[發明專利]一種激光加工設備的Z軸運動控制系統及方法

有效

• 申請號: 201911418394.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111037106B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 徐強;黃河森
• 申請（專利權）人: 廣州新可激光設備有限公司
• 主分類號: B23K26/362
• 分類號: B23K26/362;B23K26/70
• 代理公司: 廣州圣理華知識產權代理有限公司 44302
• 代理人: 李唐明;頓海舟

1.一種激光加工設備的Z軸運動控制系統，其特征在于，包括機架，激光打標組件，電機，驅動模塊，激光測距組件和打標控制模塊，其中：

所述機架上設置有導軌，所述導軌上設置有刻度數值；

所述激光打標組件包括依次安裝的激光器、光路組件和掃描頭；所述激光器用于發出激光；所述光路組件設置在導軌上，包括若干凹透鏡和/或凸透鏡，用于調節入射激光的光束焦距；所述掃描頭用于改變打標激光的方向，使打標激光朝向打標機臺射出；

所述電機通過輸出軸及擺臂組件與光路組件連接，所述擺臂組件包括第一擺臂和第二擺臂，所述第一擺臂一端與電機輸出軸連接，所述第一擺臂圍繞輸出軸轉動，另一端通過軸銷與第二擺臂活動連接，所述第二擺臂的另一端與所述光路組件連接；

所述驅動模塊與所述電機連接，用于驅動光路組件在導軌上來回滑動；

所述激光測距組件安裝在掃描頭上，用于實時測量打標物表面到掃描頭之間的距離，并將測量的數據發送給打標控制模塊；

所述打標控制模塊根據接收到的激光測距組件測量的距離數據做出以下操作：

首先根據預存的數學模型以及打標距離與光路組件位置的實際操作數據通過大數據運算計算光路組件在導軌上的位置刻度值，然后控制擺臂圍繞輸出軸轉動相應的擺角，轉動到對應的擺動原點位置后，控制驅動模塊驅動光路組件滑到對應的刻度值位置上，接著控制第一擺臂在擺動原點左右15度的范圍內進行微調從而帶動光路組件左右小幅度滑動確定最終的光路組件位置；

所述激光測距組件包括激光指示器和激光傳感器，激光指示器通過漫反射原理計算出打標物表面至掃描頭的距離。

2.如權利要求1所述的一種激光加工設備的Z軸運動控制系統，其特征在于，所述掃描頭包括若干反射透鏡。

3.一種激光加工設備的Z軸運動控制方法，應用了如權利要求1或2任一所述的一種激光加工設備的Z軸運動控制系統，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1：所述激光測距組件測量打標物表面到掃描頭之間的距離，并將測得的數據發送給所述打標控制模塊；

步驟2：所述打標控制模塊根據預存的數學模型以及打標距離與光路組件位置的實際操作數據通過大數據運算計算光路組件在導軌上的位置刻度值；

步驟3：根據計算出的位置刻度值，打標控制模塊控制擺臂圍繞輸出軸轉動相應的擺角，轉動到對應的擺動原點位置；

步驟4：所述打標控制模塊控制驅動模塊驅動光路組件滑到對應的刻度值位置上；

步驟5：所述打標控制模塊控制第一擺臂在擺動原點左右15度的范圍內進行微調從而帶動光路組件左右小幅度滑動確定最終的光路組件位置。