CN115890009B - 基于功能升级的激光器和振镜数据处理系统、方法和介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于功能升级的激光器和振镜数据处理系统、方法和存储介质,系统包括信号处理卡,信号处理卡包括依次连接的解码模块、功能升级模块和编码模块,解码模块对旧系统协议数据流解码,得到解码数据;功能升级模块根据设定的激光器参数和振镜参数对解码数据进行信号处理,得到编码数据,编码模块对编码数据进行编码得到新系统的协议数据流输出给激光器和振镜,实现对激光器和振镜的控制,呈现更多的控制信息并满足新功能的需求。在对旧系统进行兼容的基础上,实现新的系统功能开发,既满足新的加工场景和新的技术需求,又可以达到新旧系统的交替和过度,为用户节省硬件购买和软件学习成本。
Description
技术领域
本发明涉及激光加工领域,具体为基于功能升级的激光器和振镜数据处理系统、方法和存储介质。
背景技术
激光加工行业最早成规模的应用场景,是激光标记,主要使用5-30W的低功率激光器产品,对包括木材、塑料、纸张、金属等材料进行图形或文字标识的刻印加工。由于激光标记的简单便捷、标记内容可以持久保留,因此在一些领域逐步替代了原有的印刷和喷墨打印技术。
随着激光应用向30W以上的中功率以及1000W以上的高功率发展,新的加工场景又提出了新的技术需求,比如新的光斑轨迹处理需求,以及能量控制的需求。上述技术需求可以通过重新设计软硬件系统实现,但是会造成原有的设备如控制板卡和软件必须全部更新,从用户角度,这既增加了全新硬件的购买成本,也增加了新软件的学习成本。
发明内容
为克服上述背景技术中,随着激光应用向30W以上的中功率以及1000W以上的高功率发展,新的加工场景又提出了新的技术需求,比如新的光斑轨迹处理需求,以及能量控制的需求。上述技术需求可以通过重新设计软硬件系统实现,但是会造成原有的设备如控制板卡和软件必须全部更新,从用户角度,这既增加了全新硬件的购买成本,也增加了新软件的学习成本的缺点,本发明的目的在于提供基于功能升级的激光器和振镜数据处理系统。
为了达到以上目的,本发明采用如下的技术方案:
本发明的第一方面.基于功能升级的激光器和振镜数据处理系统,包括
信号处理卡,所述信号处理卡包括解码模块、功能升级模块和编码模块,所述解码模块和功能升级模块连接,所述功能升级模块和编码模块连接;
激光打标卡,所述激光打标卡和信号处理卡连接,并将第一振镜协议数据流和第一激光器协议数据流发送给信号处理卡的解码模块;
所述解码模块,对所述第一振镜协议数据流进行解码,得到第一振镜运动轨迹曲线数据;对所述第一激光器协议数据流进行解码,得到第一激光器功率曲线数据;
上位机,所述上位机和信号处理卡连接,用于设定激光器参数和振镜参数并发送给信号处理卡的功能升级模块;
所述功能升级模块,根据所设定的振镜参数对所述第一振镜运动轨迹曲线数据进行信号处理,得到添加振镜运动轨迹控制功能的第二振镜运动轨迹曲线数据;根据所设定的激光器参数对所述第一激光器功率曲线数据进行信号处理,得到添加激光器功率曲线控制功能的第二激光器功率曲线数据;
所述编码模块,对所述第二振镜运动轨迹曲线数据进行编码,得到第二振镜协议数据流输出给振镜;对所述第二激光器功率曲线数据进行编码,得到第二激光器协议数据流输出给激光器。
本发明的有益效果在于:设计信号处理卡,通过解码模块对激光打标卡,即旧系统的协议数据流进行解码,分别得到解码数据,包括第一振镜运动轨迹曲线数据和第一激光器功率曲线数据;通过功能升级模块分别根据设定的激光器参数和振镜参数对第一激光器功率曲线数据和第一振镜运动轨迹曲线数据进行信号处理,得到编码数据,包括添加激光器功率曲线控制功能的第二激光器功率曲线数据和添加振镜运动轨迹控制功能的第二振镜运动轨迹曲线数据;通过编码模块对第二振镜运动轨迹曲线数据和第二激光器功率曲线数据进行重新编码得到新系统的协议数据流,分别输出给激光器和振镜,不仅实现对激光器和振镜的新功能控制,还能呈现更多的控制信息并满足新功能的需求。本发明主要实现在对旧系统进行兼容的基础上,实现新的系统功能开发,既满足新的加工场景和新的技术需求,又可以达到新旧系统的交替和过度,为用户节省硬件购买和软件学习成本。
