CN111545898A - 一种激光头控制***、方法和激光头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光头控制***、方法和激光头。其中,所述***包括设置在激光头主体内的主控制器、调焦电机、准直镜和显示屏;所述调焦电机与所述主控制器和所述准直镜连接,用于根据主控制器发出的调焦信号控制所述准直镜进行移动;所述主控制器用于根据接收到的反馈信号确定所述准直镜的移动距离;所述主控制器还用于根据所述准直镜的移动距离,以及预设的准直镜移动距离与焦点位置移动距离之间的关联关系,确定所述激光头的焦点位置;本发明提供了一种简化的焦点位置确定方法,通过直接读取调焦电机的反馈信号来确定激光头的焦点位置,与现有技术相比,降低了激光头设备的体积和成本。
Description
技术领域
本发明实施例涉及激光头技术领域,尤其涉及一种激光头控制***、方法和激光头。
背景技术
随着激光应用的不断扩展,激光器尤其是高功率激光的需求日益增大,高功率激光能切割厚板,同时也能提升薄板的切割效率,得到了广泛的应用。
现有技术中,高功率激光头焦点位置的确定通过设置在激光头内的光栅传感器来确定,该焦点位置的确定方式需要在激光头内设置额外的器件,从而增加了激光头设备的成本和体积。
发明内容
本发明提供一种激光头控制***和激光头,以简化激光头焦点位置确定的过程。
第一方面,本发明实施例提供了一种激光头控制***,所述***包括设置在激光头主体内的主控制器、调焦电机、准直镜和显示屏;其中:
所述调焦电机与所述主控制器和所述准直镜连接,用于根据主控制器发出的调焦信号控制所述准直镜进行移动,以调整所述激光头的焦点位置;
所述主控制器用于接收所述调焦电机的反馈信号,并根据所述反馈信号确定所述准直镜的移动距离;
所述主控制器还用于根据所述准直镜的移动距离,以及预设的准直镜移动距离与焦点位置移动距离之间的关联关系,确定所述激光头的焦点位置;
所述显示屏,与所述主控制器连接,用于接收所述主控制器发送的激光头的焦点位置,并进行显示。
可选的,所述主控制器还包括定位模块,所述定位模块用于:
获取激光头的位置信息并将所述激光头的位置信息反馈至后台服务器,以使所述后台服务器对所述激光头进行分布定位。
可选的,所述主控制器还包括保护模块,所述保护模块用于:
检测激光头的使用时长,在检测到所述激光头的使用时长达到使用时长阈值时,控制所述激光头的调焦电机停止工作,以锁死所述激光头。
所述激光头主体内还设置有镜片组,所述镜片组包括准直镜、准直保护镜、聚焦镜以及聚焦保护镜;
相应的,所述***还包括对应设置在不同镜片位置处的温度传感器以及对应设置在不同镜片位置处的冷却通道和流量阀;
所述温度传感器和所述流量阀分别与所述主控制器相连;
所述温度传感器用于实时的采集对应位置处镜片的温度信息并将采集到的温度信息反馈至主控制器;
所述主控制器根据接收到的温度信息控制所述冷却通道的流量阀大小为所述对应位置处镜片进行降温,以使所述镜片组中的镜片的温度保持在温度阈值范围内。
可选的,所述***还包括湿度传感器;
所述湿度传感器设置于激光头主体内,与所述主控制器相连;
所述湿度传感器用于采集所述激光头内部的湿度信息并将所述湿度信息反馈至主控制器;
所述主控制器将所述湿度信息与湿度阈值进行比较,当所述湿度信息大于所述湿度阈值时,控制所述激光头停止工作。
可选的,所述***还包括压力传感器;
所述压力传感器设置于激光头主体内,与所述主控制器相连;
所述压力传感器用于实时的检测所述激光头主体内的气压值,并将所述气压值通过主控制器发送至所述显示屏进行显示。
可选的,所述***还包括镜片保护传感器;
所述镜片保护传感器设置于激光头主体内,与所述主控制器相连,用于检测所述激光头主体中是否安装聚焦保护镜片并将检测结果反馈至所述主控制器;
若所述主控制器接收到所述激光头主体中未安装聚焦保护镜片的检测结果,则生成报警信号进行报警提醒。
可选的,所述***还包括信号灯;
所述信号灯设置于所述激光头主体上,与所述主控制器相连;
所述信号灯用于根据传感器检测到的信息生成对应的提示信息。
第二方面,本发明实施例还提供了一种激光头控制方法,该方法包括:
向调焦电机发送的调焦信号,控制所述调焦电机根据所述调焦信号对准直镜进行移动,以调整激光头的焦点位置;
接收所述调焦电机的反馈信号,并根据所述反馈信号确定所述准直镜的移动距离;
根据所述准直镜的移动距离,以及预设的准直镜移动距离与焦点位置移动距离之间的关联关系,确定所述激光头的焦点位置,并将所述激光头的焦点位置发送至显示屏进行显示。
第三方面,本发明实施例还提供了激光头,包括激光头主体,所述激光头还包括位于所述激光头主体上或激光头主体内的如本发明实施例中任一所述的一种激光头控制***。
