CN201247408Y - 激光加工设备的控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种激光加工设备的控制器，具有控制主板和控制面板，所述的控制面板和控制主板通过信号线连接，其特征在于所述控制主板上设置有主处理器、协处理器、存储器、激光器控制电路和以太网通讯接口，所述主处理器为32位的ARM处理器，所述协处理器为FPGA，所述存储器包含具有板载的SDRAM存储器、NAND FLASH以及NOR FLASH存储器。本实用新型采用可编程的协处理器来实现对多个电机和多路激光控制器的控制，代替传统技术中用软件来实现，明显提高了运算速度，其运算速度可达到纳秒级。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种激光加工设备的脱机控制器。
背景技术
现有的激光雕刻切割控制器一般采用MCU+ASIC、DSP+ASIC或者DSP+FPGA等结构，对于MCU+ASIC与DSP+ASIC结构的控制器，由于采用了ASIC，其设计相对比较简单，功能固定，因此其灵活性和可扩展性都比较差，无法满足现实的各种个性化的需求，并且ASIC价格昂贵，不易采购，这都影响了此类控制器的使用；而采用DSP+FPGA结构控制器虽然解决了以上问题，但是由于DSP只擅长做复杂算法的运算而不擅长各种逻辑功能的扩展和I/O的操作，因此，如果控制器上要增加大容量的存储器或通讯接口，就必须扩展其它的一些接口芯片，这无疑大大增加了控制器的整体成本。另外，目前市场上大部分的控制器都通过者直接用具有PCI总线的控制卡或并口实现与计算机的通讯，这样的结构只能实现点对点的通讯，通讯距离受到信号线长度的限制，无法完成对多台设备远程控制和管理，并且电脑只能在生产现场，直接影响用户的生产管理，同时也导致客户重复的投资，并且需要经常移动电脑，使用性和可维护性都比较差。也有的控制器采用USB通讯方式，这种控制器虽然能实现对多台设备的控制和管理，但通讯距离最大不能超过5米。上述的各种通讯方式其信号线极易受外界电磁的干扰，影响激光加工设备的正常运行。
发明内容
鉴于背景技术存在的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种同时具有Ethernet与USB host接口，USB host接口用于读取用户U盘中的运行数据，而LAN接口可以方便的实现对多台设备的集中控制和传输数据，同时可实现对控制系统的固件进行在线升级，方便系统维护的激光加工设备的控制器。
为此，本实用新型是采用以下技术方案来实现的：一种激光加工设备的控制器，具有控制主板和控制面板，所述的控制面板和控制主板通过信号线连接，其特征在于所述控制主板上设置有主处理器、协处理器、存储器、激光器控制电路和以太网通讯接口，所述主处理器为32位的ARM处理器，所述协处理器为FPGA，所述存储器包含具有板载的SDRAM存储器、NAND FLASH以及NORFLASH存储器；所述的控制面板上设有显示屏、控制按钮和指示灯；所述控制主板上设置有USB通讯接口；所述激光器控制电路包括用于直流控制方式控制电路和用于PWM控制方式的控制电路，两种控制方式可以进行切换；所述控制主板具有最多四路电机控制接口电路，每个接口电路具有电机限位信号接口；所述协处理器连接联动保护信号接口电路。
本实用新型中，主处理器和协处理器的设置有效的减轻了主处理器的运算量，减小了整个系统的设计难度，降低了系统成本；并且自带的三种存储器可实现脱机控制，在系统失电的情况下，数据仍然保存在存储器中不丢失；具有控制方便，成本低廉的特点；采用FPGA作为协处理器，大大地提高了运算速度，其运算速度可达到纳秒级。
附图说明
下面再结合附图进一步描述本实用新型的有关细节。
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型控制面板的结构图。
图中标记1—控制面板，2—显示屏，3—指示灯，4—按钮。
具体实施方式
如图所示，这种激光加工设备的控制器，具有控制主板和控制面板，其控制面板通过信号线与所述控制主板连接，所述的控制主板上设置有主处理器、协处理器、存储器、激光器控制电路和以太网通讯接口，所述主处理器为32位的ARM处理器，所述协处理器为FPGA，所述存储器包含具有板载的64字节大小的SDRAM存储器、NAND FLASH以及NOR FLASH存储器；所述控制面板1上带有液晶显示屏2、按钮4和指示灯3，作为人机接口；所述控制主板上设置有USB通讯接口，可采用USB通讯接口直接与电脑或者U盘进行通讯；所述激光器控制电路包括用于直流控制方式控制电路和用于PWM控制方式的控制电路，两种控制方式可以进行切换，可以通过软件实现对不同激光器的控制；所述控制主板具有最多四路电机控制接口电路，每个接口电路具有电机限位信号接口；所述协处理器连接有联动保护信号接口电路，用于完成对于外界发生意外情况的响应，实现激光加工设备的安全操作要求；所述的主处理器负责处理数据的储存、通讯、人机接口和数据解码等，所运行的数据先通过计算机进行处理、运算，因此，有效的减轻了主处理器的运算量，减小了整个系统的设计难度，降低了系统成本；并且同时自带了64M字节大小的SDRAM和NAND FLASH存储器，用于存储运行整个控制程序和存储系统运行数据，实现脱机控制，本实施例中，其存储系统采用了多文件管理方式，可以在存储器中同时保存最多99个文件。并且在系统失电的情况下，数据仍然保存在存储器中不丢失，方便用户对同一数据的多次使用；而协处理器负责运动控制算法的执行、运行过程中的激光控制，包含能量的补偿、电机控制、逻辑转化以及外部逻辑信号的接收，实现了运动和激光控制的同步。本实施例中，拥有四个独立的电机控制接口电路，可同时控制最多四个电机，并且每个电机都有限位保护信号接口，每个逻辑信号都通过光藕隔离。
Claims (6)
1、一种激光加工设备的控制器，具有控制主板和控制面板，所述的控制面板和控制主板通过信号线连接，其特征在于所述控制主板上设置有主处理器、协处理器、存储器、激光器控制电路和以太网通讯接口，所述主处理器为32位的ARM处理器，所述协处理器为FPGA，所述存储器包含具有板载的SDRAM存储器、NAND FLASH以及NOR FLASH存储器。
2、根据权利要求1所述的激光加工设备的控制器，其特征在于所述的控制面板上设有显示屏、控制按钮和指示灯。
3、根据权利要求1所述的激光加工设备的控制器，其特征在于所述控制主板上设置有USB通讯接口。
4、根据权利要求1所述的激光加工设备的控制器，其特征在于所述激光器控制电路包括用于直流控制方式控制电路和用于PWM控制方式的控制电路，两种控制方式可以进行切换。
5、根据权利要求1所述的激光加工设备的控制器，其特征在于所述控制主板具有最多四路电机控制接口电路，每个接口电路具有电机限位信号接口。
6、根据权利要求1所述的激光加工设备的控制器，其特征在于所述协处理器连接联动保护信号接口电路。
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