CN117791279A

CN117791279A - 一种激光器输出功率控制方法、系统、终端及介质

Info

Publication number: CN117791279A
Application number: CN202311456756.2A
Authority: CN
Inventors: 吴玉松; 于广礼; 杜启栋; 秦加琦
Original assignee: Suzhou Senfeng Intelligent Equipment Co ltd
Current assignee: Suzhou Senfeng Intelligent Equipment Co ltd
Priority date: 2023-11-03
Filing date: 2023-11-03
Publication date: 2024-03-29

Abstract

本发明涉及激光器控制领域，具体公开一种激光器输出功率控制方法、系统、终端及介质，创建图形化界面，根据激光切割机的默认参数在图形化界面绘制激光功率曲线；所述激光功率曲线的横轴为机床移动速度，纵轴为激光器输出功率；使用人机交互设备在图形化界面上拖拽激光功率曲线，形成新的激光功率曲线；对新的激光功率曲线进行分析生成激光器控制数据；将所生成的激光器控制数据发送至激光器，对激光器的输出功率进行控制。本发明通过拖拽激光输出功率曲线来调节不同机床移动速度下的激光输出功率，实现灵活、精确地控制激光输出功率，满足不同应用场景的需求。

Description

一种激光器输出功率控制方法、系统、终端及介质

技术领域

本发明涉及激光器控制领域，具体涉及一种激光器输出功率控制方法、系统、终端及介质。

背景技术

激光切割机是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。

激光切割加工是用不可见的光束代替了传统的机械刀，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点，将逐渐改进或取代于传统的金属切割工艺设备。

激光切割机的机床移动速度与激光器的输出功率相关，例如默认的呈线性关系、指数关系或对数关系等，激光切割机根据默认对应关系控制激光器的输出功率，然而很多运行工况下，使用默认对应关系不能满足生产需求，影响加工质量，此时需要调节激光器的输出功率。在传统的激光控制系统中，激光功率通常是通过手动输入参数来实现，这种调节方式不仅操作复杂，而且难以实现精细、实时的功率控制。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种激光器输出功率控制方法、系统、终端及介质，通过拖拽激光输出功率曲线来调节不同机床移动速度下的激光输出功率，实现灵活、精确地控制激光输出功率，满足不同应用场景的需求。

第一方面，本发明的技术方案提供一种激光器输出功率控制方法，应用于激光切割机，包括以下步骤：

创建图形化界面，根据激光切割机的默认参数在图形化界面绘制激光功率曲线；所述激光功率曲线的横轴为机床移动速度，纵轴为激光器输出功率；

使用人机交互设备在图形化界面上拖拽激光功率曲线，形成新的激光功率曲线；

对新的激光功率曲线进行分析生成激光器控制数据；

将所生成的激光器控制数据发送至激光器，对激光器的输出功率进行控制。

在一个可选的实施方式中，创建图形化界面，根据激光切割机的默认参数在图形化界面绘制激光功率曲线，具体包括：

向用户界面框架的窗体添加控件，包括Panel控件和显示当前人机交互设备位置信息的Label控件；

在Panel控件的Paint事件中，使用Graphics对象的DrawCurve方法根据激光切割机的默认参数绘制激光功率曲线；所绘制的激光功率曲线上设置有多个控制点。

