CN115971691A - 一种用于激光切割的电容测距系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光切割技术领域，具体涉及一种用于激光切割的电容测距系统及方法。该系统及方法均能够通过激光切割头喷嘴与待切割金属板材构成等效平行电容C2，电容信号采集模块与等效平行电容C2构成谐振电路，并实时采集谐振电路的谐振频率，处理模块实时读取电容信号采集模块采集的谐振电路的谐振频率，并实时基于读取的谐振频率计算出谐振电路的电容值，进而求解出激光切割头喷嘴与待切割金属板材之间的喷嘴高度值。本发明便于实现对喷嘴与待切割金属板材之间的高度值的测量，有助于确保达到良好的切割效果。

Description

一种用于激光切割的电容测距系统及方法

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，具体涉及一种用于激光切割的电容测距系统及方法。

背景技术

激光切割作为一项下料工艺，应用领域方面已经越来越普及，激光切割原理是采用激光束照射工件表面，通过电光热能间的转化，光束照射处温度迅速上升，材料熔化、气化后形成孔洞，随着光束的移动，孔洞连接逐渐形成线条。

在激光切割金属板材时，要想获得平滑的切割效果，需要激光切割头喷嘴与金属板材之间的高度保持恒定。但是有的金属板材本身不够平整或者在对比较薄，在进行激光切割时，由于外界因素导致金属板材出现抖动，造成激光切割头喷嘴与金属板材之间的高度值不恒定。

为了解决上述由于金属板材本身不够平整或外界因素导致的金属板材的抖动，造成的激光切割头喷嘴与金属板材之间的高度值不恒定，通常需要实时测量激光切割头与金属板材之间的实际距离，并根据测量到的实际距离来调整激光切割头喷嘴与金属板材之间的高度值，来保持激光切割头喷嘴与金属板材之间的高度值恒定。

而目前，如何实时测量喷嘴与金属板材之间的高度值，用于喷嘴高度的调节以保持喷嘴与金属板材之间高度值的恒定，尚没有好的实现方式。

发明内容

针对上述问题，本发明的发明目的是，提供一种用于激光切割的电容测距系统及方法，用于实时测量喷嘴与待切割金属板材之间的高度值。

第一方面，本发明提供了一种用于激光切割的电容测距系统，该系统包括：激光切割头喷嘴和激光切割控制系统，激光切割头喷嘴安装在激光切割头上，所述电容测距系统还包括：电容信号采集模块和处理模块；激光切割头喷嘴与待切割金属板材构成等效平行电容C2。

电容信号采集模块通过屏蔽线与激光切割头喷嘴相连，用于与等效平行电容C2构成谐振电路，并用于实时采集所述谐振电路中的谐振频率。

处理模块与电容信号采集模块相连。

处理模块与激光切割控制系统相连。

处理模块被配置为执行以下操作：实时读取电容信号采集模块采集到的谐振频率。

实时基于读取到的谐振频率计算谐振电路中的电容值，记为目标电容值。

实时根据计算出的目标电容值求解喷嘴高度值，其中，喷嘴高度值为激光切割头喷嘴与待切割金属板材之间的距离。

实时将求解出的喷嘴高度值发送至激光切割控制系统。

激光切割控制系统被配置为实时基于处理模块发送来的喷嘴高度值调节激光切割头喷嘴的高度。

进一步地，电容信号采集模块包括：FDC2212芯片、电感L和第一电容C1。

FDC2212芯片的INOA引脚，与电感L的第一端、第一电容C1的第一端以及所述激光切割头喷嘴均相连。

FDC2212芯片的INOB引脚，分别与电感L的第二端以及第一电容C1的第二端相连。

FDC2212芯片的接地引脚接地。

构成等效平行电容C2的待切割金属板材接地。

其中，电感L、第一电容C1和等效平行电容C2构成所述谐振电路。

进一步地，处理模块还配置用于：预先基于标定好的喷嘴高度值及其对应的谐振电路中的电容值，拟合生成喷嘴高度与电容值的拟合曲线，其中，标定好的喷嘴高度值记为标定喷嘴高度值，标定好的喷嘴高度值对应的谐振电路中的电容值记为标定电容值。

