CN112207462B - 一种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法 - Google Patents
一种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112207462B CN112207462B CN202011150418.2A CN202011150418A CN112207462B CN 112207462 B CN112207462 B CN 112207462B CN 202011150418 A CN202011150418 A CN 202011150418A CN 112207462 B CN112207462 B CN 112207462B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- output
- laser
- pulse output
- pwm
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法,从站获取到打开/关闭激光的时移,通过DC或IRT保证时基同步发送给从站,由从站的事件检测器触发同步中断进程;单片机进行判断,参数正确则触发一个软件脉冲,在每个匹配的上升沿触发中断,在中断中进行计数;计数大于给定时移后,关闭软件脉冲输出,并触发硬件脉冲输出,此脉冲输出通过光耦转换为工业24V输出到激光器。这种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法可以在两个总线周期内对激光信号做开关处理,精度可达1微秒,***结构简单,使用成本低,能够保证CNC周期与输入输出模块周期进行同步,满足飞行切割的要求。
Description
技术领域
本发明涉及激光飞行切割数字信号的超采样输出领域,尤其涉及一种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法。
背景技术
飞行切割也叫扫描切割。随着激光切割加工技术的不断飞速发展,越来越多的新技术、新的切割工艺被广泛应用在实际的零件切割加工中,其中的“飞行切割”功能就是当前非常流行的先进高速切割加工技术;“飞行切割”技术非常适用于薄钢板的高速切割加工,它不采用引线就可以将轮廓的切割起点放在激光头的运动轨迹的切线上,尽量减少切割时激光切割方向的变化,减少了穿孔的时间和次数,确保激光头在切割过程中一直处于高速运动的状态,大大提高了机床的切割效率。
激光切割常用以太网控制自动化技术(EtherCAT)或新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准(ProfiNET)作为输入输出模块的控制总线,一般设定每1毫秒为循环周期,用于对输入输出模块进行控制。
在飞行切割中,由于切割速度很快(大于30米每分钟),开关激光的定位精度要求也很高(小于0.2毫米),因此,开关激光的时间基准要小于50微秒,该时基远远小于通讯周期。目前,行业内只有通过CNC内置的现场可编程门阵列(FPGA)或进口超采样模块才能实现,但是这两种实现方式的价格和***复杂度都比较高。
针对现有的飞行切割数字信号超采样输出技术,(参见说明书附图1)其是在两个CNC周期点之间存在一个打开激光的逻辑,但是该逻辑超过CNC与PLC的运行周期,因此无法周期性的写输出,只能由CNC对轨迹与当前速度进行预判断,获取打开激光的时移即开光点(如215微秒后打开激光),然后再将该时移在当前周期内发送给输出模块,但是这种方式需要现场可编程门阵列(FPGA)或进口超采样模块才能实现, 价格较高、实现复杂,而采用普通的输出模块无法保证开关光周期的同步。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种实现简单、成本低,同时能够保证CNC周期与输入输出模块周期进行同步的用于激光飞行切割控制的超采样输出方法。
为了解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:一种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法,包括以下步骤:
A、使用实时同步时钟技术的总线协议,通过EtherCAT开启DC(分布时钟)以及通过ProfiNET开启IRT(实时同步),保证CNC周期与输入输出模块周期进行同步;
B、确保时钟同步,总线从站获取到打开/关闭激光的时移;
C、由DC(分布时钟)或IRT(实时同步)触发单片机事件生成程序(EventGenerator),通过DC(分布时钟)或IRT(实时同步)保证时基同步发送给从站,进而由从站的事件检测器(Event Detector)触发同步中断进程(SYNC0IRQHandler),从CNC发送时移到单片机触发中断的延迟小于1微秒;
D、触发中断后,单片机进行判断,若正确获取到时移(TimeOffset)、频率(Frequency)、占空比(Duty)三个参数,则触发一个软件脉冲输出(PWM_0),该软件脉冲输出(PWM_0)以特定的频率(Frequency)和占空比(Duty)进行输出,并在每个匹配的上升沿触发软件脉冲输出的中断(PWM_INT),中断的时基为1微秒;
E、在软件脉冲输出的中断(PWM_INT)中进行计数,当计数大于给定时移(TimeOffset)后,关闭软件脉冲输出(PWM_0),并按给定的频率(Frequency)和占空比(Duty)触发硬件脉冲输出(PWM_1),最后将此脉冲输出通过光耦转换为工业24V输出到激光器。