在一些可能的实施方式中,根据所设定的振镜参数对所述第一振镜运动轨迹曲线数据进行信号处理添加振镜运动轨迹控制功能的第二振镜运动轨迹曲线数据的具体方法如下:
设定振镜摆动轨迹曲线参数,对所述第一振镜运动轨迹曲线数据与所设定的振镜摆动轨迹曲线参数数据采用相对位置偏移和插值算法进行矢量合成运算,得到第二振镜运动轨迹曲线数据。
在一些可能的实施方式中,所述激光器参数还包括激光器类型、激光器信号类型、激光器开光延时、激光器起始功率、激光器功率上升速率、最大功率和结束功率。
在一些可能的实施方式中,所述振镜参数还包括:振镜信号类型、振镜扫描范围、振镜电机角度和实际扫描距离的转化比例、振镜运动轨迹数据、振镜摆动方向、振镜运动轨迹曲线缩放比例和振镜运动速度。
本发明的第二方面,提供基于功能升级的激光器和振镜数据处理方法,所述方法包括如下步骤:
获取第一振镜协议数据流和第一激光器协议数据流;
对所述第一振镜协议数据流进行解码,得到第一振镜运动轨迹曲线数据;对所述第一激光器协议数据流进行解码,得到第一激光器功率曲线数据;
设定激光器参数和振镜参数;
根据所设定的振镜参数,对所述第一振镜运动轨迹曲线数据进行信号处理,得到添加振镜运动轨迹控制功能的第二振镜运动轨迹曲线数据;
根据所设定的激光器参数,对所述第一激光器功率曲线数据进行信号处理,得到添加激光器功率曲线控制功能的第二激光器功率曲线数据;
对所述第二振镜运动轨迹曲线数据进行编码,得到第二振镜协议数据流输出给振镜;
对所述第二激光器功率曲线数据进行编码,得到第二激光器协议数据流输出给激光器。
在一些可能的实施方式中,根据所设定的振镜参数对所述第一振镜运动轨迹曲线数据进行信号处理添加振镜运动轨迹控制功能的第二振镜运动轨迹曲线数据的具体方法如下:
设定振镜摆动轨迹曲线参数,对所述第一振镜运动轨迹曲线数据与所设定的振镜摆动轨迹曲线参数数据采用相对位置偏移和插值算法进行矢量合成运算,得到第二振镜运动轨迹曲线数据。
在一些可能的实施方式中,所述激光器参数还包括激光器类型、激光器信号类型、激光器开光延时、激光器起始功率、激光器功率上升速率、最大功率和结束功率。
在一些可能的实施方式中,所述振镜参数还包括:振镜信号类型、振镜扫描范围、振镜电机角度和实际扫描距离的转化比例、振镜运动轨迹数据、振镜摆动方向、振镜运动轨迹曲线缩放比例和振镜运动速度。
本发明的第三方面,提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于功能升级的激光器和振镜数据处理方法的步骤。
附图说明
图1为本发明实施例基于功能升级的激光器和振镜数据处理系统的系统结构示意图;
图2为本发明实施例基于功能升级的激光器和振镜数据处理方法的整体步骤流程图;
图3为本发明实施例第一振镜协议数据流解码流程示意图;
图4为本发明实施例第一激光器协议数据流解码流程示意图;
图5为本发明实施例中第一振镜运动轨迹示意图;
图6为本发明实施例中设定的振镜摆动轨迹示意图;
图7为本发明实施例中矢量运算后的第二振镜运动轨迹示意图;
图8为本发明实施例第二振镜运动轨迹曲线数据编码流程示意示意图;
图9为本发明实施例第二激光器功率曲线数据编码流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见附图1所示,本发明实施例提供基于功能升级的激光器和振镜数据处理系统,包括
信号处理卡,所述信号处理卡包括解码模块、功能升级模块和编码模块,所述解码模块和功能升级模块连接,所述功能升级模块和编码模块连接。
信号处理卡可采用型号HPM6750型号,这是一款国产高主频的RISC-V架构的嵌入式处理,能够满足编、解码和数据、信号处理的运算需求。
激光打标卡,所述激光打标卡和信号处理卡连接,其中,激光打标卡上的激光器接口与信号处理卡上的激光器解码接口连接,信号处理卡上的振镜接口与信号处理卡上的振镜解码接口连接。