本发明通过将设置在激光头主体内的主控制器与调焦电机连接,主控制器直接从读取调焦电机反馈的移动信号,根据该信号确定出准直镜的移动距离,进而根据预设的准直镜移动距离与焦点位置移动距离之间的关联关系,来确定激光头的焦点位置。本发明提供了一种简化的焦点位置确定方法,通过直接读取调焦电机的反馈信号来确定激光头的焦点位置,与现有技术相比,降低了激光头设备的体积和成本。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种激光头控制***的结构示意图;
图2为本发明实施例二提供的一种激光头控制***的结构示意图;
图3为本发明实施例三提供的一种激光头控制方法的流程图;
图4为本发明实施例四提供的一种激光头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种激光头控制***的结构示意图,本实施例可适用于确定激光头的焦点位置的情况,参见图1,该激光头控制***包括:设置在激光头主体内的主控制器11、调焦电机12、准直镜13和显示屏14;
其中,所述调焦电机12与所述主控制器11和所述准直镜13连接,用于根据主控制器11发出的调焦信号控制所述准直镜13进行移动,以调整所述激光头的焦点位置。
本实施例中,准直镜13是靠调焦电机12带动进行上下运动的,准直镜13上下移动时,激光头的焦点位置也会跟着上下移动,通过控制调焦电机12带动准直镜13进行上下移动,可以调整激光头的焦点位置。
所述主控制器11用于接收所述调焦电机12的反馈信号,并根据所述反馈信号确定所述准直镜13的移动距离。
本实施例中,调焦电机12在移动时会将具体的移动信号反馈至主控制器11,主控制器11根据该反馈信息来确定准直镜13的移动距离。
所述主控制器11还用于根据所述准直镜13的移动距离,以及预设的准直镜13移动距离与焦点位置移动距离之间的关联关系,确定所述激光头的焦点位置。
对于激光头而言,准直镜13的移动距离和焦点位置的移动距离呈一定的关联关系,示例性的,准直镜13的移动距离和焦点位置的移动距离可以为线性关系,根据主控制器11确定的准直镜13的移动距离以及该线性关系,可以直接得到激光头的焦点位置信息。
所述显示屏14,与所述主控制器11连接,用于接收所述主控制器11发送的激光头的焦点位置,并进行显示。
本实施例中,在得到激光头的焦点位置之后,主控制器11将该位置信息发送到显示屏14上进行显示,以方便用户直观的获取激光头的焦点位置。
本实施例的技术方案,提供了一种简化的焦点位置确定方法,通过直接读取调焦电机12的反馈信号来确定激光头的焦点位置,与现有技术相比,无需增加光栅传感器,降低了激光头设备的体积和成本。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种激光头控制***的结构示意图,本实施例实在上述实施例的基础上,对上述激光头控制***进行进一步的细化。参见图2,具体的,所述主控制器11还包括定位模块111和保护模块112。
其中,所述定位模块111用于获取激光头的位置信息并将所述激光头的位置信息反馈至后台服务器,以使所述后台服务器对所述激光头进行分布定位。
本实施例中,在激光头上电工作时,定位模块111就会获取激光头的位置信息,并将该位置信息反馈给后台服务器,通过对激光头进行定位判断,可以确定激光头的位置信息,能够为后端厂商提供激光头的位置信息,方便后端厂商对激光头的使用情况进行跟踪。进一步的,该定位模块111还包括蓝牙、wifi等短距离通信功能,方便主控制器11和移动终端之间的信号传输。
可选的,所述主控制器11还包括保护模块112,所述保护模块112用于检测激光头的使用时长,在检测到所述激光头的使用时长达到使用时长阈值时,控制所述激光头的调焦电机12停止工作,以锁死所述激光头。该方法通过控制激光头的使用时长,能够避免激光头由于使用时间过长而被损害的风险,提高了激光头使用过程中的安全性。
在上述实施例的基础上,所述激光头主体内还设置有镜片组,所述镜片组包括准直镜13、准直保护镜15、聚焦镜16以及聚焦保护镜17;
相应的,所述***还包括对应设置在不同镜片位置处的温度传感器18以及对应设置在不同镜片位置处的冷却通道和流量阀19。
其中,冷却通道可以包括一切可以用来进行冷却的冷却液,例如该冷却通道可以为水冷通道。
本实施例中,激光头主体内设置有四组镜片,在每组镜片的对应位置处分别设置有温度传感器18以及冷却通道和流量阀19。
所述温度传感器18和所述流量阀19分别与所述主控制器11相连,所述温度传感器18用于实时的采集对应位置处镜片的温度信息并将采集到的温度信息反馈至主控制器11;所述主控制器11根据接收到的温度信息控制所述冷却通道的流量阀19大小为所述对应位置处镜片进行降温,以使所述镜片组中的镜片的温度保持在温度阈值范围内。通过根据不同位置处镜片的温度,来调整流量阀19的大小,进而通过调整冷却液流量的大小,来控制不同位置处镜片的温度,使得镜片能够一直处于一个稳定的工作范围,从而保证激光头在工作过程中可以正常安全的运转。
