CN216903711U - 一种激光远程控制设备及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光控制技术领域，并提供一种激光远程控制设备及系统；激光远程控制设备应用于激光远程控制系统上，包括控制柜、无线通信装置和设置于所述控制柜内的控制装置，所述无线通信装置用于与便携式智能终端无线通信连接，所述无线通信装置通过第一通信线与所述控制装置通信连接，所述控制装置用于通过第二通信线与所述激光远程控制系统的激光头通信连接；本实用新型中工作人员可以在距离控制柜一定距离位置处的任意地方，灵活调整激光的电气参数，实现对激光头的远程控制，通过便携式智能终端、无线通信装置和控制装置的配合作业，以适用于现场灵活多变的激光加工作业，大大降低工作人员的劳动强度，提高激光加工效率。

Description

一种激光远程控制设备及系统

技术领域

本实用新型涉及激光控制技术领域，具体而言，涉及一种激光远程控制设备及系统。

背景技术

激光远程控制设备用于对激光头例如手持式激光头进行控制，以使其输出激光，对待加工的工件进行焊接、切割等作业，其中，激光远程控制设备主要包括控制柜、设置在控制柜内的控制装置和设置在控制柜上的显示屏，显示屏与控制装置通信连接，控制装置与激光头通信连接。通常情况下，工作人员操作手持式激光头在距离控制柜一定距离位置处对工件进行激光焊接或切割作业，通常需要根据工件的厚度、材料等因素，不断往复移动至控制柜处方可在显示屏上灵活调整电气参数，例如激光功率、激光频率、激光占空比、摆弧宽度、摆弧频率等，以适用于现场灵活多变的激光加工作业，从而额外增大了工作人员的劳动强度，降低了激光加工效率。

发明内容

本实用新型解决的问题是如何降低工作人员的劳动强度，以提高激光加工作业的灵活性。

为解决上述问题，本实用新型提供一种激光远程控制设备，应用于激光远程控制系统上，所述激光远程控制设备包括控制柜、无线通信装置和设置于所述控制柜内的控制装置，所述无线通信装置用于与便携式智能终端无线通信连接，所述无线通信装置通过第一通信线与所述控制装置通信连接，所述控制装置用于通过第二通信线与所述激光远程控制系统的激光头通信连接。

可选地，所述无线通信装置包括无线通信模块和天线，所述无线通信模块的一端通过所述第一通信线与所述控制装置通信连接，所述无线通信模块的另一端与所述天线连接，所述天线用于与所述便携式智能终端无线通信连接。

可选地，所述天线安装于所述控制柜的侧板上。

可选地，所述无线通信模块为蓝牙模块、LORA模块或ZIGBEE模块。

可选地，所述无线通信装置为4G通信模块、5G通信模块或6G通信模块。

可选地，所述无线通信装置为wifi无线通信模块或SUB-1G无线通信模块。

可选地，还包括显示屏，所述显示屏通过第三通信线与所述控制装置通信连接，以通过所述控制装置控制所述激光头工作。

可选地，所述便携式智能终端为智能手机、智能手表或智能平板。

可选地，还包括电源模块，所述电源模块设置于所述控制柜内，所述电源模块的输入端用于与市电电连接，所述显示屏、所述控制装置和所述无线通信装置分别与所述电源模块的输出端电连接。

与现有技术相比，本实用新型中通过所述无线通信装置用于与便携式智能终端无线通信连接，例如在便携式智能终端上装载激光控制App，所述无线通信装置通过第一通信线与所述控制装置通信连接，从而便于便携式智能终端上的激光控制App通过无线通信装置与控制装置之间实现数据的无线传输通信；通过控制装置经第二通信线与激光头之间的通信连接，从而便于控制装置对激光头的输出进行控制，以便于工作人员在距离控制柜一定距离位置处，在便携式智能终端的激光控制App上调整电气参数，操作便携式智能终端例如其激光控制App通过无线通信装置向控制装置下发控制指令，再通过控制装置对激光头的输出进行控制，换言之，工作人员无需因激光加工作业例如工件因素的变更在每次需要调整激光的电气参数时，都要在控制柜与距离控制柜有一定距离位置处的工件处之间来回往复运动，即工作人员可以在距离控制柜一定距离位置处的任意地方，灵活调整激光的电气参数，实现对激光头的远程控制，通过便携式智能终端、无线通信装置和控制装置的配合作业，以适用于现场灵活多变的激光加工作业，大大降低工作人员的劳动强度，提高激光加工效率。