在一个可选的实施方式中，拖拽激光功率曲线具体为：

拖拽激光功率曲线上的控制点。

在一个可选的实施方式中，使用人机交互设备在图形化界面上拖拽激光功率曲线，形成新的激光功率曲线，具体包括：

使用Panel控件的人机交互设备监听事件来监听人机交互设备的操作行为；

根据所监听的人机交互设备操作行为实时更新激光功率曲线。

在一个可选的实施方式中，使用Panel控件的人机交互设备监听事件来监听人机交互设备的操作行为，具体包括：

使用Panel控件的MouseDown事件记录人机交互设备按下时的位置；

使用Panel控件的MouseMove事件监听人机交互设备的移动行为，获取人机交互设备当前位置，并将人机交互设备当前位置在Label控件中显示；

使用Panel控件的MouseUp事件记录人机交互设备的结束拖拽操作。

在一个可选的实施方式中，根据所监听的人机交互设备操作行为实时更新激光功率曲线，具体包括：

计算人机交互设备当前位置与上一次位置之间的距离和角度信息；

根据所计算的距离和角度信息，确定人机交互设备在当前位置所需的曲线移动数据；

根据所确定的曲线移动数据实时更新激光功率曲线。

在一个可选的实施方式中，根据激光切割机的默认参数在图形化界面绘制激光功率曲线之后，还包括以下步骤：

获取绘制的激光功率上各个控制点的坐标数据；

将各个控制点的坐标数据存储在控制点坐标数组中；

对新的激光功率曲线进行分析生成激光器控制数据，具体包括：

获取新的激光功率曲线上各个控制线的新的坐标数据；

使用新的坐标数据更新控制点坐标数组，控制点坐标数组即生成的激光器控制数据。

第二方面，本发明的技术方案提供一种激光器输出功率控制系统，应用于激光切割机，包括，

激光功率曲线绘制模块：创建图形化界面，根据激光切割机的默认参数在图形化界面绘制激光功率曲线；所述激光功率曲线的横轴为机床移动速度，纵轴为激光器输出功率；

激光功率曲线拖拽模块：使用人机交互设备在图形化界面上拖拽激光功率曲线，形成新的激光功率曲线；

控制数据生成模块：对新的激光功率曲线进行分析生成激光器控制数据；

控制数据输出模块：将所生成的激光器控制数据发送至激光器，对激光器的输出功率进行控制。

第三方面，本发明的技术方案提供一种终端，包括：

存储器，用于存储激光器输出功率控制程序；

处理器，用于执行所述激光器输出功率控制程序时实现如上述任一项所述激光器输出功率控制方法的步骤。

第四方面，本发明的技术方案提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质上存储有激光器输出功率控制程序，所述激光器输出功率控制程序被处理器执行时实现如上述任一项所述激光器输出功率控制方法的步骤。

本发明提供的一种激光器输出功率控制方法、系统、终端及介质，相对于现有技术，具有以下有益效果：在图形化界面上绘制激光功率曲线，用户拖拽激光功率曲线来形成新的激光功率曲线，基于新的激光功率曲线生成激光控制数据，利用生成的激光控制数据来对激光器的输出功率进行控制。本发明通过拖拽激光输出功率曲线来调节不同机床移动速度下的激光输出功率，无需人工手动输入参数，实现灵活、精确地控制激光输出功率，满足不同应用场景的需求。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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是本发明实施例提供的一种激光器输出功率控制方法流程示意图。

图2是激光功率曲线UI画面示意图。

图3是本发明实施例提供的一种激光器输出功率控制系统结构示意框图。

图4是本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅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做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。

除非另有定义，本文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。本文中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，不是旨在于限制本发明。

图1是本发明实施例提供的一种激光器输出功率控制方法流程示意图。其中，图1执行主体可以为一种激光器输出功率控制系统。本发明实施例提供的激光器输出功率控制方法由计算机设备执行，相应地，激光器输出功率控制系统运行于计算机设备中。根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些可以省略。

本实施例的激光器输出功率控制方法应用于激光切割机，如图1所示，该方法包括以下步骤。

S1，创建图形化界面，根据激光切割机的默认参数在图形化界面绘制激光功率曲线。

本实施例中，激光功率曲线的横轴为机床移动速度，纵轴为激光器输出功率，不同的机床移动速度对应不同的激光器输出功率。

S2，使用人机交互设备在图形化界面上拖拽激光功率曲线，形成新的激光功率曲线。

S3，对新的激光功率曲线进行分析生成激光器控制数据。

S4，将所生成的激光器控制数据发送至激光器，对激光器的输出功率进行控制。

本实施例在图形化界面上绘制激光功率曲线，用户拖拽激光功率曲线来形成新的激光功率曲线，基于新的激光功率曲线生成激光控制数据，利用生成的激光控制数据来对激光器的输出功率进行控制。

为实现激光器输出功率的控制，本实施例首先创建图形化界面，可使用C#中的Windows Forms或WPF（Windows Presentation Foundation）来实现。在创建的图形化界面中预先绘制激光功率曲线，绘制的激光功率曲线是基于激光切割机的默认参数绘制的，可以包含线性、指数、对数曲线等。