激光打标卡,一方面将第一振镜协议数据流通过振镜接口和振镜解码接口发送给解码模块,另一方面将第一激光器协议数据流通过激光器接口和激光器解码接口发送给解码模块。
解码模块,对所述第一振镜协议数据流进行解码,得到第一振镜运动轨迹曲线数据;对所述第一激光器协议数据流进行解码,得到第一激光器功率曲线数据。
上位机,所述上位机和信号处理卡连接,具体的,上位机上的第一通信接口和信号处理卡上的第二通信接口连接。通过上位机设定激光器参数和振镜参数,并将所设定的激光器参数和振镜参数通过第一通信接口和第二通信接口发送给功能升级模块。
功能升级模块根据所设定的振镜参数对所述第一振镜运动轨迹曲线数据进行信号处理,得到添加振镜运动轨迹控制功能的第二振镜运动轨迹曲线数据,具体如下:
设定振镜摆动轨迹曲线参数,对所述第一振镜运动轨迹曲线数据与所设定的振镜摆动轨迹曲线参数数据采用相对位置偏移和插值算法进行矢量合成运算,得到第二振镜运动轨迹曲线数据。
功能升级模块根据所设定的激光器参数对所述第一激光器功率曲线数据进行数据处理,得到添加激光器功率曲线控制功能的第二激光器功率曲线数据,具体如下:
设定激光器功率曲线参数,对第一激光器功率曲线数据和所设定的激光器功率曲线参数数据进行信号处理计算,得到第二激光器功率曲线数据。
编码模块,对添加振镜运动轨迹控制功能的第二振镜运动轨迹曲线数据进行编码,得到第二振镜协议数据流输出给振镜;对添加激光器功率曲线控制功能的第二激光器功率曲线数据进行编码,得到第二激光器协议数据流输出给激光器。
由于信号处理卡上的振镜编码接口与振镜连接,信号处理卡上的激光器编码接口与激光器连接,所以编码模块,一方面通过振镜编码接口将第二振镜协议数据流输出给振镜,另一方面通过激光器编码接口将第二激光器协议数据流输出给激光器。
设计信号处理卡,通过解码模块对激光打标卡,即旧系统的协议数据流进行解码,分别得到解码数据,包括第一振镜运动轨迹曲线数据和第一激光器功率曲线数据;通过功能升级模块分别根据设定的激光器参数和振镜参数对第一激光器功率曲线数据和第一振镜运动轨迹曲线数据进行信号处理,得到编码数据,包括添加激光器功率曲线控制功能的第二激光器功率曲线数据和添加振镜运动轨迹控制功能的第二振镜运动轨迹曲线数据;通过编码模块对第二振镜运动轨迹曲线数据和第二激光器功率曲线数据进行重新编码得到新系统的协议数据流,分别输出给激光器和振镜,不仅实现对激光器和振镜的新功能控制,还能呈现更多的控制信息并满足新功能的需求。本发明主要实现在对旧系统进行兼容的基础上,实现新的系统功能开发,既满足新的加工场景和新的技术需求,又可以达到新旧系统的交替和过度,为用户节省硬件购买和软件学习成本。
参见附图2所示,本实施例还提供基于功能升级的激光器和振镜数据处理方法,应用于上述基于功能升级的激光器和振镜数据处理系统,具体包括如下步骤:
S1:获取第一振镜协议数据流和第一激光器协议数据流;
S2:对所述第一振镜协议数据流进行解码,得到相对应的第一振镜运动轨迹曲线数据,具体如下:
参见附图3所示,第一振镜协议数据流进入到CLOCK捕捉状态和GPIO(芯片通用输入输出管脚)状态并触发信号到DMA(直接内存访问)控制器中,Sync(同步信号)接入EXTI(外部)中断将进入到帧封包处处理再进入第一振镜运动轨迹曲线数据,CLOCK(时钟信号)捕捉状态和GPIO状态通过DMA控制器将数据导入到DMA缓存中导入第一振镜运动轨迹曲线数据。
以解码XY-100协议为例:X轴、Y轴、Z轴通道数据分别接入GPIO,CLOCK信号接入定时器IO(输入输出管脚),Sync信号接入EXTI中断。CLOCK信号触发定时器计数,定时器产生周期脉冲触发DMA控制器,每次脉冲DMA控制器执行一次对应GPIO的DR寄存器数据向内存的搬运,直到Sync信号跳变触发Sync中断,在中断处理程序过程中,将多字节DMA数据依照XY-100协议格式(振镜编码传输格式)进行奇偶校验和解码,把得到的第一振镜运动轨迹曲线数据按照解码顺序存储。