进一步地，处理模块内预先存储有以下线性方程：h=kC+b。

式中：h代表喷嘴高度值，C代表电容值，k和b为常数。

进一步地，根据计算出的目标电容值求解喷嘴高度值的实现方法包括：在所述拟合曲线上查找出目标电容值对应的点，记为目标点。

判断目标点对应的喷嘴高度值是否与标定喷嘴高度值重合。

若是，则获取该重合的标定喷嘴高度值，即得到所要求解的喷嘴高度值。

若否，则确定目标点对应的喷嘴高度值落在哪两个相邻的标定喷嘴高度值之间，并获取确定出的两个相邻的标定喷嘴高度值及其各自对应的标定电容值，之后继续执行下一步。

将获取到的一个标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值，代入所述线性方程，得到第一线性目标方程；将获取到的另一个标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值，代入所述线性方程，得到第二目标线性方程。

联立第一目标方程和第二目标方程，计算出所述线性方程中常数k和b的具体取值。

将常数k和b的具体取值代入所述线性方程，得到目标线性方程。

将目标电容值代入目标线性方程进行计算，即得到所要求解的喷嘴高度值。

进一步地，所述处理模块采用单片机。

另一方面，本发明提供了一种基于以上任意一种用于激光切割的电容测距系统的用于激光切割的电容测距方法，包括：步骤S1：实时采集谐振电路的谐振频率。

步骤S2：实时读取所采集到的谐振频率。

步骤S3：实时基于读取到的谐振频率计算谐振电路中的电容值，记为目标电容值。

步骤S4：实时根据计算出的目标电容值求解喷嘴高度值，其中，喷嘴高度值为激光切割头喷嘴与待切割金属板材之间的距离。

步骤S5：实时将求解出的喷嘴高度值发送至激光切割控制系统，供激光切割控制系统实时基于发送来的喷嘴高度值调节激光切割头喷嘴的高度。

进一步地，在步骤S1之前包括：预先基于标定好的喷嘴高度值及其对应的谐振电路中的电容值，拟合生成喷嘴高度与电容值的拟合曲线，其中，标定好的喷嘴高度值记为标定喷嘴高度值，标定好的喷嘴高度值对应的谐振电路中的电容值记为标定电容值。

进一步地，在步骤S1之前还包括：预先存储以下线性方程：h=kC+b。

式中：h代表喷嘴高度值，C代表电容值，k和b为常数。

进一步地，所述步骤S4包括：在所述拟合曲线上查找出目标电容值对应的点，记为目标点。

判断目标点对应的喷嘴高度值是否与标定喷嘴高度值重合：若是，则获取该重合的标定喷嘴高度值，即得到所要求解的喷嘴高度值。

若否，则确定目标点对应的喷嘴高度值落在哪两个相邻的标定喷嘴高度值之间，并获取确定出的两个相邻的标定喷嘴高度值及其各自对应的标定电容值，之后继续执行下一步。

将获取到的一个标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值，代入所述线性方程，得到第一线性目标方程；将获取到的另一个标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值，代入所述线性方程，得到第二目标线性方程。

联立第一目标方程和第二目标方程，计算出所述线性方程中常数k和b的具体取值。

将常数k和b的具体取值代入所述线性方程，得到目标线性方程。

将目标电容值代入目标线性方程进行计算，即得到所要求解的喷嘴高度值。

本发明的有益效果：

（1）本发明将激光切割头喷嘴与待切割金属板材构成等效平行电容C2，并利用等效平行电容C2构建谐振电路，使用时，只需采集谐振电路的实时谐振频率，便能够实时基于采集的谐振频率计算出谐振电路的电容值从而求解出喷嘴与待切割金属板材之间的实时喷嘴高度值，既便于实现，还有助于快速实现对喷嘴与待切割金属板材之间的高度值的测量，继而有助于确保达到良好的切割效果。

