CN206789868U - 一种激光器及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光器及其控制系统，该激光器控制系统包括用于发送控制信息的处理器；与所述处理器连接并接收其发送的所述控制信息的现场可编辑门阵列，所述现场可编辑门阵列包括多个通信接口；多个驱动板，每个所述驱动板均通过一所述通信接口与所述现场可编辑门阵列可拆卸连接并通信。本实用新型实施例提供的激光器及其控制系统，驱动板可拆卸的与现场可编辑门阵列连接，通过人工接入或卸下若干驱动板，进而实现所驱动的泵源数量的增加或减少，利用现场可编程门阵列的快速性及并行执行的特性，实现激光器功率的多样性及快速切换，切换操作简单快速。

Description

一种激光器及其控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种激光器及其控制系统，尤其涉及一种中功率激光器及其控制系统。

背景技术

随着技术的发展，目前光纤激光器已经广泛应用于各加工领域，其中，中功率激光器能够满足大多数用户的使用需求，其市场与技术不断发展，但目前的激光器无法实现功率的快速切换使用户操作较困难，降低用户体验。

实用新型内容

根据以上现有技术的不足，有必要提供一种可输出多种功率、且可快速切换功率的激光器。

本实用新型提供一种激光器控制系统，包括：

用于发送控制信息的处理器；

与所述处理器连接并接收其发送的控制信息的现场可编辑门阵列，所述现场可编辑门阵列包括多个通信接口；

多个驱动板，每个所述驱动板均通过一所述通信接口与所述现场可编辑门阵列可拆卸连接并通信；

多个泵源，每个所述驱动板与一个或多个泵源连接并通信，所述驱动板接收来自所述现场可编辑门阵列的控制信息并驱动所述泵源。

进一步的，所述驱动板的数量小于或等于所述通信接口的数量。

进一步的，所述驱动板可拆卸连接所述泵源。

进一步的，还包括与所述处理器相连接并向其发送控制信息的上位机。

进一步的，还包括与所述处理器连接并通信的显示设备及与所述处理器连接并通信的输入设备。

进一步的，还包括与所述处理器连接并通信的网络通信器。

进一步的，还包括与所述现场可编辑门阵列连接并通信的检测模块及与所述现场可编辑门阵列连接并通信的报警器。

进一步的，所述处理器为单片机处理器或ARM处理器。

本实用新型还提供一种激光器，包括上述的激光器控制系统及与所述泵源相连接的合束器。

进一步的，还包括与所述激光器控制系统相连接的电源及接口板。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型实施例提供的激光器及其控制系统，主控模块采用处理器与现场可编辑门阵列，现场可编辑门阵列预留有足够的通信接口，驱动板可拆卸的与现场可编辑门阵列连接，驱动单元独立设计，驱动模块化，便于扩展，易于组合，通过人工接入或卸下若干驱动板，进而实现所驱动的泵源数量的增加或减少，利用现场可编程门阵列的快速性及并行执行的特性，实现激光器功率的多样性及快速切换，切换操作简单快速，满足用户在使用过程中对不同功率的需求，如在激光切割的不同阶段中快速切换不同的功率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一激光器控制系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一激光器控制系统结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一激光器控制系统结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一激光器控制系统结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一激光器控制系统结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的激光器结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件，并且其连接方式可以机械连接、电连接或通信连接。本说明书所使用的术语“上”、“内”、“右”、“第一”、“第二”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书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。本说明书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方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“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。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

实施例1：

图1为本实用新型实施例提供的激光器控制系统10。该激光器控制系统包括处理器100、现场可编辑门阵列(FPGA)200、多个驱动板300及多个泵源400。

处理器100与现场可编辑门阵列200相连接并通信，处理器100用于向现场可编辑门阵列200发送控制信息，处理器100可为单片机处理器(MCU)或ARM处理器，处理器100与现场可编辑门阵列200之间通信可采用DMA通信方式。处理器100还用于配置现场可编辑门阵列200。

现场可编辑门阵列200包括多个通信接口201，每个驱动板300通过一通信接口201与现场可编辑门阵列200可拆卸连接并通信，现场可编辑门阵列200接收来自处理器100的控制信息，并发送给驱动板300，驱动板300根据接收的控制信息驱动泵源400，泵源400设有多个，每个驱动板300可以连接并驱动一个或多个泵源400，通过将驱动板300与现场可编辑门阵列200之间的连接或断开，从而控制接入的泵源400的数量，进而控制激光器的功率，实现激光器功率的多样性及功率的快速切换。

