CN205650967U - 分布式激光器控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种分布式激光器控制系统。分布式激光器控制系统包括多个激光器和移动终端，移动终端通过无线通信的方式对多个激光器独立控制，摒弃了传统的采用信号线进行管控的方式，节约了成本，同时简化了布线的布局。由于激光器具有专属的标识信息，移动终端可以对特定的某一台激光器进行焊接工艺参数的配置，也可以对多台激光器进行焊接工艺参数的配置，激光器可独立进行焊接工作，互不干扰，同时还保证焊接生产过程外部控制指令的实时传递、分析，及时有效地管控各个工位上的激光器焊接工艺参数及焊接质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光焊接领域，特别是涉及分布式激光器控制系统。
背景技术
激光焊接是一种新兴的焊接工艺，具有焊接能量密度高，热影响范围小，变形小，焊缝精美的优势。激光焊接技术，具有熔池净化效应，是用比切割金属时功率较小的激光束，使材料熔化而不使其气化，在冷却后成为一块连续的固体结构。随着焊接头的移动，材料熔化从而达到材料相互熔融的目的。焊接效果的美观及性能要求是否达标取决于焊接的工艺的好与坏，而焊接工艺主要取决于激光器的性能，因而激光器的稳定性、可操作性及有效的监控是激光焊接中的一项关键技术。
目前，精密元件焊接多数是采用激光器进行焊接，而激光器使用数量大、安装位置分布广；对激光器的焊接参数、焊接质量的监控一般是采用单一工作台或者单一主机通过信号线进行多个激光器进行有线监控，通过有线的方式进行参数外控调节。但是控制信号线容易损坏，这样就不能正常进行信息统计分析和分布式管控，同时采用信号线的管控方式，布线复杂、混乱、成本高。
实用新型内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种对焊接参数及焊接质量进行实时无线控制的分布式激光器控制系统。
一种分布式激光器控制系统，包括多个激光器和移动终端，多个所述激光器均包括主控器、用于存储所述激光器标识信息的第一存储模块和第一无线通信模块，所述主控器分别与所述第一存储模块、第一无线通信模块连接；
所述移动终端包括微处理器、第二存储模块、可视化操作模块和第二无线通信模块；所述第二存储模块、可视化操作模块和第二无线通信模块均与所述微处理器连接；
所述微处理器处理用于识别所述激光器的标识信息，并处理所述外部控制指令和所述激光器的焊接参数；所述第二存储模块用于存储多个所述激光器的标识信息；所述可视化操作模块用于接收和显示外部控制指令，并将所述外部控制指令传送给所述微处理器；
所述主控器根据所述外部控制指令驱动所述激光器开始工作；
所述第一无线通信模块与第二无线通信模块相匹配，且用于实现所述激光器与移动终端的无线通信。
在其中一个实施例中，所述可视化操作模块包括显示单元和输入单元；所述显示单元、输入单元分别与所述微处理器连接；所述显示单元用于显示多个所述激光器的焊接参数和通讯状态；所述输入单元用于接收所述外部控制指令。
在其中一个实施例中，所述移动终端还包括检测模块，所述检测模块与所述微处理器连接，用于检测所述第二无线通信模块与所述第一无线通信模块是否正常通讯。
在其中一个实施例中，所述移动终端还包括采集模块，所述采集模块分别与所述第二无线通信模块、微处理器连接，用于采集所述激光器的焊接参数并将采集的所述焊接参数反馈给所述微处理器进行统计和分析。
在其中一个实施例中，所述移动终端还包括报警模块；所述报警模块分别与所述微处理器、显示单元连接，用于发出警报信号。
在其中一个实施例中，所述报警模块为语音报警器。
在其中一个实施例中，所述第一无线通信模块与第二无线通信模块是通过WIFI或蓝牙建立无线信道通讯。
在其中一个实施例中，所述移动终端为手机、电脑或平板电脑中的一种。