（2）本发明融合了FDC2212芯片和单片机的使用，一定程度上有助于确保采样频率，确保喷嘴高度值动态响应的精度，而且FDC2212芯片和单片机体积小，一定程度上有助于缩小产品体积，方便产品携带。

（3）本发明在使用时，能够先基于拟合曲线取值，再利用线性方程来计算喷嘴高度值，一定程度上有助于提高测量的精度。

（4）本发明通过单片机即可实现对喷嘴高度的测量，使得降低了生成成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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发明的一些实施例，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是本发明所提供的用于激光切割的电容测距系统的一个实施例的电气原理框图示意图。

图2是本发明所提供的用于激光切割的电容测距系统的一个实施例的局部等效电路示意图。

图3是本发明中所涉及的标定电容值与标定喷嘴高度值的拟合曲线的一个实施例的曲线示意图。

1-激光切割头喷嘴；2-电容信号采集模块；3-处理模块；4-激光切割控制系统；5-屏蔽线；6-IIC总线；7-CAN总线；8-FDC2212芯片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

本说明书中所涉及的激光切割头、激光切割头喷嘴和激光切割控制系统，均是应用本系统的激光切割设备的结构，属于现有技术。

待切割金属板材，均是指在激光切割设备上放置好（即激光切割设备能够直接对其进行切割）的板材。

术语“喷嘴高度”和“喷嘴高度值”均为安装在激光切割头上的激光切割头喷嘴与待切割金属板件之间的距离，两者可互换使用。

图1是本发明所提供的用于激光切割的电容测距系统的一个实施例。

在本实施例中，电容测距系统包括：激光切割头喷嘴1和激光切割控制系统4，激光切割头喷嘴1安装在激光切割头上，所述电容测距系统还包括电容信号采集模块2和处理模块3。

激光切割头喷嘴1与待切割金属板材构成等效平行电容C2。

电容信号采集模块2通过屏蔽线5与激光切割头喷嘴1相连，用于与等效平行电容C2构成谐振电路，并用于实时采集所述谐振电路中的谐振频率。

处理模块3通过IIC总线6与电容信号采集模块2相连。

处理模块3通过CAN总线7与激光切割控制系统4相连。

处理模块3被配置为执行以下操作：实时读取电容信号采集模块采集到的谐振频率；实时基于读取到的谐振频率计算谐振电路中的电容值，记为目标电容值；实时根据计算出的目标电容值求解喷嘴高度值，其中，喷嘴高度值为激光切割头喷嘴与待切割金属板材之间的距离；实时将求解出的喷嘴高度值发送至激光切割控制系统；激光切割控制系统4被配置为实时基于处理模块3发送来的喷嘴高度值调节激光切割头喷嘴的高度。

本实施例通过激光切割头喷嘴1与待切割金属板材构成等效平行电容C2，电容信号采集模块2与等效平行电容C2构成谐振电路，并实时采集谐振电路的谐振频率，处理模块3实时读取电容信号采集模块2采集的谐振电路的谐振频率，并实时基于读取的谐振频率计算出谐振电路的电容值，进而求解出激光切割头喷嘴1与待切割金属板材之间的喷嘴高度值，可见本发明便于实现对喷嘴与待切割金属板材之间的高度值的测量。

此外，处理模块3还将求解出的喷嘴高度值发送至激光切割控制系统，使得激光切割控制系统可以实时基于接收到的喷嘴高度值，对应调节喷嘴高度，从而有助于保证激光切割头喷嘴1与待切割金属板材之间的高度实时恒定，继而提高应用本系统的激光切割设备的切割效果。

