[发明专利]基于双轴轨迹位置坐标的异形切割加工控制系统及其方法

说明书

本发明涉及基于双轴轨迹位置坐标的异形切割加工控制系统及方法，上位机分别与ACS运动控制器和激光控制器连接，ACS运动控制器与X‑Y轴运动平台的X轴运动单元和Y轴运动单元控制连接，X轴运动单元上安装X轴光栅尺读数头，Y轴运动单元上安装Y轴光栅尺读数头，X轴光栅尺读数头和Y轴光栅尺读数头与四轴PEG激光控制单元通信连接，四轴PEG激光控制单元分别与ACS运动控制器和激光控制器连接。基于四轴PEG激光控制单元和ACS运动控制器通过X轴和Y轴光栅尺读数头实时反馈的位置进行高精度异形切割，四轴PEG激光控制单元基于双轴位置轨迹发出差分/单端脉冲信号来触发激光控制器，实现双轴轨迹位置坐标的高精度异形切割。

技术领域

本发明涉及一种基于双轴轨迹位置坐标的异形切割加工控制系统及其方法。

背景技术

目前，激光微加工领域各种加工控制系统繁多，激光控制卡在高精度异形加工时无法精准控制激光打点位置。

当前异形切割的主要方法有振镜加工和直线电机构成的平台加工，但使用振镜加工大面积尺寸的材料时通常都需要采用拼图的方式来进行整片加工，因此会由拼图等产生较大的位置误差，无法满足高精度的要求，而且振镜加工大尺寸产品时效率较平台加工方式的效率慢，加工时间长，会增加产品的生产周期，从而间接的增加了产品成本。采用普通直线电机平台进行异形切割时，因系统无法精准的捕捉平台位置控制激光点间距，会产生打点不均匀，精度不高等问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种基于双轴轨迹位置坐标的异形切割加工控制系统及其方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

基于双轴轨迹位置坐标的异形切割加工控制系统，特点是：包含ACS运动控制器、上位机、基于位置触发的激光控制器以及用于数据采集和激光控制的四轴PEG激光控制单元，上位机分别与ACS运动控制器和激光控制器连接，ACS运动控制器与X-Y轴运动平台的X轴运动单元和Y轴运动单元控制连接，X轴运动单元上安装X轴光栅尺读数头，Y轴运动单元上安装Y轴光栅尺读数头，X轴光栅尺读数头和Y轴光栅尺读数头与四轴PEG激光控制单元通信连接，四轴PEG激光控制单元分别与ACS运动控制器和激光控制器连接。

进一步地，上述的基于双轴轨迹位置坐标的异形切割加工控制系统，其中，上位机与ACS运动控制器通过Ethercat总线方式通讯连接。

进一步地，上述的基于双轴轨迹位置坐标的异形切割加工控制系统，其中，四轴PEG激光控制单元与ACS运动控制器通过Ethercat总线方式通讯连接。

进一步地，上述的基于双轴轨迹位置坐标的异形切割加工控制系统，其中，上位机与激光控制器通过TCP/IP协议通讯连接。

进一步地，上述的基于双轴轨迹位置坐标的异形切割加工控制系统，其中，所述四轴PEG激光控制单元包含四个用于接入轴光栅尺信号的光栅尺信号接口、四个差分转单极性及脉冲滤波电路、激光时钟脉冲转换及滤波电路、激光脉冲转换及滤波电路和ETHERCAT驱动电路，每个光栅尺信号接口分别通过差分转单极性及脉冲滤波电路连接CPU，ETHERCAT接口输入端和ETHERCAT接口输出端通过ETHERCAT驱动电路连接CPU，激光时钟脉冲接口通过激光时钟脉冲转换及滤波电路连接CPU，激光脉冲输出接口经激光脉冲转换及滤波电路与CPU连接。

进一步地，上述的基于双轴轨迹位置坐标的异形切割加工控制系统，其中，还包含IO转换电路，IO接口通过IO转换电路连接CPU，IO转换电路是型号为PS2505的光耦芯片。

进一步地，上述的基于双轴轨迹位置坐标的异形切割加工控制系统，其中，还包含USB通讯电路，USB接口通过USB通讯电路连接CPU，USB通讯电路是型号为STM32F103的芯片。