[實用新型]一種自動卷料激光切割控制系統

有效

• 申請號: 202122608710.0
• 申請日: 2021-10-28
• 公開（公告）號: CN215966961U
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 李永兵;施健
• 申請（專利權）人: 江陰市華碩機械制造有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/03;B23K26/08;B23K26/70
• 代理公司: 江陰市永興專利事務所(普通合伙) 32240
• 代理人: 彭春艷

本實用新型公開了一種自動卷料激光切割控制系統，包括工控機和分別與工控機通信連接的激光控制單元、工作臺定位與運動控制單元和工件加工點位定位單元，其中，所述激光控制單元包括激光器，所述激光控制單元通過工控機與激光器的通信控制激光器的出光及功率調節，所述工作臺定位與運動控制單元包括四軸電機和控制四軸電機的與工控機相連的運動控制卡，并通過四軸電機對工作臺進行定位，所述工件加工點位定位單元包括CCD影像采集系統。本實用新型能夠按需控制激光器的出光功率，通過四軸電機的精確控制及CCD的對焦對位實現，能根據切割方案對不同材質卷料進行快速定位和加工，且控制系統的穩定性高，精度高，操作方便。

技術領域

本實用新型屬于卷料加工領域，尤其涉及一種自動卷料激光切割控制系統。

背景技術

在工業生產制造過程中，板材一般都收成卷料以便于存放和運輸，在使用時才將其開卷平整并進行激光切割。卷料激光切割生產線主要由計算機輔助設計/制造/工藝系統、開卷系統、矯平系統、送料系統、激光切割系統組成，其自動化程度的高低對企業的生產效率至關重要，而激光切割是其中最重要的一環。隨著激光技術的不斷發展，激光切割控制系統也不斷向著高效、高精度、易操作等方向發展。

目前市場上常見的激光切割控制系統方案主要有兩種，其一是采用計算機板載運動控制卡的方案，通過PCI總線和軸控接口實現伺服電機的控制。另一種方案采用PLC集成方式，通過模擬量、高速脈沖和IO口等驅動電機運動。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種自動卷料激光切割控制系統，以解決自動卷料激光切割中的控制問題，對激光器的出光及功率、四軸伺服電機的速度及定位進行精確控制，對加工影像系統實現精確對焦并獲取較大的加工視野。

本實用新型的自動卷料激光切割系統，主要解決如下三部分的控制：（1）、激光器的出光及功率控制；（2）、工作臺四軸聯動全閉環伺服控制；（3）、CCD影像采集系統控制。

本實用新型是通過以下技術方案來實現的：

一種自動卷料激光切割控制系統，包括工控機工控機和分別與工控機工控機通信連接的激光控制單元、工作臺定位與運動控制單元和工件加工點位定位單元，其中，所述激光控制單元包括激光器，所述激光控制單元通過工控機與激光器的通信控制激光器的出光及功率調節，所述工作臺定位與運動控制單元包括X,Y,Z,W四軸電機和控制X,Y,Z,W四軸電機的與工控機相連的運動控制卡，并通過X,Y,Z,W四軸電機對工作臺進行定位，所述工件加工點位定位單元包括CCD影像采集系統，以實現加工界面的實時顯示和加工前工件對位點的設置。

作為優選，所述激光器還與一與工控機通信連接的單片機相連，并通過單片機改變PWM占空比來控制激光器出光，通過工控機和激光器的通信調節激光器的功率

作為優選，所述工作臺定位與運動控制單元通過一與之通信連接的位置傳感器檢測工作臺的位置，且運動控制卡采用反饋偏差控制算法驅動X,Y,Z,W四軸電機完成工作臺的定位與運動。

作為優選，所述CCD影像采集系統包括圖像采集系統，并通過圖像采集單元實時采集加工影像，自動完成對焦，采用視覺定位原理，確定工件的邊界與外形，所述圖像采集系統還與運動控制卡通信連接，以將位置信號傳遞給運動控制卡。

更進一步地，所述工控機通過RS232全雙工協議與單片機/激光器通信，來控制PWM波的占空比和激光器的功率。單片機的外部中斷用于產生出光/關斷信號，激光器接收出光信號后在輸出端產生激光；通過工控機對單片機的定時器寫入相應字節后產生可控PWM占空比及可控頻率的穩定激光；對激光器發送符合RS232協議的指定字節可控制激光器的輸出功率。