[发明专利]激光头的运动控制方法、运动控制系统和激光加工机

权利要求书

1.一种激光头的运动控制方法，其特征在于，所述运动控制方法包括：

控制器获取所述加工工件的目标跟随高度、加工路径、以及所述激光头与加工工件的实际竖直距离；

所述控制器根据所述实际竖直距离、所述目标跟随高度和所述加工路径确定所述激光头的运动控制量；

所述控制器基于所述运动控制量控制所述激光头进行竖直运动、水平运动及旋转运动。

2.根据权利要求1所述的运动控制方法，其特征在于，所述控制器根据所述实际竖直距离、所述目标跟随高度和所述加工路径确定所述激光头的运动控制量，包括：

基于所述加工路径进行速度规划以确定所述激光头的当前速度，计算所述实际竖直距离和所述目标跟随高度的跟随偏差；

若所述跟随偏差小于或等于阈值，则依据所述跟随偏差和所述激光头的当前速度确定所述运动控制量；

若所述跟随偏差大于阈值，则依据所述跟随偏差进行速度规划，以确定所述运动控制量。

3.根据权利要求1所述的运动控制方法，其特征在于，所述控制器获取所述激光头与加工工件的实际竖直距离，包括：

所述控制器通过传感器获取所述激光头与所述加工工件之间的实际电容信号；

根据距离电容标定函数关系和实际电容信号，获得所述实际竖直距离。

4.根据权利要求3所述的运动控制方法，其特征在于，所述运动控制方法还包括：

控制所述激光头向上移动到标定竖直位置，周期性获取到所述标定竖直位置过程中的标定竖直距离和标定电容信号；

对所述标定竖直距离和所述标定电容信号进行拟合，以获取所述距离电容标定函数关系。

5.根据权利要求3所述的运动控制方法，其特征在于，所述控制器通过传感器获取所述激光头与所述加工工件之间的实际电容信号包括：

所述控制器通过传感器检测实际电容信号，并利用所述传感器和所述控制器之间的总线传输获得所述实际电容信号。

6.一种激光头的运动控制系统，其特征在于，所述运动控制系统包括：

控制器，用于获取所述加工工件的目标跟随高度、加工路径、以及所述激光头与加工工件的实际竖直距离；根据所述实际竖直距离、所述目标跟随高度和所述加工路径确定所述激光头的运动控制量；基于所述运动控制量控制所述激光头进行竖直运动、水平运动及旋转运动。

7.根据权利要求6所述的运动控制系统，其特征在于，所述运动控制系统还包括：

传感器，连接所述控制器，用于检测所述激光头与所述加工工件之间的实际电容信号；

所述控制器用于根据距离电容标定函数关系和实际电容信号，获得所述实际竖直距离。

8.根据权利要求7所述的运动控制系统，其特征在于，所述控制器和所述传感器之间通过总线连接。

9.根据权利要求7所述的运动控制系统，其特征在于，所述运动控制系统还包括：

传输器，连接于所述传感器和所述控制器之间，包括FPGA采集器、滤波器和EtherCAT总线从模块；

所述控制器包括EtherCAT总线主模块；

驱动器，连接所述控制器，用于接收所述控制器的运动控制量，以驱动所述激光头进行竖直运动、水平运动及旋转运动。

10.一种激光加工机，其特征在于，所述激光加工机包括激光头，以及权利要求6-9中任一项所述运动控制系统。