本实用新型还提供一种激光远程控制系统，包括激光头以及如上所述的激光远程控制设备。由于，激光远程控制系统包括激光远程控制设备，故激光远程控制系统至少具有激光远程控制设备的全部有益效果。

附图说明

图1为本实用新型中激光远程控制系统的控制结构示意图之一；

图2为本实用新型中激光远程控制系统的控制结构示意图之二；

图3为本实用新型中激光远程控制系统的结构示意图；

图4为本实用新型中激光远程控制设备的爆炸结构示意图；

图5为本实用新型中激光远程控制设备的局部结构示意图。

附图标记说明：

1-控制柜；2-无线通信装置；21-无线通信模块；22-天线；3-控制装置；4-便携式智能终端；5-显示屏；6-电源模块；7-激光头。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，本文提供的坐标系XYZ中，X轴正向代表的右方，X轴的反向代表左方，Y轴的正向代表后方，Y轴的反向代表前方，Z轴的正向代表上方，Z轴的反向代表下方。同时，要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。

结合图1和图3所示，一种激光远程控制设备，应用于激光远程控制系统上，激光远程控制设备包括控制柜1、无线通信装置2和设置于所述控制柜1内的控制装置3，所述无线通信装置2用于与便携式智能终端4无线通信连接，所述无线通信装置2通过第一通信线与所述控制装置3通信连接，所述控制装置3用于通过第二通信线与所述激光远程控制系统的激光头7通信连接。

需要说明的是，控制柜1可为壳体结构，用于安装控制装置3和无线通信装置2。由于便携式智能终端4和控制装置3分别与无线通信装置2通信连接，故无线通信装置2用于便携式智能终端4与控制装置3之间的数据无线传输。控制装置3可以通过第二通信线与激光头7连接，故控制装置3用于对激光头7进行控制输出；其中，控制装置3可以为激光控制器，例如可以采用市场上现有的激光控制器来对激光头7进行控制，只要能够实现对激光头7进行控制的激光控制装置3均适用于本技术方案，在此不做具体限定。其中，便携式智能终端4上可以装载激光控制App，当在焊接工作之前或过程中，如果待加工的工件的厚度、材质等发生改变，此时需要调整对激光头7的电气参数，故工作人员可以在便携式智能终端4上的激光控制App上调整相应的电气参数，例如激光功率、激光频率、激光占空比、摆弧宽度、摆弧频率等，此时便携式智能终端4可以通过无线通信装置2采用无线传输的数据传输方式传输至控制装置3，进而由控制装置3对激光头7进行控制，以适用于现场灵活多变的激光加工作业，当然工作人员也可以在便携式智能终端上操作激光头开机或停机。便携式智能终端4可以为工作人员随身携带的智能装置，例如智能手机、智能手表或智能平板，从而可以在距离控制柜1一定距离处的任意地方对激光头7进行远程控制，无法工作人员在控制柜1与激光头7之间来回往复移动，减少工作人员的劳动强度。

本实用新型中通过所述无线通信装置2用于与便携式智能终端4无线通信连接，例如在便携式智能终端4上装载激光控制App，所述无线通信装置2通过第一通信线与所述控制装置3通信连接，从而便于便携式智能终端4上的激光控制App通过无线通信装置2与控制装置3之间实现数据的无线传输通信；通过控制装置3经第二通信线与激光头7之间的通信连接，从而便于控制装置3对激光头7的输出进行控制，以便于工作人员在距离控制柜1一定距离位置处，在便携式智能终端4的激光控制App上调整电气参数，操作便携式智能终端4例如其激光控制App通过无线通信装置2向控制装置3下发控制指令，再通过控制装置3对激光头7的输出进行控制，换言之，工作人员无需因激光加工作业例如工件因素的变更在每次需要调整激光的电气参数时，都要在控制柜1与距离控制柜1有一定距离位置处的工件处之间来回往复运动，即工作人员可以在距离控制柜1一定距离位置处的任意地方，灵活调整激光的电气参数，实现对激光头7的远程控制，通过便携式智能终端4、无线通信装置2和控制装置3的配合作业，以适用于现场灵活多变的激光加工作业，大大降低工作人员的劳动强度，提高激光加工效率。

在本实用新型的一个实施例中，结合图1、图3至图5所示，所述无线通信装置2包括无线通信模块21和天线22，所述无线通信模块21的一端通过所述第一通信线与所述控制装置3通信连接，所述无线通信模块21的另一端与所述天线22连接，所述天线22用于与所述便携式智能终端4无线通信连接。

