[发明专利]一种激光切割机数控系统

说明书

技术领域

本发明涉及自动化控制技术，尤其涉及到一种激光切割机的控制系统。

背景技术

激光切割机是通过激光束照射到工件表面，释放能量使工件融化并蒸发从而实现切割的一种新型数控机床。由于普通的数控机床的控制系统不涉及到激光切割机的控制所必须的激光功率控制、切割头高度控制等复杂的控制逻辑，因此现有的数控系统无法满足激光切割机的控制要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光切割机数控系统，能够将机床的运行控制与激光功率控制及切割头高度控制有机结合。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光切割机数控系统，其包括标准数控平台模块，用以控制激光切割机的机床的基本运动；其还包括与所述标准数控平台模块相配合的激光功率控制模块和切割头高度控制模块，其中，所述激光功率控制模块用于对激光切割机的激光器的能量进行控制，所述切割头高度控制模块用于对激光切割机的切割头的高度进行控制，以保证激光的焦点始终处于合适的位置。

本发明的更进一步优选方案是：所述激光功率控制模块包括模拟电压输出单元，用以通过模拟电压进行激光能量控制；PWM脉冲输出单元，用以通过PWM脉冲进行激光能量控制。

本发明的更进一步优选方案是：所述激光功率控制模块还包括功率值与脉冲形式设定单元，用以提供第一设置信号给该模拟电压输出单元并提供第二设置信号给该PWM脉冲输出单元。

本发明的更进一步优选方案是：所述功率值与脉冲形式设定单元包括：现场可编程门阵列，用以给出所述第一设置信号；微处理器，用以给出所述第二设置信号。

本发明的更进一步优选方案是：所述第一设置信号为数字信号；所述模拟电压输出单元包括：数模转换子单元，用以将所述第一设置信号转换为模拟信号；与所述数模转换子单元相连的放大与滤波子单元，用以对所述数模转换子单元给出的模拟信号进行放大和滤波处理后输出给激光器。

本发明的更进一步优选方案是：所述模拟电压输出单元还包括：与所述数模转换子单元相连的监测子单元，用以对所述数模转换子单元给出的模拟信号进行监测，以防止异常输出。

本发明的更进一步优选方案是：所述第二设置信号为脉冲信号；所述PWM脉冲输出单元包括：隔离子单元，用以对该第二设置信号进行光耦隔离处理；与所述隔离子单元相连的滤波子单元，用以对所述隔离子单元给出的脉冲信号进行滤波处理后输出给激光器。

本发明的更进一步优选方案是：所述PWM脉冲输出单元还包括：与所述滤波子单元相连的脉冲电压幅值选择子单元，用以选择确定输出给激光器的脉冲电压的幅值。

本发明的更进一步优选方案是：所述切割头高度控制模块包括距离传感器、高度控制单元以及轴驱动单元，所述高度控制单元根据所述距离传感器提供的高度信号与设定的标准高度之间的差值，向所述轴驱动单元给出控制信号以控制所述激光切割机的轴的运动。

本发明的更进一步优选方案是：所述高度控制单元包括差分处理子单元，用以对所述距离传感器提供的模拟信号和与设定的标准高度相对应的设置值进行差分和放大处理给出；与所述差分处理子单元相连的数模转换子单元，用以对所述差分处理子单元给出的模拟信号进行模数转换，输出数字化的控制信号给所述轴驱动单元。

本发明的有益效果在于，能够将机床的运行控制与激光功率控制及切割头高度控制有机结合。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明激光切割机数控系统实施例的结构框图。

图2为本发明中标准数控平台模块的结构框图。

图3为本发明中激光功率控制模块的结构框图。

图4为本发明中切割头高度控制模块的结构框图。

图5为本发明模拟电压输出单元中数模转换子单元及放大与滤波子单元的电原理图。

图6为本发明模拟电压输出单元中监测子单元的电原理图。

图7为本发明PWM脉冲输出单元的电原理图。

图8为本发明高度控制单元中数模转换子单元的电原理图。

图9为本发明高度控制单元中差分处理子单元的电原理图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

图1为本发明激光切割机数控系统实施例的结构框图。图2为本发明实施例中标准数控平台模块的结构框图。图3为本发明实施例中激光功率控制模块的结构框图。图4为本发明实施例中切割头高度控制模块的结构框图。