通信接口201预留有多个，驱动板300的数量小于或等于通信接口201的数量，驱动板300的数量可根据实际功率需要增加或减少，如需提高激光器的功率，则将更多驱动板300接入现场可编辑门阵列200，如需降低激光器的功率，则根据需要将若干驱动板300从现场可编辑门阵列200上拔出，断开连接，从而实现功率的多样性及功率的快速切换。示例的，如图1所示，驱动板300的数量可在允许的范围内设置多个，包括第一驱动板、第二驱动板至第N驱动板，每个驱动板300均连接并驱动两个泵源400，第一驱动板连接并驱动第一泵源及第二泵源，第二驱动板连接并驱动第三泵源及第四泵源，第N驱动板连接并驱动第2N-1泵源及第2N泵源。泵源400通过多个驱动板300分别连接现场可编辑门阵列200，可实现每路泵源400的单独调试，从而满足功率多样化要求，同时简化调试过程，降低调试时间及成本。

处理器100发出控制信息至现场可编辑门阵列200，现场可编辑门阵列200再发送控制信息至驱动板300，驱动板300驱动泵源400工作，示例的，泵源400可包括多个激光二极管，则控制信息包括激光二极管打开或关闭、激光二极管驱动电流等。

在一实施例中，驱动板300与泵源400之间可拆卸连接，驱动板300可拆卸的安装在激光器上，泵源400也可拆卸的安装在激光器上，这样，可实现驱动板300和/或泵源400从激光器上安装或卸下，减少空间占用，同时减少干扰。

如图2所示，在一实施例中，本实用新型实施例提供的激光器控制系统10还包括：与所述处理器100连接并通信的显示设备500、与所述处理器100连接并通信的输入设备600。显示设备600可为LCD显示器、LED状态显示灯等，显示设备500用于显示激光器控制系统的各参数及工作状态等，通过显示设备可直观的查看控制系统的各参数及当前工作状态，便于用户进行调整。输入设备600可为机床控制系统的按键，例如激光雕刻机的控制按键，用户通过输入设备600向处理器100输入控制信息，控制信息经过处理器100、现场可编辑门阵列200至驱动板300进而驱动泵源400，实现激光器控制系统的外部控制，方便用户控制及使用。

如图3所示，在一实施例中，本实用新型实施例提供的激光器控制系统10还包括：与所述处理器100连接并通信的上位机700，上位机700为可直接发出控制信息的计算机，例如计算机(PC)，上位机700可直接向处理器100发送控制信息，控制信息经过处理器100、现场可编辑门阵列200至驱动板300进而驱动泵源400，实现激光器控制系统的内部控制，方便用户控制及使用。

如图4所示，在一实施例中，本实用新型实施例提供的激光器控制系统10还包括：与所述处理器100连接并通信的网络通信器800，网络通信器800通过通用异步收发传输器(UART)与处理器100相连接，通过网络通信器800对处理器100和/或现场可编辑门阵列200进行远程在线升级，也可通过网络通信器800对激光控制系统进行远程控制。

如图5所示，在一实施例中，本实用新型实施例提供的激光器控制系统10还包括：与所述处理器100或现场可编辑门阵列200连接并通信的报警器900、与所述处理器100或现场可编辑门阵列200连接并通信的检测模块1000，所述检测模块1000可为传感器，例如温度传感器、电压检测电路、流量传感器等，用于检测激光器电源过压、电源欠压、泵源过流、前向光、泵源温度、水流量、水冷板温度、光纤输出端帽温度等，检测模块1000将检测信息发送至处理器100或现场可编辑门阵列200，若发生异常，则处理器100或现场可编辑门阵列200控制报警器900发出报警信息或关闭泵源400，报警器900可为蜂鸣器，则报警信息为蜂鸣器蜂鸣。这样，可在异常发生时及时提醒用户或及时关闭泵源，实现快速安全保护，有效保护激光器等设备。

本实用新型实施例提供的激光器控制系统，主控模块采用处理器与现场可编辑门阵列，现场可编辑门阵列预留有足够的通信接口，驱动板可拆卸的与现场可编辑门阵列连接，驱动单元独立设计，驱动模块化，便于扩展，易于组合，通过人工接入或卸下若干驱动板，进而实现所驱动的泵源数量的增加或减少，利用现场可编程门阵列的快速性及并行执行的特性，实现激光器功率的多样性及快速切换，切换操作简单快速，满足用户在使用过程中对不同功率的需求，如在激光切割的不同阶段中快速切换不同的功率。

