[發(fā)明專利]基于LabVIEW與MPC2810運動控制卡的激光軌跡控制方法

有效

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• 申請日: 2016-07-01
• 公開（公告）號: CN106054815B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王向峰;林炎章;高炳攀;陳燕青
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及運動控制技術(shù)以及飛秒激光科學(xué)與技術(shù)，特別是公開了一種基于LabVIEW與MPC2810運動控制卡的激光軌跡控制方法。

背景技術(shù)

LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計算機語言的顯著區(qū)別是：其他計算機語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。 LabVIEW軟件是NI設(shè)計平臺的核心，也是開發(fā)測量或控制系統(tǒng)的理想選擇。 LabVIEW開發(fā)環(huán)境集成了工程師和科學(xué)家快速構(gòu)建各種應(yīng)用所需的所有工具，被稱為是工業(yè)界的Windows，廣泛運用在工業(yè)控制領(lǐng)域。

DXF格式簡介：DXF是Drawing eXchange File的縮寫，意思為圖形交換文件。DXF 格式是特定版本 AutoCAD 圖形文件中所包含的全部信息的標(biāo)記數(shù)據(jù)的一種表示方法。標(biāo)記數(shù)據(jù)的意思是指在每個數(shù)據(jù)元素前都帶一個稱為組碼的整數(shù)。組碼的值表明了其后數(shù)據(jù)元素的類型，也指出了數(shù)據(jù)元素對于給定對象（或記錄）類型的含意。圖形文件中所有用戶指定的信息都能夠以 DXF 文件格式表示。

MPC2810運動控制卡以PC為主機，基于PCI總線的步進(jìn)電機或數(shù)字式伺服電機的上位控制單元。它與PC機構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)：PC機負(fù)責(zé)人機交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控等方面的工作。

MPC2810運動控制卡配備了功能強大、內(nèi)容豐富的Windows 動態(tài)鏈接庫，可方便地開發(fā)出各種運動控制系統(tǒng)。對當(dāng)前流行的編程開發(fā)工具，如LabVIEW，Visual C++6.0提供了開發(fā)用Lib 庫及頭文件和模塊聲名文件，可方便地鏈接動態(tài)鏈接庫。MPC2810運動控制卡廣泛適用于：激光加工設(shè)備；數(shù)控機床、加工中心、機器人等；X-Y-Z控制臺；繪圖儀、雕刻機、印刷機械；送料裝置、云臺；打標(biāo)機、繞線機；醫(yī)療設(shè)備；包裝機械、紡織機械、木工機械；裝配生產(chǎn)線。

飛秒激光脈沖持續(xù)時間只有飛秒量級，遠(yuǎn)小于材料中受激電子通過轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化等形式的能量釋放時間，從根本上避免了熱擴散的存在和影響，實現(xiàn)了相對意義上的“冷”加工，大大減弱和消除了傳統(tǒng)加工中熱效應(yīng)帶來的諸多負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于LabVIEW與MPC2810運動控制卡的激光軌跡控制方法，該系統(tǒng)可以方便、快速的實現(xiàn)飛秒激光加工。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于LabVIEW與MPC2810運動控制卡的激光軌跡控制方法，提供一激光軌跡控制系統(tǒng)，包括LabVIEW圖形讀取單元、MPC2810運動控制卡及飛秒激光加工裝置；

所述LabVIEW圖形讀取單元用于讀取CAD的DXF圖形信息，并能夠在LabVIEW圖形讀取單元的顯示窗口顯示所繪制圖形；

所述MPC2810運動控制卡根據(jù)所述LabVIEW圖形讀取單元讀取的DXF圖形信息，進(jìn)而控制所述飛秒激光加工裝置完成待加工工件的加工；

所述飛秒激光加工裝置包括：飛秒激光、快門、匯集透鏡、和待加工工件；

所述激光軌跡控制方法具體實現(xiàn)步驟如下：

S1：通過CAD繪制所需加工圖形，保存成DXF格式，并導(dǎo)入LabVIEW中；

S2：LabVIEW讀取DXF文件中與線型相關(guān)的信息，而后繪制圖形并記錄，具體即：LabVIEW以文本形式打開DXF文件，搜索實體段，并從實體段開始搜索線型，判斷線型類型，而后根據(jù)線型類型來讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，直至搜索至結(jié)束段EOF，完成線型相關(guān)信息讀取；

S3：根據(jù)LabVIEW讀取的線型相關(guān)信息，通過MPC2810運動控制卡控制飛秒激光加工裝置完成待加工工件的加工，具體即：MPC2810運動控制卡讀取線型信息，判斷加工線型，并調(diào)用相應(yīng)的加工函數(shù)輸入該線型參數(shù)，而后通過MPC2810運動控制卡控制飛秒激光加工裝置的激光快門打開，并使得飛秒激光加工裝置發(fā)射出的飛秒激光聚焦，照射于待加工工件的起始點位置，開始加工待加工工件，直至該線型加工完成，判斷下個線型的起始坐標(biāo)是否和本次加工線型的終點坐標(biāo)重合，若重合則不關(guān)閉快門，否則關(guān)閉激光快門，利用直線移動函數(shù)將激光移動到待下調(diào)線型的起始坐標(biāo)，接著讀取下一條線型信息進(jìn)行加工，直至讀取的線型為結(jié)束段EOF時，待加工工件加工完成。