需要说明的是，无线通信模块21具有信号输入端和信号输出端，其中，便携式智能终端4通过天线22与无线通信模块21的信号输入端通信连接，以便于无线通信模块21可以通过天线22接收便携式智能终端4发射出的控制指令；所述无线通信模块21的一端通过所述第一通信线与所述控制装置3通信连接，从而便于无线通信模块21将接收到的控制指令传输至控制装置3；而控制装置3通过第二通信线与激光头7通信连接，以便于控制装置3根据控制指令对激光头7进行相应的控制输出。

其中，无线通信模块21具有通信功能、采集功能和远程管理功能，例如，在通信功能中，可以支持多中心数据通信；在采集功能中，可以采集串口设备数据；在远程管理功能中，可以支持远程参数设置、程序升级等。天线22是一种变换器，可以把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换，在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件，故通过无线通信模块21与天线22连接，以便于无线通信模块21可以通过天线22向外例如便携式智能终端4发射数据，也可以通过天线22向内例如控制装置3接收数据，只要能够实现无线通信模块21通过天线22发射或接收信号的连接方式均适用于本技术方案，在此不再赘述。

在本实用新型的一个实施例中，结合图3和图4所示，所述天线22安装于所述控制柜1的侧板上。

需要说明的是，通过将天线22安装于控制板的侧板上，换言之，天线22安装在控制柜1的外侧，可以避免控制柜1或其他部件对天线22发射或接收数据产生干扰或遮挡，以保证数据的正常传输。其中，天线22可以通过连接件例如螺栓、铆钉、粘接等结构安装于控制柜1的侧板上，故天线22的具体安装结构在此不做具体限定。另外，天线22可以安装在控制柜1的顶板或周向侧板上，只要能够不影响天线22发射和接收数据的安装位置均适用于本技术方案，在此不做具体限定。

在本实用新型的一个实施例中，所述无线通信模块21为蓝牙模块、LORA模块或ZIGBEE模块。

需要说明的是，通过将无线通信模块21限定为蓝牙模块、LORA模块或ZIGBEE模块，从而可以通过作为无线通信模块21的蓝牙模块、LORA模块或ZIGBEE模块，进行发射或接收便携式智能终端4与控制装置3之间的数据。其中，蓝牙模块是一种集成蓝牙功能的PCBA板，用于短距离无线通讯，按功能分为蓝牙数据模块和蓝牙语音模块，例如，目前在大多数智能手机上都按照有蓝牙模块，用于实现无线通信，故蓝牙模块是可以应用在便携式智能终端4例如智能手机等与控制装置3之间的数据无线传输。

LORA模块为LORA无线通信模块21，是基于LPWAN的远距离无线通信模块21，支持LORAWAN标准协议，串口数据透传双向通讯，目前主要应用在智能抄表、智慧路灯、智慧农业、智能停车、智能安防、智能物联网网关等领域，故LORA模块可以适用于便携式智能终端4例如智能平板与控制装置3之间的数据无线传输。

ZIGBEE模块为ZIGBEE无线模块，ZigBee模块是一种基于标准的远程监控、控制和传感器网络应用技术。为满足人们对支持低数据速率、低功耗、安全性和可靠性，而且经济高效的标准型无线网络解决方案的需求，ZigBee 标准应运而生，其核心市场是消费类电子产品、能源管理和效率、医疗保健、家庭自动化、电信服务、楼宇自动化以及工业自动化；另外，ZIGBEE模块可以应用于家庭和楼宇网络，例如空调系统的温度控制、照明的自动控制、窗帘的自动控制、家用电器的远程控制等，还可以应用于公共场所，例如烟雾报警器等，还可应用于其他领域，故在此不再赘述；围绕ZigBee芯片技术推出的外围电路，称之为“ZigBee模块”，故ZIGBEE模块可以应用于便携式智能终端4例如智能平板与控制装置3之间的数据无线传输。

在本实用新型的一个实施例中，所述无线通信装置2为4G通信模块、5G通信模块或6G通信模块。

需要说明的是，通过将无线通信模块21限定为4G通信模块、5G通信模块或6G通信模块，从而可以通过作为无线通信模块21的4G通信模块、5G通信模块或6G通信模块，进行发射或接收便携式智能终端4与控制装置3之间的数据。

