为16位)时，XY2-100接口可以接收16位，17位，18位的控制，协议自动识别模块，根据接收的协议头识别协议类型，控制通道选择模块(初始状态下通道选择模块可以设置默认解析协议或阻止数据下传)，将数据送入到对应的数据解析通道模块，解析后的数据为16位或17位或18位。由于振镜电机为16位精度，输入16位数据可以直接用于控制振镜电机。输入17位数据可以通过数据扩展模块处理后取17位的高16位作为最终控制数据，控制振镜电机。输入18位数据可以通过数据扩展模块处理后取18位的高16位作为最终控制数据，控制振镜电机。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明提出的振镜自适应控制系统，包括协议自动识别模块、通道选择模块和数据解析通道模块，将不同宽度的XY2-100协议，按预设规则解析为固定宽度的数据。本发明根据XY2-100协议的前导符自动识别这三种协议类型，可以自动适配不同类型的控制器，带有这种自动识别功能的振镜，增强了振镜的适用范围。同时，也在原有XY2-100协议上改进协议内容，使得在原有接口框架不变的情况下，有效利用XY2-100协议的通信数位，实现高分辨率的控制。所述振镜自适应控制系统可以接收振镜控制器发送的不同精度(位数、宽度)的XY2-100协议，同时控制不同精度的振镜电机，增强了振镜控制器和振镜电机在不同精度下的适配性。
以上所述仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种振镜自适应控制系统，包括XY2-100接口、XY振镜电机驱动模块和XY振镜电机，所述XY振镜电机驱动模块根据接收所述XY2-100接口传输的XY2-100协议数据对所述XY振镜电机进行控制，其特征在于，所述振镜自适应控制系统还包括，
协议自动识别模块，根据所述XY2-100协议数据的前导符识别协议的类型，并将协议的类型传输至通道选择模块；
通道选择模块，根据协议的类型选择将所述XY2-100协议数据输入到相应的数据解析通道模块；
数据解析通道模块，将所述XY2-100协议数据按预设规则解析为固定宽度的数据，并将解析后的数据输入到所述XY振镜电机驱动模块。
2.根据权利要求1所述的振镜自适应控制系统，其特征在于，所述振镜自适应控制系统还包括数据扩展模块，所述数据扩展模块接收所述数据解析通道模块的数据，并将接收的数据按预设规则扩展为固定宽度的数据。
3.根据权利要求2所述的振镜自适应控制系统，其特征在于，所述振镜自适应控制系统还包括DA芯片类型识别模块，所述DA芯片类型识别模块用于识别DA芯片的类型，并将DA芯片的类型数据输入到所述数据扩展模块，所述数据扩展模块根据DA芯片的类型数据按预设规则将XY2-100协议数据扩展为固定宽度的数据。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的振镜自适应控制系统，其特征在于，所述振镜自适应控制系统还包括DA转换模块，所述DA转换模块将数据扩展模块输出的数据转换为模拟量后输入到XY振镜电机驱动模块。
5.根据权利要求4所述的振镜自适应控制系统，其特征在于，所述数据解析通道模块包括16位数据解析通道模块、17位数据解析通道模块和18位数据解析通道模块中的至少两种。
6.根据权利要求5所述的振镜自适应控制系统，其特征在于，所述XY2-100协议数据的前导符为一位字符、两位字符或三位字符。
7.根据权利要求5所述的振镜自适应控制系统，其特征在于，所述XY2-100协议数据为16位协议时，其前导符为001；所述XY2-100协议数据为17位协议时，其前导符为01；所述XY2-100协议数据为18位协议时，其前导符为1。
8.根据权利要求5所述的振镜自适应控制系统，其特征在于，所述固定宽度的数据为18位时，当输入XY2-100协议数据为16位，通过数据扩展模块将16位数据作为高位，在最低位扩展2位，形成一个宽度为18位的数据；当输入XY2-100协议数据为17位数据，通过数据扩展模块将数据扩展将17位数据作为高位，在最低位扩展1位，形成一个宽度为18位的数据。
9.根据权利要求5所述的振镜自适应控制系统，其特征在于，所述固定宽度的数据为17位时，当输入XY2-100协议数据为16位，通过数据扩展模块将16位数据作为高位，在最低位扩展1位，形成一个宽度为17位的数据；当输入XY2-100协议数据为18位数据，通过数据扩展模块将18位数据的高17位形成一个宽度为17位的数据。
10.根据权利要求5所述的振镜自适应控制系统，其特征在于，所述固定宽度的数据为16位时，当输入XY2-100协议数据为17位，通过数据扩展模块将17位数据的高16位形成一个宽度为16位的数据；当输入XY2-100协议数据为18位数据，通过数据扩展模块将18位数据的高16位形成一个宽度为16位的数据。
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