上述分布式激光器控制系统，移动终端通过无线通信的方式对多个激光器独立控制。由于使用无线通信的方式，摒弃了传统的采用信号线进行管控的方式，节约了成本，同时简化了布线的布局。由于激光器具有专属的标识信息，移动终端可以对特定的某一台激光器进行焊接工艺参数的配置，也可以对多台激光器进行焊接工艺参数的配置，激光器可独立进行焊接工作，互不干扰，同时还保证焊接生产过程外部控制指令的实时传递、分析，及时有效地管控各个工位上的激光器焊接工艺参数及焊接质量。
附图说明
图1为分布式激光器控制系统的结构框架图；
图2为激光器的内部结构框架图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示的为分布式激光器控制系统的结构框架图，包括多个激光器和移动终端20，移动终端20通过无线通讯的方式实现对分布在精密焊接厂区内各个工位上的多个激光器管控。
焊接用激光器要求功率密度高(104～105w/cm2)、功率密度分布呈基模态、光束质量好等。在本实施例中，使用的激光器10为半导体激光器，在其他实施例中，还可以为：CO2气体激光器、Nd∶YAG激光器、光纤激光器、碟形YAG激光器或半导体阵列激光器等。
如图2所示的为激光器的内部结构框架图，每个激光器10均包括主控器110、用于存储激光器标识信息的第一存储模块120和第一无线通信模块130，主控器110分别与第一存储模块120、第一无线通信模块130连接。每个激光器10具有唯一的标识信息，其标识信息还可以称之为ID(Identification)地址，标识信息代表着激光器10的唯一身份，且激光器10的标识信息可被移动终端20识别。
参考图1，移动终端20包括微处理器210、第二存储模块220、可视化操作模块230和第二无线通信模块240。第二存储模块220、可视化操作模块230和第二无线通信模块240均与微处理器210连接。第二存储模块220用于存储所有激光器10的标识信息；可视化操作模块230用于接收和显示外部控制指令，并将控制指令传送给微处理器210。微处理器210用于识别激光器10的标识信息，并处理控制指令和激光器10的焊接参数。在本实施例中，移动终端20为手机。在其他实施例中，移动终端20可以为带有无线传输协议的平板电脑、手持式无线设备或其他可以实现无线通讯的可的移动设备。
第一无线通信模块130与第二无线通信模块240相匹配，且用于实现激光器10与移动终端20的无线通信，主控器110根据外部控制指令驱动激光器10开始工作，从而实现移动终端20对多个激光器进行控制、操作和监控。
移动终端20的可视化操作模块230包括显示单元233和输入单元231。显示单元233、输入单元231分别与微处理器210连接。显示单元233用于显示多个激光器的焊接参数和通讯状态；输入单元231用于接收外部控制指令。其中，控制指令包括激光焊接的工艺参数：功率密度、离焦量、焊接速度等。功率密度是激光加工过程中最重要的参数之一。在激光功率和焊接速度下，只有焦点处于最佳位置范围内才能获得最大熔深和最佳的焊接质量。
在焊接前，移动终端20需要与分布在各个工位上的激光器10进行匹配，由于激光器10都具有专属的ID地址，同时，移动终端20的第二存储模块220中存储有所有激光器的ID地址。通过无线协议，移动终端20可以与多个激光器可建立无线连接的通信寻到。由于各个工位上的激光器10的焊接对象可能不同，其激光器10焊接的工艺参数也可能不同，也就是激光器10接收的外部控制指令也可能不相同。根据实际的焊接对象，通过输入单元231可以对具有专属ID的激光器10设定所需的焊接工艺参数，并通过无线传输协议传输给具有专属ID的激光器10。换言之，多个激光器之间独立接收来自移动终端20的控制指令，可独立进行焊接工作，互不干扰。
移动终端20还包括检测模块250，检测模块250与微处理器210连接，用于检测第二无线通信模块240与第一无线通信模块130是否正常通讯。同时，微处理器210将检测的结果传输给显示单元233，由显示单元233实时显示移动终端20与激光器10之间的通讯状态。
