[实用新型]一种自动卷料激光切割控制系统

说明书

本实用新型公开了一种自动卷料激光切割控制系统，包括工控机和分别与工控机通信连接的激光控制单元、工作台定位与运动控制单元和工件加工点位定位单元，其中，所述激光控制单元包括激光器，所述激光控制单元通过工控机与激光器的通信控制激光器的出光及功率调节，所述工作台定位与运动控制单元包括四轴电机和控制四轴电机的与工控机相连的运动控制卡，并通过四轴电机对工作台进行定位，所述工件加工点位定位单元包括CCD影像采集系统。本实用新型能够按需控制激光器的出光功率，通过四轴电机的精确控制及CCD的对焦对位实现，能根据切割方案对不同材质卷料进行快速定位和加工，且控制系统的稳定性高，精度高，操作方便。

技术领域

本实用新型属于卷料加工领域，尤其涉及一种自动卷料激光切割控制系统。

背景技术

在工业生产制造过程中，板材一般都收成卷料以便于存放和运输，在使用时才将其开卷平整并进行激光切割。卷料激光切割生产线主要由计算机辅助设计/制造/工艺系统、开卷系统、矫平系统、送料系统、激光切割系统组成，其自动化程度的高低对企业的生产效率至关重要，而激光切割是其中最重要的一环。随着激光技术的不断发展，激光切割控制系统也不断向着高效、高精度、易操作等方向发展。

目前市场上常见的激光切割控制系统方案主要有两种，其一是采用计算机板载运动控制卡的方案，通过PCI总线和轴控接口实现伺服电机的控制。另一种方案采用PLC集成方式，通过模拟量、高速脉冲和IO口等驱动电机运动。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自动卷料激光切割控制系统，以解决自动卷料激光切割中的控制问题，对激光器的出光及功率、四轴伺服电机的速度及定位进行精确控制，对加工影像系统实现精确对焦并获取较大的加工视野。

本实用新型的自动卷料激光切割系统，主要解决如下三部分的控制：（1）、激光器的出光及功率控制；（2）、工作台四轴联动全闭环伺服控制；（3）、CCD影像采集系统控制。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种自动卷料激光切割控制系统，包括工控机工控机和分别与工控机工控机通信连接的激光控制单元、工作台定位与运动控制单元和工件加工点位定位单元，其中，所述激光控制单元包括激光器，所述激光控制单元通过工控机与激光器的通信控制激光器的出光及功率调节，所述工作台定位与运动控制单元包括X,Y,Z,W四轴电机和控制X,Y,Z,W四轴电机的与工控机相连的运动控制卡，并通过X,Y,Z,W四轴电机对工作台进行定位，所述工件加工点位定位单元包括CCD影像采集系统，以实现加工界面的实时显示和加工前工件对位点的设置。

作为优选，所述激光器还与一与工控机通信连接的单片机相连，并通过单片机改变PWM占空比来控制激光器出光，通过工控机和激光器的通信调节激光器的功率

作为优选，所述工作台定位与运动控制单元通过一与之通信连接的位置传感器检测工作台的位置，且运动控制卡采用反馈偏差控制算法驱动X,Y,Z,W四轴电机完成工作台的定位与运动。

作为优选，所述CCD影像采集系统包括图像采集系统，并通过图像采集单元实时采集加工影像，自动完成对焦，采用视觉定位原理，确定工件的边界与外形，所述图像采集系统还与运动控制卡通信连接，以将位置信号传递给运动控制卡。

更进一步地，所述工控机通过RS232全双工协议与单片机/激光器通信，来控制PWM波的占空比和激光器的功率。单片机的外部中断用于产生出光/关断信号，激光器接收出光信号后在输出端产生激光；通过工控机对单片机的定时器写入相应字节后产生可控PWM占空比及可控频率的稳定激光；对激光器发送符合RS232协议的指定字节可控制激光器的输出功率。