示例性地，如图2所示，所述电容信号采集模块2包括：FDC2212芯片8、电感L和第一电容C1。

FDC2212芯片8的INOA引脚与电感L的第一端、第一电容C1的第一端以及激光切割头喷嘴1相连。

FDC2212芯片的INOB引脚，分别与电感L的第二端以及第一电容C1的第二端相连。

FDC2212芯片8的接地引脚接地。

构成等效平行电容C2的待切割金属板材接地。

其中，电感L和第一电容C1和等效平行电容C2构成所述谐振电路。

FDC2212芯片8用于采集所述谐振电路的谐振频率。

其中，第一电容C1的电容值是固定的。

第一电容C1可以采用比如电容值为33PF,误差为1%，且受温度影响不大的NP0陶瓷贴片电容。电感L可以采用比如电感值是18UH,误差为5%的铁氧体电感。

实现时，本领域技术人员也可依据实际情况选择其他相关电容和电感作为第一电容C1和电感L。

所述处理模块3采用单片机，比如，采用STM32F334K8T6单片机，单片机通过IIC总线6读取FDC2212芯片8采集的谐振电路的谐振频率。

示例性地，处理模块还配置用于：预先基于标定好的喷嘴高度值及其对应的谐振电路中的电容值，拟合生成喷嘴高度与电容值的拟合曲线，其中，标定好的喷嘴高度值记为标定喷嘴高度值，标定好的喷嘴高度值对应的谐振电路中的电容值记为标定电容值。标定喷嘴高度值与标定电容值一一对应。

示例性地，标定标定电容值的获取方法：调整激光切割头喷嘴的高度值为标定喷嘴高度值；利用电容信号采集模块采集谐振电路中的谐振频率，记为标定频率；通过处理模块读取所述标定频率，并基于读取到的标定频率计算得到谐振电路中的电容值，即得到该标定喷嘴高度值对应的标定电容值。标定得到的标定喷嘴高度值及标定电容值及其二者之间的对应关系均被存储在系统中，本实施例中存储在单片机中。

示例性地，拟合生成喷嘴高度与电容值的拟合曲线的实现方法，包括：分别以标定喷嘴高度值为横坐标、以标定电容值为纵坐标，构建各标定喷嘴高度值及其各自对应的标定电容值对应的点。利用以上构建得到的点，拟合生成喷嘴高度与电容值的拟合曲线。上述拟合曲线预先存储在单片机中。

曲线的拟合对于本领域技术人员而言是公知的，在此不再赘述。

在单片机中预先存储以下线性方程：h=kC+b。

式中：h代表喷嘴高度值，C代表电容值，k和b为常数。

单片机被配置用于执行以下操作：实时读取FDC2212芯片所采集的实时谐振频率f，并实时基于读取到的谐振频率计算谐振电路中的电容值，记为目标电容值；在所述拟合曲线上查找出目标电容值对应的点，记为目标点；判断目标点对应的喷嘴高度值是否与标定喷嘴高度值重合：若是，则获取该重合的标定喷嘴高度值，即得到所要求解的喷嘴高度值；若否，则确定目标点对应的喷嘴高度值落在哪两个相邻的标定喷嘴高度值之间，并获取确定出的两个相邻的标定喷嘴高度值及其各自对应的标定电容值，之后继续执行下一步；将获取到的一个标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值，代入所述线性方程，得到第一线性目标方程；将获取到的另一个标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值，代入所述线性方程，得到第二目标线性方程；联立第一目标方程和第二目标方程，计算出所述线性方程中常数k和b的具体取值；将常数k和b的具体取值代入所述线性方程，得到目标线性方程；将目标电容值代入目标线性方程进行计算，即得到所要求解的喷嘴高度值；将得到的喷嘴高度至发送至激光切割控制系统。

其中，目标点对应的喷嘴高度值，即为拟合曲线上目标点的横坐标值。

具体实现时，激光切割控制系统实时基于单片机发送来的喷嘴高度值调节激光切割头喷嘴的高度。

为了便于对本发明的理解，下面以本发明用于激光切割的电容测距系统工作原理，结合实施例对用于激光切割的电容测距系统做进一步的描述。

激光切割头喷嘴1安装在激光切割头上通过陶瓷环与切割头绝缘。激光切割头喷嘴1与待切割金属板材构成等效平行电容C2，其等效平行电容C2的表达式为：

①

其中，为空气的介电常数，比如=1.00053。

k为静电力常量，数值比如为k=9.0×10 N•m²/C²。

s为激光切割头喷嘴1与待切割金属板材之间的正对面积。

d为激光切割头喷嘴1与待切割金属板材之间的距离。

C为等效平行电容C2的电容值。

通过公式①可看出，当激光切割头喷嘴1大小一定的时候，激光切割头喷嘴1与待切割金属板材之间的距离和由激光切割头喷嘴1与待切割金属板材构成的等效平行电容C2的电容值为反比例关系，并且是一一对应的关系，与其它参数无关。

