[发明专利]一种通用激光加工设备控制器及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种通用激光加工设备控制器及控制方法。

背景技术

近年来，工业激光器已成为国外机械加工业中的重要设备，广泛应用于切割、钻孔、焊接和热处理等工序。激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效的自动化加工设备，为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。例如将工业激光器应用于制造锂电池的叠片机和卷绕机，可大大提高生产效率和生产质量。以卷绕机为例，目前的电池极耳大多是用超声波等设备焊接在极片上。而用激光器可直接在极片上切割出想要的极耳形状，大大提高了加工精度及速度。对于叠片机，可用激光直接切割出用于叠片的极片形状。

目前市面上激光器种类繁多，大部分激光加工设备对激光器的控制，采用的方法基本都是购买现成的激光控制卡，以PCI(Peripheral ComponentInterconnect：外设组件互连)或USB等方式与主机通信；控制程序通过调用控制卡厂家提供的API函数操作激光控制卡，从而实现对激光器的控制。有的控制卡也提供命令存储功能，支持离线加工。这些方法在激光打标等领域得到广泛的应用。

但在工业控制领域，上述方法存在明显缺点：激光控制卡与工业控制器难以集成；激光控制卡API函数基本固定，二次开发受到许多限制，效率低，灵活性差，增加控制系统结构复杂性，增加开发时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通用激光加工设备控制器及控制方法，具有很高的集成度和灵活性，提高了激光项目的开发与研究的效率。

本发明采用了如下的技术方案：

一种通用激光加工设备控制器，包括工业控制器和具有连接到激光加工设备的控制接口的可编程逻辑器件；所述可编程逻辑器件通过编程实现与所述工业控制器的通信；所述工业控制器，用于向所述可编程逻辑器件发出指令；所述可编程逻辑器件，用于接收所述工业控制器发出的指令，并根据所述指令通过所述激光控制接口控制激光加工设备工作。

进一步地，所述激光控制接口包括与脉冲激光器连接的第一控制接口和与连续激光器连接的第二控制接口。

进一步地，所述可编程逻辑器件还提供有通用运动控制接口。所述通用工业运动控制接口包括编码器接口、通用数字输入输出接口、数模接口、模数接口、电机接口。

进一步地，所述可编程逻辑器件内部固化有与数字振镜通信的XY2-100协议。

本发明还提供一种通用激光加工设备控制方法，通过编程实现可编程逻辑器件与工业控制器的通信；由所述工业控制器发出指令，所述可编程逻辑器件接收所述工业控制器发出的指令，并根据所述指令通过激光控制接口控制激光加工设备工作。

进一步地，所述可编程逻辑器件还通过通用运动控制接口控制电机。

在进行普通激光切割时，所述可编程逻辑器件接收来自所述工业控制器的指令，通过所述激光控制接口和所述通用控制运动接口控制电机，带动激光器进行加工。

在进行高速高精密的激光切割时，所述可编程逻辑器件接收来自所述工业控制器的指令，将所述工业控制器输出的位置信息转换成振镜所需的数据输出到振镜，通过振镜控制激光加工。

本发明的有益效果在于：将激光控制接口与工业运动控制接口集成到一起，既能满足工业控制对于模拟量、I/O量的需要，又能通过可编程逻辑器件实现其他电机的控制；容易实现控制器的二次开发；控制系统结构简单，效率高，具有灵活性；且能应用于高速高精度的工业设备。

附图说明

图1是本发明通用激光加工设备控制器实施例的结构示意图；

图2是本发明通用激光加工设备控制方法实施例中振镜控制的示意图；

图3是本发明通用激光加工设备控制方法实施例中飞行打标时的编码器补偿示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明通用激光加工设备控制器实施例如图1所示，包括工业控制器和具有连接到激光加工设备的控制接口的可编程逻辑器件。其中，可编程逻辑器件通过编程实现与工业控制器的通信；工业控制器用于向可编程逻辑器件发出指令，可编程逻辑器件接收工业控制器发出的指令，并根据指令通过激光控制接口控制激光加工设备工作。激光控制接口包括分别连接到脉冲激光器和连续激光器的控制接口。可编程逻辑器件还扩展有通用工业运动控制接口，该接口包括编码器接口、通用数字输入输出接口、数模接口、模数接口、电机接口提供运动控制，可完成运动规划、高速实时插补、伺服滤波控制和伺服驱动、外部I/O等。可编程逻辑器件内部还固化了用于振镜通信的XY2-100协议。