[发明专利]激光切割装置及其调焦方法和调焦系统

说明书

本发明提供了一种激光切割装置及其调焦方法和调焦系统，所述方法包括：在激光切割装置上电之后，接收到调焦回零信号时，控制调焦镜回到绝对零点位置；在接收到第一焦点调节信号时，读取包含第一目标焦点位置的第一模拟电压输入信号并对其进行预设的信号处理，并根据第一目标焦点位置确定用于驱动伺服电机的第一脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量；根据已确定的输出频率和脉冲数量输出第一脉冲控制信号，并通过第一脉冲控制信号驱动伺服电机，以使得伺服电机带动调焦镜在预设运动范围内移动，进而将激光切割装置的激光切割头对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至第一目标焦点位置。本发明提升了调焦精度和调焦速度，且操作简便，通用性强。

技术领域

本发明属于激光切割技术领域，更具体地说，是涉及一种激光切割装置及其调焦方法和调焦系统。

背景技术

在板材切割加工领域，激光切割以其高速度、高精度、高质量等优点应用极为广泛，其切割断面光滑无毛刺，省去了很多二次加工环节。然而激光切割要达到一个优良的切割效果，需要将激光焦点位置调节到一个合适的位置，这是一项非常重要的激光切割工艺参数。但是激光焦点位置并不是固定的，针对不同材料、不同厚度、不同切割阶段的板材，需要调节激光焦点到不同的位置，甚至在激光切割加工过程中，需要动态的调节激光焦点位置以实现更好的切割效果。

目前光纤激光切割以其低成本、高效率在高功率激光切割市场占据了大多数份额，光纤激光器发生的原始光束只有通过光纤激光切割头的光束处理才能进行有效切割，而激光焦点的调节即是通过光纤激光切割头内部的调焦镜进行的。在现有技术中，激光焦点调节有手动调焦和自动调焦二种方式。手动调焦是在进行某种板材的激光切割之前，通过光纤激光切割头的手动旋钮调节焦点到合适位置，再进行切割，该方式的不足之处在于：调焦精度差，操作不方便，更重要的是加工过程中焦点不能动态改变，无法适应一些应用。而自动调焦是通过一个运动装置调整光纤激光切割头的调焦镜，该方案的不足之处在于：首先，通用性差，目前的自动调焦系统的控制接口无法适应大多数数控模块的需求，造成应用受限；其次，调焦精度不够高、反应速度不够快，造成切割过程动态焦点调节时影响切割质量；再次，调焦操作不够简便，结构不清晰，系统维护较为困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光切割装置及其调焦方法和调焦系统，以解决现有技术中存在的通用性差、调焦精度差、调焦速度慢、调焦过程操作繁琐且难以维护的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种激光切割装置的调焦方法，包括：

在所述激光切割装置上电之后，接收到调焦回零信号时，控制调焦镜回到绝对零点位置；

在接收到第一焦点调节信号时，接收并读取包含第一目标焦点位置的第一模拟电压输入信号；

对所述第一模拟电压输入信号进行预设的信号处理，并根据所述第一目标焦点位置确定用于驱动所述伺服电机的第一脉冲控制信号的输出频率和脉冲数量；

根据已确定的所述输出频率和脉冲数量输出所述第一脉冲控制信号，并通过所述第一脉冲控制信号驱动所述伺服电机，以使得所述伺服电机带动所述调焦镜在预设运动范围内移动，进而将所述激光切割装置的激光切割头对激光束进行聚焦时的焦点位置调节至所述第一目标焦点位置。

进一步地，所述在所述激光切割装置上电之后，接收到调焦回零信号时，控制调焦镜回到绝对零点位置，包括：

在所述激光切割装置上电之后，接收到数控模块发送的调焦回零信号时，通过所述伺服电机控制所述调焦镜以第一速度向绝对零点位置运动，并检测是否接收到所述绝对零点位置的机械零点传感装置反馈的零点传感信号；

在未接收到所述零点传感信号时，返回继续通过所述伺服电机控制所述调焦镜以所述第一速度向所述绝对零点位置运动；