单片机通过IIC总线6读取FDC2212芯片8采集的谐振电路的谐振频率f，并根据谐振公式②计算谐振电路的电容C_总：

②

其中，C_总=C10+C。

L1为电感L的电感值，本实施例中电感值是18UH。

f为FDC2212采集的谐振频率。

C10是第一电容C1的电容值。

C是等效平行电容C2的电容值。

由公式①可知，喷嘴高度变化导致等效平行电容C2变化，由于第一电容C1为固定电容，因此所述谐振电路中谐振频率的变化是由等效平行电容C2的变化引起的。由于等效平行电容C2的电容值相对较小，为了减小谐振频率的误差，提高系统的精度，故在具体实现时，可由本领域技术人员依据实际情况，适当选择电容值大一些的固定电容作为第一电容C1。

具体使用时，单片机实时读取FDC2212芯片采集的谐振频率f，并实时基于公式②计算所读取的谐振频率f对应的总电容值C_总。读取到的谐振频率f不同，则基于公式②计算得到的总电容值C_总不同。

通过标定的方式，获取各标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值。

具体标定时，标定喷嘴高度值包括激光切割头喷嘴与待切割金属板材之间距离（即喷嘴高度）的实际可调取值范围的最小值和最大值。

本实施例中激光切割头喷嘴1与待切割金属板材的距离最大可以达到25mm，最小为0mm，与此相对应地，本发明所提供的电容测距系统，可以测量的最大距离可达到25mm。预先标定的喷嘴高度值在0至25mm之间取值，且取值包括0mm和25mm。表1为本实施例中标定的若干个喷嘴高度值与电容值及其之间的对应关系。

表1：本实施例中标定的若干个喷嘴高度值与电容值及其之间的对应关系表

单片机基于表1中标定好的喷嘴高度值及其对应的谐振电路的电容值，拟合生成的喷嘴高度与电容值的拟合曲线，如图3所示。

使用时，单片机执行以下操作：实时读取FDC2212芯片所采集的谐振频率f，并实时基于读取到的谐振频率计算谐振电路中的电容值C_总；在所述拟合曲线上查找出C_总对应的点，记为目标点；判断目标点对应的喷嘴高度值是否与标定喷嘴高度值重合：若是，则获取该重合的标定喷嘴高度值，即得到所要求解的C_总对应的喷嘴高度值；若否，则确定目标点对应的喷嘴高度值落在哪两个相邻的标定喷嘴高度值之间，并获取确定出的两个相邻的标定喷嘴高度值及其各自对应的标定电容值，之后继续执行下一步；将第一标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值，代入所述线性方程h=kC+b，得到第一线性目标方程；将第二标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值，代入所述线性方程h=kC+b，得到第二目标线性方程；第一标定喷嘴高度值和第二标定喷嘴高度值为获取到的两个相邻的标定喷嘴高度值；联立第一目标方程和第二目标方程，计算出所述线性方程中常数k和b的具体取值；将常数k和b的具体取值代入所述线性方程，得到目标线性方程；将目标电容值代入目标线性方程进行计算，即得到所要求解的喷嘴高度值；将得到的喷嘴高度至发送至激光切割控制系统。