首先向用户界面框架的窗体添加控件，本实施例中添加的控件包括Panel控件，用于容纳曲线图，绘制图形，监听人机交互设备操作等，还包括Label控件，用于显示当前人机交互设备位置的信息。当然，也可以添加Button控件来清除曲线图。

在Panel控件上绘制曲线图，包括在Panel控件的Paint事件中，使用Graphics对象的DrawCurve方法根据激光切割机的默认参数绘制激光功率曲线。

本实施例中，使用默认参数绘制的激光功率曲线为线性、指数或对数曲线。所绘制的激光功率曲线上设置有多个控制点，后续通过拖拽这些控制点来实现对激光功率曲线的拖拽。

图2是激光功率曲线UI画面示意图，图中右侧为一拖拽后的激光功率曲线，左侧为各个控制点的坐标信息，激光功率曲线上的各个圆圈为控制点。

用户根据调节需求，对激光功率曲线进行拖拽，本实施例使用Panel控件的人机交互设备监听事件来监听人机交互设备的操作行为，之后根据所监听的人机交互设备操作行为实时更新激光功率曲线，得到新的激光功率曲线。人机交互设备可以是鼠标，也可以是触摸屏。

为监听人机交互设备的操作行为，本实施例在Panel控件的MouseDown、MouseMove和MouseUp事件中，可以编写代码来捕获人机交互设备的操作。使用Panel控件的MouseDown事件记录人机交互设备按下时的位置；使用Panel控件的MouseMove事件监听人机交互设备的移动行为，获取人机交互设备当前位置，并将人机交互设备当前位置在Label控件中显示；使用Panel控件的MouseUp事件记录人机交互设备的结束拖拽操作。

在一个可选的实施方式中，还可实现清除曲线图的功能。在Button控件的Click事件中，可以编写代码来清除Panel控件上的图形，并重新绘制一个空的曲线图。

本实施例获取鼠标在图形界面上的当前位置，通过监听鼠标的移动事件或者点击事件来获取，将鼠标位置转换为对应的曲线坐标。通过计算鼠标当前位置与上一次位置之间的距离和角度，根据这个距离和角度信息，可以确定鼠标在当前位置所需的曲线移动距离，根据曲线移动距离，实时更新曲线的位置。具体地，根据所监听的人机交互设备操作行为实时更新激光功率曲线，包括：计算人机交互设备当前位置与上一次位置之间的距离和角度信息；根据所计算的距离和角度信息，确定人机交互设备在当前位置所需的曲线移动数据；根据所确定的曲线移动数据实时更新激光功率曲线。需要说明的是，本实施例依然使用DrawCurve绘制新的激光功率曲线。

为方便控制信号的输出，本实施例根据激光切割机的默认参数在图形化界面绘制激光功率曲线之后，还包括以下步骤：获取绘制的激光功率上各个控制点的坐标数据；将各个控制点的坐标数据存储在控制点坐标数组中。如图2所示，图中左侧为各个控制点的坐标数据。

之后在对新的激光功率曲线进行分析生成激光器控制数据时，首先获取新的激光功率曲线上各个控制线的新的坐标数据，之后使用新的坐标数据更新控制点坐标数组，控制点坐标数组即生成的激光器控制数据。

需要说明的是，在一个可选的实施方式中，将激光功率曲线传输至控制系统，控制系统根据机床实时移动速度来对应曲线来获得对应的激光输出功率，进而对激光器进行控制。

将计算出的控制数据输出至控制系统，这可以通过数字信号处理器（DSP）、微控制器（MCU）或其他可编程逻辑设备来完成，确保控制系统能够正确接收和处理所输出的信号。控制系统可使用模拟量接口将控制信号发送至激光器，激光器根据接收到的控制信号调制激光功率。这个过程可以通过计算机程序实现，例如使用PID控制器或其他控制算法来实现激光功率的精确调节。

为进一步理解本发明，以下提供部分激光器输出功率控制的部分算法。

using System;

using System.Drawing;

using System.Windows.Forms;

namespace LaserPowerControl

{

public partial class MainForm : Form

{

// 创建 Laser 类，用于实现激光功率控制

public class Laser

{

// 初始化激光功率控制器的各项参数，使其上一轮计算的数值恢复为初始值

public Laser(int maxPower, int minPower)