实施例2：

图6为本实用新型实施例提供的激光器20。该激光器20包括处理器100、现场可编辑门阵列200、多个驱动板300、多个泵源400、接口板21、电源22及合束器23。

所述处理器100连接现场可编辑门阵列200，所述现场可编辑门阵列200可拆卸连接多个驱动板300，每个所述驱动板300可拆卸连接至少一个泵源400，每个所述泵源400连接合束器23。

所述接口板21连接所述处理器100，所述电源22与所述处理器100、所述现场可编辑门阵列200、所述驱动板300及所述泵源400连接。

处理器100与现场可编程门阵列200通信，接收用户指令并提供信号给现场可编辑门阵列200并传输给驱动板300驱动泵源400。

处理器100主要用于通信及通用控制。具体地：处理器100与机床系统通信，例如处理器100通过通用异步收发传输器输出RS232电平与机床系统通信。处理器100通过通用异步收发传输器输出LVTTL电平，进行软件调试、软件升级。

现场可编辑门阵列200主要用于泵源400控制及报警等功能。例如电源过压、电源欠压、泵源过流、前向光、回光、泵源温度和模块温度报警。

驱动板300驱动泵源400，驱动板300可在设计允许的范围内自由增减，例如2-8个等，每个驱动板300可驱动至少一个激光器400，例如1个、2个或3个等，方便设计出不同输出功率的激光器10。

泵源400输出子激光束，多束子激光束通过合束器23合成为激光束并输出激光器20。

接口板21与外部连接并通信，例如接收用户指令，调试或升级通用异步收发传输器，连接面板LED或按键,连接顶LED或蜂鸣器,连接液晶显示屏显示。

电源22为处理器100、现场可编辑门阵列200、驱动板300及泵源400等激光器元器件供电。

本实用新型实施例提供的激光器具体使用过程如下：

根据功率需求接入或卸下相应数量的驱动板，现场可编辑门阵列快速检测并确认驱动板数量。处理器接收控制信号并发送至现场可编辑门阵列，现场可编辑门阵列并行控制多个驱动板，驱动板驱动多个泵源发出子激光束，多个子激光束由合束器合为激光束并输出激光器。在激光器工作过程中，可根据需要继续接入或卸下驱动板，实现功率的快速切换。

本实用新型实施例提供的激光器，主控模块采用处理器与现场可编辑门阵列，现场可编辑门阵列预留有足够的通信接口，驱动板可拆卸的与现场可编辑门阵列连接，驱动单元独立设计，驱动模块化，便于扩展，易于组合，通过人工接入或卸下若干驱动板，进而实现所驱动的泵源数量的增加或减少，利用现场可编程门阵列的快速性及并行执行的特性，实现激光器功率的多样性及快速切换，切换操作简单快速，满足用户在使用过程中对不同功率的需求，如在激光切割的不同阶段中快速切换不同的功率。

当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种激光器控制系统，其特征在于，包括：

用于发送控制信息的处理器；

与所述处理器连接并接收其发送的所述控制信息的现场可编辑门阵列，所述现场可编辑门阵列包括多个通信接口；

多个驱动板，每个所述驱动板均通过一所述通信接口与所述现场可编辑门阵列可拆卸连接并通信；

多个泵源，每个所述驱动板与一个或多个泵源连接并通信，所述驱动板接收来自所述现场可编辑门阵列的控制信息并驱动所述泵源。

2.根据权利要求1所述的激光器控制系统，其特征在于，所述驱动板的数量小于或等于所述通信接口的数量。

3.根据权利要求2所述的激光器控制系统，其特征在于，所述驱动板可拆卸连接所述泵源。

4.根据权利要求3所述的激光器控制系统，其特征在于，还包括与所述处理器相连接并向其发送所述控制信息的上位机。

5.根据权利要求4所述的激光器控制系统，其特征在于，还包括与所述处理器连接并通信的显示设备及与所述处理器连接并通信的输入设备。

6.根据权利要求5所述的激光器控制系统，其特征在于，还包括与所述处理器连接并通信的网络通信器。

7.根据权利要求6所述的激光器控制系统，其特征在于，还包括与所述现场可编辑门阵列连接并通信的检测模块及与所述现场可编辑门阵列连接并通信的报警器。

8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的激光器控制系统，其特征在于，所述处理器为单片机处理器或ARM处理器。

9.一种激光器，其特征在于，包括如权利要求1至7任一权利要求所述的激光器控制系统及与所述泵源相连接的合束器。

10.根据权利要求9所述的激光器，其特征在于，还包括与所述激光器控制系统相连接的电源及接口板。