激光切割控制系统实时基于单片机发送来的喷嘴高度值调节激光切割头喷嘴的高度。

其中，单片机可以主频为72MHZ，可以根据实际需要，选用更高主频的单片机。

基于上述原理的用于激光切割的电容测距系统，在应用到金属板材的激光切割设备上时，可以达到如表2所示的效果。

表2：基于上述原理的用于激光切割的电容测距系统的效果表

另一方面，本发明提供了基于以上任一实施例所述的用于激光切割的电容测距系统的用于激光切割的电容测距方法的一个实施例。在本实施例中，用于激光切割的电容测距方法包括：步骤S1：实时采集谐振电路的谐振频率。步骤S2：实时读取所采集到的谐振频率。步骤S3：实时基于读取到的谐振频率计算谐振电路的目标电容值，记为目标电容值。步骤S4：实时根据计算出的目标电容值求解喷嘴高度值，其中，喷嘴高度值为激光切割头喷嘴与待切割金属板材之间的距离。步骤S5：实时将求解出的喷嘴高度值发送至激光切割控制系统，供激光切割控制系统实时基于发送来的喷嘴高度值调节激光切割头喷嘴的高度。

示例性地，本方法在步骤S1之前包括：预先基于标定好的喷嘴高度值及其对应的谐振电路中的电容值，拟合生成喷嘴高度与电容值的拟合曲线，其中，标定好的喷嘴高度值记为标定喷嘴高度值，标定好的喷嘴高度值对应的谐振电路中的电容值记为标定电容值。

示例性地，本方法在步骤S1之前还包括预先存储以下线性方程：

h=kC+b。

式中：h代表喷嘴高度值，C代表电容值，k和b为常数。

示例性地，所述步骤S4包括：在所述拟合曲线上查找出目标电容值对应的点，记为目标点；判断目标点对应的喷嘴高度值是否与标定喷嘴高度值重合：若是，则获取该重合的标定喷嘴高度值，即得到所要求解的喷嘴高度值；若否，则确定目标点对应的喷嘴高度值落在哪两个相邻的标定喷嘴高度值之间，并获取确定出的两个相邻的标定喷嘴高度值及其各自对应的标定电容值，之后继续执行下一步；将获取到的一个标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值，代入所述线性方程，得到第一线性目标方程；将获取到的另一个标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值，代入所述线性方程，得到第二目标线性方程；联立第一目标方程和第二目标方程，计算出所述线性方程中常数k和b的具体取值；将常数k和b的具体取值代入所述线性方程，得到目标线性方程。将目标电容值代入目标线性方程进行计算，即得到所要求解的喷嘴高度值。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于激光切割的电容测距系统，所述电容测距系统包括：激光切割头喷嘴和激光切割控制系统，激光切割头喷嘴安装在激光切割头上，其特征在于，所述电容测距系统还包括：电容信号采集模块和处理模块；

激光切割头喷嘴与待切割金属板材构成等效平行电容C2；

电容信号采集模块通过屏蔽线与激光切割头喷嘴相连，用于与等效平行电容C2构成谐振电路，并用于实时采集所述谐振电路中的谐振频率；

处理模块与电容信号采集模块相连；

处理模块与激光切割控制系统相连；

处理模块被配置为执行以下操作：

实时读取电容信号采集模块采集到的谐振频率；

实时基于读取到的谐振频率计算谐振电路中的电容值，记为目标电容值；

实时根据计算出的目标电容值求解喷嘴高度值，其中，喷嘴高度值为激光切割头喷嘴与待切割金属板材之间的距离；

实时将求解出的喷嘴高度值发送至激光切割控制系统；

激光切割控制系统被配置为实时基于处理模块发送来的喷嘴高度值调节激光切割头喷嘴的高度。

2.根据权利要求1所述的用于激光切割的电容测距系统，其特征在于，

电容信号采集模块包括：FDC2212芯片、电感L和第一电容C1；

FDC2212芯片的INOA引脚，与电感L的第一端、第一电容C1的第一端以及所述激光切割头喷嘴均相连；

FDC2212芯片的INOB引脚，分别与电感L的第二端以及第一电容C1的第二端相连；

FDC2212芯片的接地引脚接地；

构成等效平行电容C2的待切割金属板材接地；

其中，电感L、第一电容C1和等效平行电容C2构成所述谐振电路。

3.根据权利要求2所述的用于激光切割的电容测距系统，其特征在于，处理模块还配置用于：

预先基于标定好的喷嘴高度值及其对应的谐振电路中的电容值，拟合生成喷嘴高度与电容值的拟合曲线，其中，标定好的喷嘴高度值记为标定喷嘴高度值，标定好的喷嘴高度值对应的谐振电路中的电容值记为标定电容值。