{

MaxPower = maxPower;

MinPower = minPower;

PowerCurve = new Curve();

CurrentPower = MaxPower / 2;

}

// 获取或设置当前激光功率

public int CurrentPower { get; set; }

// 获取或设置激光的最大功率

public int MaxPower { get; set; }

// 获取或设置激光的最小功率

public int MinPower { get; set; }

// 获取激光的功率曲线

public Curve PowerCurve { get; set; }

// 开始拖拽操作

public void StartDrag()

{

IsDragging = true;

StartPoint = Cursor.Position;

}

// 执行拖拽操作，根据鼠标移动的距离调整激光功率

public void Drag(PointF currentPoint)

{

if (IsDragging)

{

float dx = currentPoint.X - lastPoint.X;

float dy = currentPoint.Y - lastPoint.Y;

float distance = Math.Sqrt(dx * dx + dy * dy);

currentDragDistance += distance;

currentDragStep += distance / dragStep;

currentPoint = new PointF(lastPoint.X + dx / totalDistance *currentDragDistance, lastPoint.Y + dy / totalDistance * currentDragDistance);

if (isZoomingIn)

{

// 放大操作，根据鼠标移动的距离调整激光功率曲线的形状

PowerCurve.Points.Insert(startIndex + (int)currentDragStep,currentPoint);

// 更新放大倍数和总距离，以便下一次放大操作时使用

lastTotalDistance = totalDistance * zoomFactor;

totalDistance = lastTotalDistance;

}

else

{

// 缩小操作，根据鼠标移动的距离调整激光功率曲线的形状

PowerCurve.Points.RemoveAt(startIndex + (int)currentDragStep);

// 更新放大倍数和总距离，以便下一次缩小操作时使用

lastTotalDistance = totalDistance / zoomFactor;

totalDistance = lastTotalDistance;

}

// 更新当前点，以便下一次计算鼠标移动的距离时使用

lastPoint = currentPoint;

}

// 停止拖拽操作，将当前激光功率与功率曲线相匹配，并刷新曲线显示

public void StopDrag()

{

IsDragging = false;

if (CurrentPower != PowerCurve.Points[0].Y)

{

CurrentPower = PowerCurve.Points[0].Y;

}

curveControl.Refresh();

}

// 创建 LineCurveCurveControl 类，用于显示激光功率曲线和控制点的拖拽操作

public class LineCurveCurveControl : UserControl

{

// 定义曲线的数据结构，用于存储控制点的坐标信息

public class Curve : List<PointF>{ }

// 初始化 LineCurveCurveControl 控件的各项参数和属性

public LineCurveCurveControl()

{

this.BackColor = Color.White;

this.BorderStyle = BorderStyle.FixedSingle;

this.Size = new Size(400, 200);

this.Dock = DockStyle.Top;

this.AutoScroll = true;

this.MouseDown += new MouseEventHandler(LineCurveCurveControl_MouseDown);

}

// 处理鼠标按下事件，记录当前控制点的坐标和是否开始拖拽操作的状态信息

private void LineCurveCurveControl_MouseDown(object sender,MouseEventArgs e)

{

foreach (var point in Curve)

{

if (e.X>= point.X - 5&&e.X<= point.X + 5&&e.Y>= point

其中，初始化激光功率控制器的各项参数的目的是使其上周期计算的数值恢复为初始值。之后获取或设置的当前激光功率为激光切割机的默认参数。

上文中对于一种激光器输出功率控制方法的实施例进行了详细描述，基于上述实施例描述的激光器输出功率控制方法，本发明实施例还提供了一种与该方法对应的激光器输出功率控制系统。

图3是本发明实施例提供的一种激光器输出功率控制系统结构示意框图，本实施例中，激光器输出功率控制系统300根据其所执行的功能，可以被划分为多个功能模块，如图3所示。所述功能模块可以包括：激光功率曲线绘制模块310、激光功率曲线拖拽模块320、控制数据生成模块330、控制数据输出模块340。本发明所称的模块是指一种能够被至少一个处理器所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在存储器中。