可选的,该***还包括湿度传感器20,所述湿度传感器20设置于激光头主体内,与所述主控制器11相连。
所述湿度传感器20用于采集所述激光头内部的湿度信息并将所述湿度信息反馈至主控制器11,所述主控制器11将所述湿度信息与湿度阈值进行比较,当所述湿度信息大于所述湿度阈值时,控制所述激光头停止工作。
本实施例中,激光头主体内部有时候会出现水路泄露以及密封问题等,这些问题都会导致激光头主体内部的湿度增大,通过利用湿度传感器20实时的采集激光头内部的湿度信息,在湿度信息大于湿度阈值时,表明当前的激光头内部出现故障,此时主控制器11会控制激光头停止工作,以确保激光头使用过程中的安全性。
可选的,***还包括压力传感器21,所述压力传感器21设置于激光头主体内,与所述主控制器11相连。
所述压力传感器21用于实时的检测所述激光头主体内的气压值,并将所述气压值通过主控制器11发送至所述显示屏14进行显示。
本实施例中,当激光头在进行切割时,需要在激光头腔体内部通入一点气体压力,不同切割厚度对应不同的气压值,不合适的气压值会直接影响激光头的切割效率。在实际的作业场景中,会存在作业员忘记开气就开机工作的情况,此种情况下开机工作会严重的损伤激光头的镜片,因此,切割过程中应通入合适的气体压力。
压力传感器21将采集到的气压值反馈至主控制器11,主控制器11将获取到的气压值实时的显示在显示屏14上,能够为作业员及时的提供激光头内部的气压值,避免作业员由于忘记开气就开机工作的情况;此外,通过实时的显示气压值,可以为激光头当前的切割工作提供一个参考电压值,作业员可以根据当前正常工作时显示的气压值调整工作时候的参考电压,以确保工作在安全的气压值范围内。
进一步的,该***还包括镜片保护传感器22,所述镜片保护传感器22设置于激光头主体内,与所述主控制器11相连,用于检测所述激光头主体中是否安装聚焦保护镜17片并将检测结果反馈至所述主控制器11,若所述主控制器11接收到所述激光头主体中未安装聚焦保护镜17的检测结果,则生成报警信号进行报警提醒。
本实施例中,作业员在使用激光头进行工作时,若更换镜片,则会存在忘记装镜片就开机的情况,这会对准直镜13以及聚焦镜16造成损害。通过设置镜片保护传感器22来检测激光头主体中是否安装聚焦保护镜17,当检测到聚焦保护镜17没有安装时,主控制器11会生成一个报警信号对作业员进行报警提醒,以避免造成损失。
可选的,所述***还包括信号灯23,该信号灯23设置于所述激光头主体上,与所述主控制器11相连,所述信号灯23用于根据传感器检测到的信息生成对应的提示信息。
本实施例中,不同传感器获取到的信号可以设置不同的信号灯23显示信号,根据对应的信号,可以对应的确定激光头内部对应位置处的故障,方便进行故障排查。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种激光头控制方法的流程图,本实施例可适用于对激光头进行控制的情况,该方法可以由激光头控制***中的主控制器执行,具体包括以下步骤:
S310、向调焦电机发送的调焦信号,控制所述调焦电机根据所述调焦信号对准直镜进行移动,以调整激光头的焦点位置。
本实施例中,调焦电机用于根据调焦信号带动准直镜进行上下移动,准直镜上下移动时会使得激光头的焦点位置也进行一定程度的移动,因此,调焦电机带动准直镜进行移动是,能够调整激光头的焦点位置。
S320、接收所述调焦电机的反馈信号,并根据所述反馈信号确定所述准直镜的移动距离。
具体的,调焦电机在运动的过程中,会将自身的移动信息反馈至主控制器,根据该反馈信号中的移动信息可以对应的确定准直镜的移动距离。
S330、根据所述准直镜的移动距离,以及预设的准直镜移动距离与焦点位置移动距离之间的关联关系,确定所述激光头的焦点位置,并将所述激光头的焦点位置发送至显示屏进行显示。
本实施例中,准直镜移动距离与焦点位置的移动距离之间存在一定的关联关系,示例性的,该关联关系可以为线性关系,根据该线性关系以及准直镜的移动距离,可以计算出激光头焦点的移动距离,进而确定激光头的焦点位置。在得到激光头的焦点位置之后,将该激光头的焦点位置发送至显示屏进行显示,以方便用户实时的获取激光头的焦点位置。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种激光头40,该激光头40包括激光头主体41,还包括位于所述激光头主体41上或激光头主体41内的如上述实施例中的一种激光头控制***42。该激光头主体41内或激光头主体41上配置有激光头控制***42,该激光头控制***42中的主控制器通过直接获取调焦电机12的移动距离来确定激光头40的移动距离,简化了激光头40焦点位置的确定过程;该激光头控制***42还通过设置不同类型的传感器,对激光头40进行全方位的检测,以保障激光头40工作过程中安全性,此外,还控制***还具备定位模块111,能够实现对激光头40的使用情况进行定位跟踪。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种激光头控制***,其特征在于,所述***包括设置在激光头主体内的主控制器、调焦电机、准直镜和显示屏;其中:
