[發明專利]激光加工系統中的激光隨動的控制方法及系統

有效

• 申請號: 200910190760.2
• 申請日: 2009-09-28
• 公開（公告）號: CN101693324A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 高云峰;陳國棟;嚴超;翟學濤;雷群
• 申請（專利權）人: 深圳市大族激光科技股份有限公司;深圳市大族數控科技有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00
• 代理公司: 廣東國暉律師事務所 44266
• 代理人: 陳琳

技術領域

本發明涉及激光加工過程，尤其涉及激光加工時的激光隨動控制方法。

背景技術

在現在的激光加工系統，比如激光切割系統中，通常包括：伺服電機和激光器等執行 機構，它們的控制由PLC實現，也就是通過PLC的程序經由伺服驅動器對伺服電機進行控 制以決定激光頭的行走軌跡，并對激光器發射激光的開啟、關閉以及能量變化進行控制以 決定加工所需的切割形狀。由于PLC程序的執行會滯后于輸入一個掃描周期，也就是，當 伺服電機處于連續的運動過程時，需要激光在某個位置執行能量變化、開激光或者關激光 的動作時，PLC在得到指令到執行輸出會有一個掃描周期的滯后。現有的PLC掃描周期不固 定，因為根據不同的PLC型號和程序的長短掃描周期也是不一樣的，但是控制輸出一定是 比輸入要延時一個掃描周期的，比如：第N個掃描周期掃描到輸入條件X0＝1，而且輸入條 件X0＝1時控制輸出Y0應該為1，那么要到第N+1個周期掃描時控制輸出Y0＝1才能實現。 這個是所有PLC共有的缺陷，鑒于這種特性，所以在PLC控制伺服的運動控制中很難實現 實時的輸入輸出控制，因為伺服電機是一直在運動的，所以真正需要在某一點實現某個動 作時，實際已經跑到另一個點了。這個延時一般有幾毫秒到幾百毫秒，然后根據不同的運 動速度就會產生相應的偏移。并且，現有的采用PLC實現的控制系統都是開環系統，是直 接采用控制PLC發送給伺服電機的脈沖來實現相應位置的控制，容易出現系統偏差，導致 加工出來的成品，要么不合格，要么需要進行返工處理，從而增加制造成本，降低了激光 切割系統的整體功效。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服上述現有技術的不足，而提出一種可以實現激光加 工系統的及時、準確的激光隨動的控制方法及系統，以提高激光加工系統的整體功效。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案包括，提出一種激光加工系統中的激光隨動 的控制方法，該激光加工系統中包括伺服電機、激光器，在該激光加工系統中設置PLC，由 該PLC對該伺服電機輸出相應的脈沖控制信號以決定該激光頭的行走軌跡并對該激光器輸 出相應的能量變化、開激光或者關激光控制信號以實現激光隨動控制，還在該激光加工系 統中設置編碼器以檢測該伺服電機的位置，并將該編碼器的檢測輸出信號進行處理、變換 成能夠為該PLC中的計數器接受的脈沖信號，然后該PLC根據該計數器的值可以知道伺服 電機運動的軌跡和位置相對于起點的距離，并在當前的掃描周期內及時對該激光器輸出相 應的能量變化、開激光或者關激光控制信號，從而實現激光隨動的實時、閉環控制。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案還包括，提出一種激光加工系統中的激光隨 動的控制系統，該激光加工系統中包括伺服電機、激光器，該控制系統包括PLC，該PLC對 對該伺服電機輸出相應的脈沖控制信號以決定該激光頭的行走軌跡并對該激光器輸出相應 的能量變化、開激光或者關激光控制信號以實現激光隨動控制，該控制系統還包括編碼器 以檢測該伺服電機的位置，信號處理電路以將該編碼器的檢測輸出信號處理、變換成能夠 為該PLC中的計數器接受的脈沖信號，該PLC根據該計數器的值可以知道伺服電機運動的 軌跡和位置相對于起點的距離，并在當前的掃描周期內及時對該激光器輸出相應的能量變 化、開激光或者關激光控制信號，從而實現激光隨動的實時、閉環控制。

該信號處理電路包括分頻電路，以將該編碼器的檢測輸出的頻率轉換至該PLC中的計 數器能夠接受范圍。

該信號處理電路還包括轉換電路，以將該編碼器的檢測輸出的差分信號轉換成該PLC 的輸入能夠接受的脈沖信號。

該轉換電路是通過光耦繼電器來實現的。

還包括伺服驅動器，該PLC是經由該伺服驅動器對該伺服電機進行控制，該分頻電路 是由該伺服驅動器中的關于編碼器的參數設置電路來實現的。

同現有技術相比，采用本發明的激光加工系統中的激光隨動的控制方法及系統，可以 實現激光隨動的實時、閉環控制，從而可提高激光加工系統的整體功效。

附圖說明

圖1為本發明的激光加工系統中的激光隨動的控制方法實施例的結構示意圖。

圖2為采用本發明的控制方法進行激光切割加工應用的實施例的流程示意圖。

具體實施方式

以下結合各附圖所示之最佳實施例作進一步詳述。