其中，4G通信模块，也被叫做4G DTU模块，它是物联网行业具有4G通信功能的一种产品，通过4G通信模块，我们可以实现工业设备数据通过无线4G网络传输到远端控制中心，并从控制中心通过4G模块远程对工业设备进行数据通信，从而实现工业设备通过无线4G网络的集中管理集中监控，通过4G模块可大大的减少运营人工成本。4G模块是基于4G网络来进行通信的，4G模块是指支持TD-LTE和FDD-LTE等LTE网络制式的统称，具有通信速度快、网络频谱宽、通信灵活等特点。4G通信模块可以适用于共享按摩椅、共享充电设备、无人售货机、车载系统、设备监控、设备传输物联网等行业，因此，4G通信模块可以应用于便携式智能终端4与控制装置3之间的数据无线传输。

5G通信模块为5G无线通信模块21，目前在很多便携式智能终端4例如华为手机、VIVO手机等上均有应用，在此不过多举例，故5G通信模块可以应用在便携式智能终端4上。目前，5G已经展开了全面商用，随着5G在垂直行业的不断渗透，人们对6G的设想已经提上日程，6G是通信技术、信息技术、大数据技术、AI技术、控制技术深度融合的新一代移动通信系统，呈现出极强的跨学科、跨领域发展特征。6G“数字孪生、智慧泛在”愿景，需要从信息采集、信息传递、 信息计算、信息应用多个环节端到端设计，故由于5G通信模块可以应用于智能手机，那么6G通信模块也可以应用于便携式智能终端4与控制装置3之间的数据无线传输。

在本实用新型的一个实施例中，所述无线通信装置2为wifi无线通信模块21或SUB-1G无线通信模块21。

需要说明的是，通过将无线通信模块21限定为wifi无线通信模块21或SUB-1G无线通信模块21，从而可以通过作为无线通信模块21的wifi无线通信模块21或SUB-1G无线通信模块21，进行发射或接收便携式智能终端4与控制装置3之间的数据。

其中，Wi-Fi模块又名串口Wi-Fi模块，属于物联网传输层，功能是将串口或TTL电平转为符合Wi-Fi无线网络通信标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈。目前可以分为三类，第一类，通用Wi-Fi模块，比如手机、笔记本、平板电脑上的USB或者SDIO接口模块，是需要非常强大的CPU来完成应用；第二类，路由器方案Wi-Fi模块，典型的是家用路由器，协议和驱动是借助拥有强大Flash和Ram资源的芯片加Linux操作系统；第三类，嵌入式Wi-Fi模块，32位单片机，内置Wi-Fi驱动和协议，接口为一般的MCU接口如UART等。故wifi无线通信模块21可以应用于便携式智能终端4与控制装置3之间的数据无线传输。

SUB-1G无线通信模块21中芯片可以采用TI CC1310型，CC1310也是第一个同时具有低成本和超低功耗并采用Sub-1G 无线通信的MCU，主要处理低功耗和无线通信距离要求较高的应用，可广泛应用于有各种电子设备，如仪器仪表、物流跟踪、健康医疗、楼宇自动化、运动计量、汽车电子、休闲玩具、农业监测等方向，故SUB-1G无线通信模块21可以应用于便携式智能终端4与控制装置3之间的数据无线传输。

在本实用新型的一个实施例中，结合图2所示，激光远程控制设备还包括显示屏5，所述显示屏5通过第三通信线与所述控制装置3通信连接，以通过所述控制装置3控制所述激光头7工作。

需要说明的是，对于激光头7的控制可以在便携式智能终端4上操作，也可以在显示屏5上操作。在本实施例中，所述显示屏5通过第三通信线与所述控制装置3通信连接，若待加工的工件距离控制柜1上的显示屏5比较近，工作人员可以在显示屏5上操作，以给控制装置3下发相应控制指令，进而使所述控制装置3控制所述激光头7进行相应的控制输出。当然，如果待加工的工件距离控制柜1上的显示屏5比较远，为了避免工作人员在控制柜1与工件之间来回往复移动，工作人员可以在便携式智能终端4上操作，以给控制装置3下发相应控制指令，进而使所述控制装置3控制所述激光头7进行相应的控制输出，进而实现对激光头7的远程例如在便携式智能终端4上或就地例如显示屏5上控制。另外，在显示屏上与便携式智能终端上显示的内容可以一致，即在显示屏上显示或实现的功能，通过便携式智能终端也是可以实现的，故通过显示屏经控制装置以控制激光头，与通过便携式智能终端经控制装置以控制激光头可以实现相同的功能。