激光功率曲线绘制模块310：创建图形化界面，根据激光切割机的默认参数在图形化界面绘制激光功率曲线；所述激光功率曲线的横轴为机床移动速度，纵轴为激光器输出功率。

激光功率曲线拖拽模块320：使用人机交互设备在图形化界面上拖拽激光功率曲线，形成新的激光功率曲线。

控制数据生成模块330：对新的激光功率曲线进行分析生成激光器控制数据。

控制数据输出模块340：将所生成的激光器控制数据发送至激光器，对激光器的输出功率进行控制。

本实施例的激光器输出功率控制系统用于实现前述的激光器输出功率控制方法，因此该系统中的具体实施方式可见前文中的激光器输出功率控制方法的实施例部分，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再展开介绍。

另外，由于本实施例的激光器输出功率控制系统用于实现前述的激光器输出功率控制方法，因此其作用与上述方法的作用相对应，这里不再赘述。

图4为本发明实施例提供的一种终端400的结构示意图，包括：处理器410、存储器420及通信单元430。所述处理器410用于实现存储器420中保存的激光器输出功率控制程序时实现以下步骤：

对新的激光功率曲线进行分析生成激光器控制数据；

该终端400包括处理器410、存储器420及通信单元430。这些组件通过一条或多条总线进行通信，本领域技术人员可以理解，图中示出的服务器的结构并不构成对本发明的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

其中，该存储器420可以用于存储处理器410的执行指令，存储器420可以由任何类型的易失性或非易失性存储终端或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（SRAM），电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），可擦除可编程只读存储器（EPROM），可编程只读存储器（PROM），只读存储器（ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。当存储器420中的执行指令由处理器410执行时，使得终端400能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。

处理器410为存储终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器420内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，以执行电子终端的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(Integrated Circuit，简称IC) 组成，例如可以由单颗封装的IC 所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说，处理器410可以仅包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)。在本发明实施方式中，CPU可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。

通信单元430，用于建立通信信道，从而使所述存储终端可以与其它终端进行通信。接收其他终端发送的用户数据或者向其他终端发送用户数据。

本发明还提供一种计算机存储介质，这里所说的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（英文：read-only memory，简称：ROM）或随机存储记忆体（英文：random accessmemory，简称：RAM）等。

计算机存储介质存储有激光器输出功率控制程序，所述激光器输出功率控制程序被处理器执行时实现以下步骤：

对新的激光功率曲线进行分析生成激光器控制数据；

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中如U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台计算机终端（可以是个人计算机，服务器，或者第二终端、网络终端等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种激光器输出功率控制方法，其特征在于，应用于激光切割机，包括以下步骤：

对新的激光功率曲线进行分析生成激光器控制数据；

2.根据权利要求1所述的激光器输出功率控制方法，其特征在于，创建图形化界面，根据激光切割机的默认参数在图形化界面绘制激光功率曲线，具体包括：

3.根据权利要求2所述的激光器输出功率控制方法，其特征在于，拖拽激光功率曲线具体为：

拖拽激光功率曲线上的控制点。

4.根据权利要求3所述的激光器输出功率控制方法，其特征在于，使用人机交互设备在图形化界面上拖拽激光功率曲线，形成新的激光功率曲线，具体包括：

5.根据权利要求4所述的激光器输出功率控制方法，其特征在于，使用Panel控件的人机交互设备监听事件来监听人机交互设备的操作行为，具体包括：

6.根据权利要求5所述的激光器输出功率控制方法，其特征在于，根据所监听的人机交互设备操作行为实时更新激光功率曲线，具体包括：

根据所确定的曲线移动数据实时更新激光功率曲线。

7.根据权利要求6所述的激光器输出功率控制方法，其特征在于，根据激光切割机的默认参数在图形化界面绘制激光功率曲线之后，还包括以下步骤：

获取绘制的激光功率上各个控制点的坐标数据；

将各个控制点的坐标数据存储在控制点坐标数组中；

获取新的激光功率曲线上各个控制线的新的坐标数据；

8.一种激光器输出功率控制系统，其特征在于，应用于激光切割机，包括，

9.一种终端，其特征在于，包括：

存储器，用于存储激光器输出功率控制程序；

处理器，用于执行所述激光器输出功率控制程序时实现如权利要求1-7任一项所述激光器输出功率控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有激光器输出功率控制程序，所述激光器输出功率控制程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述激光器输出功率控制方法的步骤。