4.根据权利要求3所述的用于激光切割的电容测距系统，其特征在于，处理模块内预先存储有以下线性方程：

h=kC+b；

式中：h代表喷嘴高度值，C代表电容值，k和b为常数。

5.根据权利要求4所述的用于激光切割的电容测距系统，其特征在于，根据计算出的目标电容值求解喷嘴高度值的实现方法包括：

在所述拟合曲线上查找出目标电容值对应的点，记为目标点；

判断目标点对应的喷嘴高度值是否与标定喷嘴高度值重合：

若是，则获取该重合的标定喷嘴高度值，即得到所要求解的喷嘴高度值；

若否，则确定目标点对应的喷嘴高度值落在哪两个相邻的标定喷嘴高度值之间，并获取确定出的两个相邻的标定喷嘴高度值及其各自对应的标定电容值，之后继续执行下一步；

将获取到的一个标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值，代入所述线性方程，得到第一线性目标方程；将获取到的另一个标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值，代入所述线性方程，得到第二目标线性方程；

联立第一目标方程和第二目标方程，计算出所述线性方程中常数k和b的具体取值；

将常数k和b的具体取值代入所述线性方程，得到目标线性方程；

将目标电容值代入目标线性方程进行计算，即得到所要求解的喷嘴高度值。

6.根据权利要求1所述的用于激光切割的电容测距系统，其特征在于，所述处理模块采用单片机。

7.一种基于权利要求1至6中任一项所述的用于激光切割的电容测距系统的用于激光切割的电容测距方法，其特征在于，包括：

步骤S1：实时采集谐振电路的谐振频率；

步骤S2：实时读取所采集到的谐振频率；

步骤S3：实时基于读取到的谐振频率计算谐振电路中的目标电容值，记为目标电容值；

步骤S4：实时根据计算出的目标电容值求解喷嘴高度值，其中，喷嘴高度值为激光切割头喷嘴与待切割金属板材之间的距离；

步骤S5：实时将求解出的喷嘴高度值发送至激光切割控制系统，供激光切割控制系统实时基于发送来的喷嘴高度值调节激光切割头喷嘴的高度。

8.根据权利要求7所述的用于激光切割的电容测距方法，其特征在于，在步骤S1之前包括：

预先基于标定好的喷嘴高度值及其对应的谐振电路中的电容值，拟合生成喷嘴高度与电容值的拟合曲线，其中，标定好的喷嘴高度值记为标定喷嘴高度值，标定好的喷嘴高度值对应的谐振电路中的电容值记为标定电容值。

9.根据权利要求8所述的用于激光切割的电容测距方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括：

预先存储以下线性方程：

h=kC+b；

式中：h代表喷嘴高度值，C代表电容值，k和b为常数。

10.根据权利要求9所述的用于激光切割的电容测距方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

在所述拟合曲线上查找出目标电容值对应的点，记为目标点；

判断目标点对应的喷嘴高度值是否与标定喷嘴高度值重合：

若是，则获取该重合的标定喷嘴高度值，即得到所要求解的喷嘴高度值；

若否，则确定目标点对应的喷嘴高度值落在哪两个相邻的标定喷嘴高度值之间，并获取确定出的两个相邻的标定喷嘴高度值及其各自对应的标定电容值，之后继续执行下一步；

将获取到的一个标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值，代入所述线性方程，得到第一线性目标方程；将获取到的另一个标定喷嘴高度值及其对应的标定电容值，代入所述线性方程，得到第二目标线性方程；

联立第一目标方程和第二目标方程，计算出所述线性方程中常数k和b的具体取值；

将常数k和b的具体取值代入所述线性方程，得到目标线性方程；

将目标电容值代入目标线性方程进行计算，即得到所要求解的喷嘴高度值。

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