S3:对所述第一激光器协议数据流进行解码,得到相对应的第一激光器功率曲线数据,参见附图4所示,具体如下:第一激光器协议数据流,主要通过GPIO中断的方式来监控包括MO(激光器谐振激励使能)、AP(激光器主电源使能)和PLATCH(激光器主电源使能)信号的变化,当MO、AP和PLATCH的信号变化时将触发GPIO中断,在GPIO中断处理程序过程中,进入帧封包处处理分别记录MO、AP和PLATCH信号跳变时和对应的第一振镜运动轨迹曲线数据,PRR信号(脉冲重复频率)接定时器IO(输入输出管脚),通过定时器实现信号频率和脉冲宽度测量。
由于激光器主要状态只有开关两种,因此只存储激光器的MO、AP和PLATCH信号跳变时对应的第一振镜运动轨迹曲线数据的序号,第一激光器功率曲线数据记录在AP中断处理程序中进行。
S4:分别设定激光器功率曲线参数和振镜摆动轨迹曲线参数。
激光器参数还可以包括:激光器类型、激光器信号类型、激光器开光延时、激光器起始功率、激光器功率上升速率、最大功率和结束功率等。振镜参数还可以包括:振镜信号类型、振镜扫描范围、振镜电机角度和实际扫描距离的转化比例、振镜运动轨迹数据、振镜摆动方向、振镜运动轨迹曲线缩放比例、振镜运动速度等。
S5:根据所设定的振镜摆动轨迹曲线参数对所述第一振镜运动轨迹曲线数据进行信号处理,得到添加振镜运动轨迹控制功能的第二振镜运动轨迹曲线数据,具体方法如下:
设定振镜摆动轨迹曲线参数,对所述第一振镜运动轨迹曲线数据与所设定的振镜摆动轨迹曲线参数数据采用相对位置偏移和插值算法进行矢量合成运算,得到第二振镜运动轨迹曲线数据。参见附图5-7所示,图5是第一振镜运动轨迹,图6是设定的振镜摆动轨迹,图7是矢量运算后的第二振镜运动轨迹。
具体示例如下:第一振镜运动轨迹曲线数据为一组X轴与Y轴坐标的数组M1=[X1(n),Y1(n)],数组M1与同时采集的第一激光器功率曲线数据有时间轴的对照关系,其中数组M1的读取为顺序模式。振镜摆动轨迹曲线参数数据也为一组X轴与Y轴坐标的数组M2=[X2(n),Y2(n)],其中数组M2的读取为循环模式,即当顺序读取至数组最后一项时,下一次读取自动跳回数组第一项。将数组M1和数组M2通过矢量合成的输出结果为数组M3=[X3(n),Y3(n)],数组M3的数组长度与数组M1相同。
具体计算步骤如下:
步骤一:先将数组M2=[X2(n),Y2(n)]转化为相对摆动曲线中心点的相对坐标,假设中心点为Xc/Yc,在相对坐标系中,中心点的相对坐标为(0,0)。因此需依次将数组M2中的每一项减去Xc/Yc,得到相对坐标系下的数组M4=[X4(n), Y4(n)],其中,X4(n)=X2(n)-Xc,Y4(n)=Y2(n)-Yc,其中n= 0,1,2....。
步骤二:将数组M1=[X1(n),Y1(n)]与数组M4=[X4(n),Y4(n)]顺序相加,得到数组M3=[X3(n),Y3(n)],其中,数组M4的访问方式与数组M2相同,皆为循环模式。
所以,X3(n)=X1(n)+X4(p),Y3(n)=Y1(n)+Y4(p),其中,n=0,1,2.... ;p= 0,1,2....。
上述n为M1和M3的数组长度,p为M4数组长度。因M3与M1的数组长度一致,所以共用n参数表示。
S6:根据所设定的激光器功率曲线参数对所述第一激光器功率曲线数据进行信号处理,得到添加激光器功率曲线控制功能的第二激光器功率曲线数据,具体方法如下:
设定激光器功率曲线参数,对第一激光器功率曲线数据和所设定的激光器功率曲线参数数据进行信号处理计算,得到第二激光器功率曲线数据,具体示例如下:
第一激光器功率曲线数据为数值P1(0-255),将数值P1除以255得到功率百分比P2。
激光器功率曲线参数数据为一个功率设定值数组M9=[P3(n),T3(n)],其中T3为该功率点的时间轴坐标,时间轴以每个AP信号的使能信号沿作为计时0点。
具体计算步骤如下:
步骤一:AP信号使能后,取数组M9的第一个功率值P3(0),更新到激光器功率的输出管脚。
步骤二:根据当前DMA间隔开始计算时间值T1,当T1小于数组M9的当前项T3(n)时,根据T1计算新的功率值P4,将P4值更新到激光器功率的输出管脚。其中,P4=(P3(n)-P3(n-1))*(T1-T3(n-1))/(T3(n)-T3(n-1),式中的P3(n)、T3(n)为数组M9的当前访问项,P3(n-1)、T3(n-1)为数组M9当前访问项的前一项。T1为从AP触发的时间累计值,当前P4的功率值为介于P3(n-1)到P3n的中间值。