移动终端20还包括采集模块260，采集模块260分别与第二无线通信模块240、微处理器210连接。采集模块260用于采集激光器10的工作参数并将采集的工作参数反馈给微处理器210进行统计和分析。激光器10开始工作后，其激光器10的主控器110会将实时焊接工艺参数、电能损耗、焊接工时等数据，通过第一无线通信模块130、第二无线通信模块240反馈给移动终端20。由移动终端20的采集模块260对激光器10的焊接参数进行采集，并将采集的焊接参数传输给微处理器210进行统计和分析。微处理器210根据焊接参数、分析所对应的激光器10的焊接质量。同时，可视化操作模块230中的显示单元233可以将多个激光器的焊接参数、电能损耗、焊接工时等数据实时显示出来。
移动终端20还包括报警模块270，报警模块270分别与微处理器210、显示单元233连接，用于发出警报信号。在本实施例中，报警模块270为语音报警器。若移动终端20与激光器10之间的无线通信出线连接异常时，其报警模块270提示“连接失败”、“滴滴滴”等类似的语音警报提示。若激光器10的焊机数据超出预设范围时，报警模块270也会发出语音警报提示，这样便于工作人员及时发现问题。同时，移动终端20的显示单元233可以会相应的显示异常的激光器10的ID，便于工作人员及时有效的对出现异常的激光器10进行维护。
在本实施例中，移动终端20与多个激光器之间是通过WIFI(局域网)建立无线信道通讯。在其他实施例中，移动终端20与多个激光器还可以通过蓝牙、或其他的无线传输方式建立信道通讯。
上述分布式激光器控制系统可以对多个激光器的电能消耗、焊接工作量及焊接生产效率进行实时统计和对焊接参数及焊接质量进行实时管理及控制。同时还可以有效避免流水线上的工人任意修改激光器的焊接参数引起的质量问题。减少了目前采用的激光器与控制终端之间信号线损坏，保证焊接生产过程信息实时传递、分析，及时有效地管控精密焊接厂区内各个工位的激光器焊接工艺参数及焊接质量。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种分布式激光器控制系统，包括多个激光器和移动终端，其特征在于，多个所述激光器均包括主控器、用于存储所述激光器标识信息的第一存储模块和第一无线通信模块，所述主控器分别与所述第一存储模块、第一无线通信模块连接；
所述移动终端包括微处理器、第二存储模块、可视化操作模块和第二无线通信模块；所述第二存储模块、可视化操作模块和第二无线通信模块均与所述微处理器连接；
所述微处理器处理用于识别所述激光器的标识信息，并处理所述外部控制指令和所述激光器的焊接参数；所述第二存储模块用于存储多个所述激光器的标识信息；所述可视化操作模块用于接收和显示外部控制指令，并将所述外部控制指令传送给所述微处理器；
所述主控器根据所述外部控制指令驱动所述激光器开始工作；
所述第一无线通信模块与第二无线通信模块相匹配，且用于实现所述激光器与移动终端的无线通信。
2.根据权利要求1所述的分布式激光器控制系统，其特征在于，所述可视化操作模块包括显示单元和输入单元；所述显示单元、输入单元分别与所述微处理器连接；所述显示单元用于显示多个所述激光器的焊接参数和通讯状态；所述输入单元用于接收所述外部控制指令。
3.根据权利要求1所述的分布式激光器控制系统，其特征在于，所述移动终端还包括检测模块，所述检测模块与所述微处理器连接，用于检测所述第二无线通信模块与所述第一无线通信模块是否正常通讯。
4.根据权利要求1所述的分布式激光器控制系统，其特征在于，所述移动终端还包括采集模块，所述采集模块分别与所述第二无线通信模块、微处理器连接，用于采集所述激光器的焊接参数并将采集的所述焊接参数反馈给所述微处理器进行统计和分析。
5.根据权利要求2所述的分布式激光器控制系统，其特征在于，所述移动终端还包括报警模块；所述报警模块分别与所述微处理器、显示单元连接，用于发出警报信号。
6.根据权利要求5所述的分布式激光器控制系统，其特征在于，所述报警模块为语音报警器。
7.根据权利要求1所述的分布式激光器控制系统，其特征在于，所述第一无线通信模块与第二无线通信模块是通过WIFI或蓝牙建立无线信道通讯。
8.根据权利要求1所述的分布式激光器控制系统，其特征在于，所述移动终端为手机、电脑或平板电脑中的一种。
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