所述调焦电机与所述主控制器和所述准直镜连接,用于根据主控制器发出的调焦信号控制所述准直镜进行移动,以调整所述激光头的焦点位置;
所述主控制器用于接收所述调焦电机的反馈信号,并根据所述反馈信号确定所述准直镜的移动距离;
所述主控制器还用于根据所述准直镜的移动距离,以及预设的准直镜移动距离与焦点位置移动距离之间的关联关系,确定所述激光头的焦点位置;
所述显示屏,与所述主控制器连接,用于接收所述主控制器发送的激光头的焦点位置,并进行显示。
2.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述主控制器还包括定位模块,所述定位模块用于:
获取激光头的位置信息并将所述激光头的位置信息反馈至后台服务器,以使所述后台服务器对所述激光头进行分布定位。
3.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述主控制器还包括保护模块,所述保护模块用于:
检测激光头的使用时长,在检测到所述激光头的使用时长达到使用时长阈值时,控制所述激光头的调焦电机停止工作,以锁死所述激光头。
4.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述激光头主体内还设置有镜片组,所述镜片组包括准直镜、准直保护镜、聚焦镜以及聚焦保护镜;
相应的,所述***还包括对应设置在不同镜片位置处的温度传感器以及对应设置在不同镜片位置处的冷却通道和流量阀;
所述温度传感器和所述流量阀分别与所述主控制器相连;
所述温度传感器用于实时的采集对应位置处镜片的温度信息并将采集到的温度信息反馈至主控制器;
所述主控制器根据接收到的温度信息控制所述冷却通道的流量阀大小为所述对应位置处镜片进行降温,以使所述镜片组中的镜片温度保持在温度阈值范围内。
5.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述***还包括湿度传感器;
所述湿度传感器设置于激光头主体内,与所述主控制器相连;
所述湿度传感器用于采集所述激光头内部的湿度信息并将所述湿度信息反馈至主控制器;
所述主控制器将所述湿度信息与湿度阈值进行比较,当所述湿度信息大于所述湿度阈值时,控制所述激光头停止工作。
6.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述***还包括压力传感器;
所述压力传感器设置于激光头主体内,与所述主控制器相连;
所述压力传感器用于实时的检测所述激光头主体内的气压值,并将所述气压值通过主控制器发送至所述显示屏进行显示。
7.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述***还包括镜片保护传感器;
所述镜片保护传感器设置于激光头主体内,与所述主控制器相连,用于检测所述激光头主体中是否安装聚焦保护镜片并将检测结果反馈至所述主控制器;
若所述主控制器接收到所述激光头主体中未安装聚焦保护镜片的检测结果,则生成报警信号进行报警提醒。
8.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述***还包括信号灯;
所述信号灯设置于所述激光头主体上,与所述主控制器相连;
所述信号灯用于根据传感器检测到的信息生成对应的提示信息。
9.一种基于如权利要求1-8中任意一项所述的激光头控制***的激光头控制方法,其特征在于,所述方法包括:
向调焦电机发送的调焦信号,控制所述调焦电机根据所述调焦信号对准直镜进行移动,以调整激光头的焦点位置;
接收所述调焦电机的反馈信号,并根据所述反馈信号确定所述准直镜的移动距离;
根据所述准直镜的移动距离,以及预设的准直镜移动距离与焦点位置移动距离之间的关联关系,确定所述激光头的焦点位置,并将所述激光头的焦点位置发送至显示屏进行显示。
10.一种激光头,包括激光头主体,其特征在于,所述激光头还包括位于所述激光头主体上或激光头主体内的如权利要求1-8中任一所述的一种激光头控制***。
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