步骤三:继续累加T1,当T1大于数组M9的下一项时,更新P3(n-1)和P3n的数据。
步骤四:当读取到数组M9最后一项时,当前功率曲线输出结束,直到下一次AP使能后,重新进行功率曲线输出。
S7:对添加振镜运动轨迹控制功能的第二振镜运动轨迹曲线数据进行编码,得到第二振镜协议数据流输出给振镜,具体如下:
参见附图8所示,将第二振镜运动轨迹曲线数据传输到缓冲区A和缓冲区B,缓冲区A和缓冲区B将数据传输到DMA控制器中,并通过定时器每个周期发出触发信号给DMA控制器将数据导入到IO寄存器中,得到IO寄存器中的第二振镜协议数据流输出给振镜。
其中,定时器以100KHz时间基准,定时器在每个周期产生一个“up更新信号”,将“up更新信号”作为DMA配置的触发源,DMA配置设置双缓冲区,缓冲区A工作时,缓冲区B内容修改而不中断数据流计算。“up更新信号”出发后,DMA配置将缓冲区A和缓冲区B配置长度为8bit-32bit数据,复制给设定的IO外设,然后将缓冲区指针加1,当DMA配置操作指针达到缓冲区A末尾时,自动切换到缓冲区B,当DMA配置不支持双缓冲区时,需要设置DMA完成中断,在中断程序中进行缓冲区A和缓冲区B的切换,中断恢复时间小于定时器最小周期使得数据流不会中断。
以编码XY-100协议为例:X轴、Y轴、Z轴、CLOCK和Sync信号均接入GPIO,由定时器产生固定间隔的脉冲信号,脉冲信号触发DMA,每个脉冲DMA将数据缓冲区A和B的数据搬运至GPIO的DR寄存器,实现前述X轴、Y轴、Z轴、CLOCK和Sync信号状态的改变。缓冲区A和B的数据是以前述第二振镜运动轨迹曲线数据为基础,按照XY-100格式进行按位填充,得到XY-100协议数据流,即第二振镜协议数据流输出给振镜。
S8:对添加激光器功率曲线控制功能的第二激光器功率曲线数据进行编码,得到第二激光器协议数据流输出给激光器,参见附图9所示,具体如下:
将第二激光器功率曲线数据传输到缓冲区A和缓冲区B,缓冲区A和缓冲区B将数据传输到DMA控制器中,并通过定时器每个周期发出触发信号使DMA控制器将数据导入到寄存器,得到寄存器中包括激光器功率信号的第二激光器协议数据流输出给激光器。
其中,激光器控制除了AP信号输出外,还要实现激光器功率曲线数据输出,激光器功率曲线数据也分为关键点调节和DMA连续输出,其中关键点调节方式与AP信号输出类似,直接参照当前振镜位置,改变IO状态即可。AP信号输出给定时器时,要重置定时器,定时器每个周期发出触发信号给DMA控制器,DMA控制器需要采用与振镜信号触发同一个脉冲源,定时器每次触发DMA时将第二激光器功率曲线数据从内存搬运至DAC(数模转换器)的DR(数据寄存器)中,当DMA配置不支持双缓冲区时,需要设置DMA完成中断,在中断程序中进行缓冲区A和缓冲区B的切换,中断恢复时间小于定时器最小周期使得数据流不会中断。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求6-10任一项所述的基于功能升级的激光器和振镜数据处理方法的步骤。
存储介质存储有能够实现上述所有方法的程序指令,其中,该程序指令可以以软件产品的形式存储在上述存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质,或者是计算机、服务器、手机、平板等终端设备。
其中,处理器还可以称为CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)。处理器可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。处理器还可以是:
DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器,数字信号处理器是由大规模或超大规模集成电路芯片组成的用来完成某种信号处理任务的处理器。它是为适应高速实时信号处理任务的需要而逐渐发展起来的。随着集成电路技术和数字信号处理算法的发展,数字信号处理器的实现方法也在不断变化,处理功能不断提高和扩大。)
ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit,专用集成电路,即专用集成电路,是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。
FPGA(现场可编程门阵列,FieldProgrammable Gate Array)是在PAL(ProgrammableArray Logic,可编程阵列逻辑)、GAL(genericarray logic,通用阵列逻辑)等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
通用处理器,所述通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件和分立硬件组件等。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.基于功能升级的激光器和振镜数据处理系统,其特征在于:包括
信号处理卡,所述信号处理卡包括解码模块、功能升级模块和编码模块,所述解码模块和功能升级模块连接,所述功能升级模块和编码模块连接;
激光打标卡,所述激光打标卡和信号处理卡连接,并将第一振镜协议数据流和第一激光器协议数据流发送给信号处理卡的解码模块;
所述解码模块,对所述第一振镜协议数据流进行解码,得到第一振镜运动轨迹曲线数据;对所述第一激光器协议数据流进行解码,得到第一激光器功率曲线数据;
上位机,所述上位机和信号处理卡连接,用于设定激光器参数和振镜参数并发送给信号处理卡的功能升级模块;
所述功能升级模块,根据所设定的振镜参数对所述第一振镜运动轨迹曲线数据进行信号处理,得到添加振镜运动轨迹控制功能的第二振镜运动轨迹曲线数据,具体如下:
所述第一振镜运动轨迹曲线数据为一组X轴与Y轴坐标的数组M1=[X1(n),Y1(n)],数组M1与同时采集的第一激光器功率曲线数据有时间轴的对照关系,其中数组M1的读取为顺序模式;振镜摆动轨迹曲线参数数据也为一组X轴与Y轴坐标的数组M2=[X2(n),Y2(n)],其中数组M2的读取为循环模式,即当顺序读取至数组最后一项时,下一次读取自动跳回数组第一项;
将数组M1和数组M2通过矢量合成的输出结果为数组M3=[X3(n),Y3(n)],数组M3的数组长度与数组M1相同;
具体计算步骤如下:
步骤一:先将数组M2=[X2(n),Y2(n)]转化为相对摆动曲线中心点的相对坐标,假设中心点为Xc/Yc,在相对坐标系中,中心点的相对坐标为(0,0);
依次将数组M2中的每一项减去Xc/Yc,得到相对坐标系下的数组M4=[X4(n), Y4(n)],其中,X4(n)=X2(n)-Xc,Y4(n)=Y2(n)-Yc,其中n= 0,1,2....;
步骤二:将数组M1=[X1(n),Y1(n)]与数组M4=[X4(n),Y4(n)]顺序相加,得到数组M3=[X3(n),Y3(n)],其中,数组M4的访问方式与数组M2相同,皆为循环模式;
所以,X3(n)=X1(n)+X4(p),Y3(n)=Y1(n)+Y4(p),其中,n=0,1,2.... ;p= 0,1,2....;
上述n为M1和M3的数组长度,p为M4数组长度,因M3与M1的数组长度一致,所以共用n参数表示;
根据所设定的激光器参数对所述第一激光器功率曲线数据进行信号处理,得到添加激光器功率曲线控制功能的第二激光器功率曲线数据,具体如下:
所述第一激光器功率曲线数据为数值P1(0-255),将数值P1除以255得到功率百分比P2;
激光器功率曲线参数数据为一个功率设定值数组M9=[P3(n),T3(n)],其中T3为该功率点的时间轴坐标,时间轴以每个AP信号的使能信号沿作为计时0点;
具体计算步骤如下:
步骤一:AP信号使能后,取数组M9的第一个功率值P3(0),更新到激光器功率的输出管脚;
