[實用新型]用于高功率激光切割頭實現全閉環調焦的控制系統

有效

• 申請號: 201922101035.5
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN211804387U
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 康浪;李海軍;劉德軍
• 申請（專利權）人: 江蘇迅鐳激光科技有限公司
• 主分類號: B23K26/046
• 分類號: B23K26/046;B23K26/70;B23K26/38
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本實用新型公開了一種用于高功率激光切割頭實現全閉環調焦的控制系統，其包括伺服驅動器、伺服電機、絲桿、準直鏡組、光柵尺組件、單片機主控板、與單片機主控板通過ADS接口連接的上位機系統，伺服驅動器與ADS接口通過總線電氣連接，伺服電機內設置有檢測伺服電機速度的編碼器；光柵尺組件的信號分為兩路，一路將焦點位置信息傳輸給單片機主控板，另一路將位置信息反饋給伺服驅動器；編碼器提供伺服電機的速度信息反饋給伺服驅動器，伺服驅動器再控制伺服電機的運轉驅動準直鏡組的位置調節從而實現全閉環控制。本實用新型智能切割頭具有功能強大、集成度高、模塊疊加靈活，全數值化總線控制等優勢。

【技術領域】

本實用新型屬于自動調焦技術領域，特別是涉及一種用于高功率激光切割頭實現全閉環調焦的控制系統。

【背景技術】

在激光切割領域中，切割速度、切割質量的高低主要取決于選定的切割參數是否合適，切割參數包括激光功率、切割速度、焦點位置、切割氣壓等。其中焦點位置的精度控制非常關鍵，市面上常規切割頭廠家設計的切割頭調焦方式可分為伺服電機+聯軸器+絲桿+導軌以及直流電機+鋼帶+導軌兩種分別驅動鏡筒組件上下運動進行焦點位置的調節。目前，傳統的這兩種調節方式都是開環控制，傳動機構均存在一定量的間隙值，無法對切割頭實際焦點位置進行實時監測及反饋。

因此，需要提供一種新的用于高功率激光切割頭實現全閉環調焦的控制系統來解決上述問題。

【實用新型內容】

本實用新型的主要目的在于提供一種用于高功率激光切割頭實現全閉環調焦的控制系統，實現了全閉環高精度調焦控制，使切割頭的切割工藝更加穩定可靠。

本實用新型通過如下技術方案實現上述目的：一種用于高功率激光切割頭實現全閉環調焦的控制系統，其包括伺服驅動器、受所述伺服驅動器控制的伺服電機、受所述伺服電機控制的絲桿、設置在所述絲桿上的準直鏡組、反饋所述準直鏡組位置的光柵尺組件、與所述光柵尺組件電氣連接的單片機主控板、與所述單片機主控板通過ADS 接口連接的上位機系統，所述伺服驅動器與所述ADS接口通過總線電氣連接，所述單片機主控板中設置有藍牙通訊模塊可與移動通訊設備進行數據傳輸，所述伺服電機內設置有檢測所述伺服電機速度的編碼器，所述編碼器與所述伺服驅動器電氣連接；

所述光柵尺組件的信號分為兩路，一路將焦點位置信息傳輸給所述單片機主控板，另一路將位置信息反饋給所述伺服驅動器；所述編碼器提供所述伺服電機的速度信息反饋給所述伺服驅動器，所述伺服驅動器再控制所述伺服電機的運轉驅動準直鏡組的位置調節從而實現全閉環控制。

進一步的，還包括與所述單片機主控板電氣連接的腔內溫度傳感器、準直鏡溫度傳感器、聚焦鏡溫度傳感器、下保護鏡溫度傳感器、腔內壓力傳感器、切割氣壓壓力傳感器、下保護鏡缺失紅外傳感器、下保護鏡安裝到位傳感器。

進一步的，所述控制裝置用于控制激光切割頭中準直調焦驅動模組，所述準直調焦驅動模組包括副機體、所述準直鏡組、所述光柵尺組件、螺帽支架、第一支撐座、所述絲桿、限位開關、固定座、聯軸器、前蓋板、所述伺服電機、導軌；

所述準直鏡組內部裝有準直鏡片，所述準直鏡組由交叉滾子導軌固定在所述副機體上；所述伺服電機、所述固定座、所述第一支撐座均固定在所述副機體上，所述螺帽支架一側表面與所述絲桿的螺母連接、另一側表面與所述準直鏡組連接；

所述絲桿由所述固定座和所述第一支撐座支撐，所述絲桿和所述伺服電機間裝有所述聯軸器，消除所述伺服電機、所述絲桿間的同軸誤差；

所述限位開關裝在所述副機體零件的內部兩側，所述螺帽支架零件的兩端可以對所述限位開關的位置起到感應作用。

進一步的，所述光柵尺組件包括讀頭、光柵尺及第二支撐座，所述讀頭靠所述第二支撐座固定在所述副機體上，所述光柵尺與所述準直鏡組連接，所述讀頭可以在所述第二支撐座上調整與所述光柵尺之間的高度及左右位置，以達到最佳感應位置；