结合图3至图5所示，显示屏5可以设置在控制柜1的顶板上或周向侧壁上，以便于工作人员可以在显示屏5上调整电气参数。

在本实用新型的一个实施例中，所述便携式智能终端4为智能手机、智能手表或智能平板。

需要说明的是，通过将便携式智能终端4限定为智能手机、智能手表或智能平板，由于智能手机、智能手表或智能平板的体积较小，都可以便于随身携带，从而便于工作人员随时随地在便携式智能终端4对激光的电气参数进行调整，以适用于灵活多变的激光加工作业。

在本实用新型的一个实施例中，结合图5所示，激光远程控制设备还包括电源模块6，所述电源模块6设置于所述控制柜1内，所述电源模块6的输入端用于与市电电连接，所述显示屏5、所述控制装置3和所述无线通信装置2分别与所述电源模块6的输出端电连接。

需要说明的是，通过电源模块6设置于控制柜1内，从而通过控制柜1为电源模块6提供了安装空间，还可以起到防护电源模块6的作用。通过电源模块6的输入端与市电电连接，电源模块6的输出端分别与所述显示屏5、所述控制装置3和所述无线通信装置2电连接，从而利用市电通过电源模块6给所述显示屏5、所述控制装置3和所述无线通信装置2进线供电，以保证所述显示屏5、所述控制装置3和所述无线通信装置2在通电的情况下进行工作。其中，电源模块6可以包括电源开关、整流变换器等，电源开关的输入端与市电电连接，电源开关的输出端与整流变换器的输入端电连接，此时整流变换器可以将市电的交流电转换为直流电，从而为显示屏5、控制装置3和无线通信装置2提供直流电源，以保证电源的电压稳定。

本实用新型另一实施例提供一种激光远程控制系统，包括激光头以及如上实施例所述的激光远程控制设备。

需要说明的是，结合图3所示，激光远程控制设备中的激光头可以为手持式激光头，例如手持式激光焊接头、手持式激光切割头或手持式激光熔覆头；激光远程控制设备中的激光头还可以为平台式激光头，还可以为其他形式的激光头，只要可以在显示屏或便携式智能终端给控制装置下发控制指令，并通过控制装置控制激光头相应的输出的激光头，均适用于本技术方案，在此不做具体限定。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光远程控制设备，应用于激光远程控制系统上，其特征在于，包括控制柜(1)、无线通信装置(2)和设置于所述控制柜(1)内的控制装置(3)，所述无线通信装置(2)用于与便携式智能终端(4)无线通信连接，所述无线通信装置(2)通过第一通信线与所述控制装置(3)通信连接，所述控制装置(3)用于通过第二通信线与所述激光远程控制系统的激光头(7)通信连接。

2.根据权利要求1所述的激光远程控制设备，其特征在于，所述无线通信装置(2)包括无线通信模块(21)和天线(22)，所述无线通信模块(21)的一端通过所述第一通信线与所述控制装置(3)通信连接，所述无线通信模块(21)的另一端与所述天线(22)连接，所述天线(22)用于与所述便携式智能终端(4)无线通信连接。

3.根据权利要求2所述的激光远程控制设备，其特征在于，所述天线(22)安装于所述控制柜(1)的侧板上。

4.根据权利要求2所述的激光远程控制设备，其特征在于，所述无线通信模块(21)为蓝牙模块、LORA模块或ZIGBEE模块。

5.根据权利要求2所述的激光远程控制设备，其特征在于，所述无线通信装置(2)为4G通信模块、5G通信模块或6G通信模块。

6.根据权利要求2所述的激光远程控制设备，其特征在于，所述无线通信装置(2)为wifi无线通信模块(21)或SUB-1G无线通信模块(21)。

7.根据权利要求1至6任一项所述的激光远程控制设备，其特征在于，还包括显示屏(5)，所述显示屏(5)通过第三通信线与所述控制装置(3)通信连接，以通过所述控制装置(3)控制所述激光头(7)工作。

8.根据权利要求7所述的激光远程控制设备，其特征在于，所述便携式智能终端(4)为智能手机、智能手表或智能平板。

9.根据权利要求7所述的激光远程控制设备，其特征在于，还包括电源模块(6)，所述电源模块(6)设置于所述控制柜(1)内，所述电源模块(6)的输入端用于与市电电连接，所述显示屏(5)、所述控制装置(3)和所述无线通信装置(2)分别与所述电源模块(6)的输出端电连接。

10.一种激光远程控制系统，其特征在于，包括激光头(7)以及如权利要求1至9任一项所述的激光远程控制设备。

Images