步骤二:根据当前DMA间隔开始计算时间值T1,当T1小于数组M9的当前项T3(n)时,根据T1计算新的功率值P4,将P4值更新到激光器功率的输出管脚;
其中,P4=(P3(n)-P3(n-1))*(T1-T3(n-1))/(T3(n)-T3(n-1),式中的P3(n)、T3(n)为数组M9的当前访问项,P3(n-1)、T3(n-1)为数组M9当前访问项的前一项;
T1为从AP触发的时间累计值,当前P4的功率值为介于P3(n-1)到P3n的中间值;
步骤三:继续累加T1,当T1大于数组M9的下一项时,更新P3(n-1)和P3n的数据;
步骤四:当读取到数组M9最后一项时,当前功率曲线输出结束,直到下一次AP使能后,重新进行功率曲线输出;
所述编码模块,对所述第二振镜运动轨迹曲线数据进行编码,得到第二振镜协议数据流输出给振镜;对所述第二激光器功率曲线数据进行编码,得到第二激光器协议数据流输出给激光器。
2.根据权利要求1所述的基于功能升级的激光器和振镜数据处理系统,其特征在于:根据所设定的振镜参数对所述第一振镜运动轨迹曲线数据进行信号处理,得到添加振镜运动轨迹控制功能的第二振镜运动轨迹曲线数据的具体方法如下:
设定振镜摆动轨迹曲线参数,对所述第一振镜运动轨迹曲线数据与所设定的振镜摆动轨迹曲线参数数据采用相对位置偏移和插值算法进行矢量合成运算,得到第二振镜运动轨迹曲线数据。
3.根据权利要求1所述的基于功能升级的激光器和振镜数据处理系统,其特征在于:所述激光器参数还包括激光器类型、激光器信号类型、激光器开光延时、激光器起始功率、激光器功率上升速率、最大功率和结束功率。
4.根据权利要求1所述的基于功能升级的激光器和振镜数据处理系统,其特征在于:所述振镜参数还包括:振镜信号类型、振镜扫描范围、振镜电机角度和实际扫描距离的转化比例、振镜运动轨迹数据、振镜摆动方向、振镜运动轨迹曲线缩放比例和振镜运动速度。
5.基于功能升级的激光器和振镜数据处理方法,其特征在于,应用于权利要求1-4任一所述的系统,所述方法包括如下步骤:
获取第一振镜协议数据流和第一激光器协议数据流;
对所述第一振镜协议数据流进行解码,得到第一振镜运动轨迹曲线数据;对所述第一激光器协议数据流进行解码,得到第一激光器功率曲线数据;
设定激光器参数和振镜参数;
根据所设定的振镜参数,对所述第一振镜运动轨迹曲线数据进行信号处理,得到添加振镜运动轨迹控制功能的第二振镜运动轨迹曲线数据;
根据所设定的激光器参数,对所述第一激光器功率曲线数据进行信号处理,得到添加激光器功率曲线控制功能的第二激光器功率曲线数据;
对所述第二振镜运动轨迹曲线数据进行编码,得到第二振镜协议数据流输出给振镜;
对所述第二激光器功率曲线数据进行编码,得到第二激光器协议数据流输出给激光器。
6.根据权利要求5所述的基于功能升级的激光器和振镜数据处理方法,其特征在于:根据所设定的振镜参数对所述第一振镜运动轨迹曲线数据进行信号处理,得到添加振镜运动轨迹控制功能的第二振镜运动轨迹曲线数据的具体方法如下:
设定振镜摆动轨迹曲线参数,对所述第一振镜运动轨迹曲线数据与所设定的振镜摆动轨迹曲线参数数据采用相对位置偏移和插值算法进行矢量合成运算,得到第二振镜运动轨迹曲线数据。
7.根据权利要求5所述的基于功能升级的激光器和振镜数据处理方法,其特征在于:所述激光器参数还包括激光器类型、激光器信号类型、激光器开光延时、激光器起始功率、激光器功率上升速率、最大功率和结束功率。
8.根据权利要求5所述的基于功能升级的激光器和振镜数据处理方法,其特征在于:所述振镜参数还包括:振镜信号类型、振镜扫描范围、振镜电机角度和实际扫描距离的转化比例、振镜运动轨迹数据、振镜摆动方向、振镜运动轨迹曲线缩放比例和振镜运动速度。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于:所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求5-8任一项所述的基于功能升级的激光器和振镜数据处理方法的步骤。
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