进一步地,所述A中EtherCAT开启DC(分布时钟)以及ProfiNET开启IRT(实时同步)后,主站与从站间时钟误差小于1微秒。
进一步地,所述D中特定的频率(Frequency)为1MHz,特定的占空比(Duty)为50%。
进一步地,所述E中软件脉冲输出(PWM_0)的上升沿中断作为计时器,在计时器到达时触发硬件脉冲输出(PWM_1)。
与现有技术相比,本发明的有益之处在于:这种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法适用于使用实时同步时钟技术的总线协议,确保主站与从站间时钟误差小于1微秒,可以在两个总线周期内对激光信号做开关处理,精度可达1微秒,***结构简单,使用成本低,能够保证CNC周期与输入输出模块周期进行同步,满足飞行切割的要求。
附图说明
图1为现有激光飞行切割控制的超采样输出原理图;
图2和图3是本发明一种用于激光飞行切割控制的超采样输出技术原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。
图2和图3所示一种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法,适用于使用实时同步时钟技术的总线协议,其包括以下步骤:
A、使用实时同步时钟技术的总线协议,通过EtherCAT开启DC(分布时钟)以及通过ProfiNET开启IRT(实时同步),确保主站与从站间时钟误差小于1微秒,保证CNC周期与输入输出模块周期进行同步;所述EtherCAT为以太网控制自动化技术,所述ProfiNET为新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准;
B、确保时钟同步,总线从站获取到打开/关闭激光的时移;
C、由DC(分布时钟)或IRT(实时同步)触发单片机事件生成程序(EventGenerator),通过DC(分布时钟)或IRT(实时同步)保证时基同步发送给从站,进而由从站的事件检测器(Event Detector)触发同步中断进程(SYNC0IRQHandler),从CNC发送时移到单片机触发中断的延迟小于1微秒;
D、触发中断后,单片机进行判断,若正确获取到时移(TimeOffset)、频率(Frequency)、占空比(Duty)三个参数,则触发一个软件脉冲输出(PWM_0),该软件脉冲输出(PWM_0)以1MHz频率和50%占空比进行输出,并在每个匹配的上升沿触发软件脉冲输出的中断(PWM_INT),该中断的时基为1微秒;
E、在软件脉冲输出的中断(PWM_INT)中进行计数,当计数大于给定时移(TimeOffset)后,关闭软件脉冲输出(PWM_0),所述软件脉冲输出(PWM_0)的上升沿中断作为计时器,按给定的频率(Frequency)和占空比(Duty)在计时器到达时触发硬件脉冲输出(PWM_1),最后将此脉冲输出通过光耦转换为工业24V输出到激光器。
这种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法适用于使用实时同步时钟技术的总线协议,确保主站与从站间时钟误差小于1微秒,可以在两个总线周期内对激光信号做开关处理,精度可达1微秒,***结构简单,使用成本低,能够保证CNC周期与输入输出模块周期进行同步,满足飞行切割的要求。
需要强调的是:以上仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法,其特征是,包括以下步骤:
A、使用实时同步时钟技术的总线协议,通过EtherCAT开启DC(分布时钟)以及通过ProfiNET开启IRT(实时同步),保证CNC周期与输入输出模块周期进行同步;
B、确保时钟同步,总线从站获取到打开/关闭激光的时移;
C、由DC(分布时钟)或IRT(实时同步)触发单片机事件生成程序(Event Generator),通过DC(分布时钟)或IRT(实时同步)保证时基同步发送给从站,进而由从站的事件检测器(Event Detector)触发同步中断进程(SYNC0IRQHandler),从CNC发送时移到单片机触发中断的延迟小于1微秒;
D、触发中断后,单片机进行判断,若正确获取到时移(TimeOffset)、频率(Frequency)、占空比(Duty)三个参数,则触发一个软件脉冲输出(PWM_0),该软件脉冲输出(PWM_0)以特定的频率(Frequency)和占空比(Duty)进行输出,并在每个匹配的上升沿触发软件脉冲输出的中断(PWM_INT),中断的时基为1微秒;
E、在软件脉冲输出的中断(PWM_INT)中进行计数,当计数大于给定时移(TimeOffset)后,关闭软件脉冲输出(PWM_0),并按给定的频率(Frequency)和占空比(Duty)触发硬件脉冲输出(PWM_1),最后将此脉冲输出通过光耦转换为工业24V输出到激光器。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法,其特征是,所述A中EtherCAT开启DC(分布时钟)以及ProfiNET开启IRT(实时同步)后,主站与从站间时钟误差小于1微秒。
3.根据权利要求1所述的一种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法,其特征是,所述D中特定的频率(Frequency)为1MHz,特定的占空比(Duty)为50%。
4.根据权利要求1所述的一种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法,其特征是,所述E中软件脉冲输出(PWM_0)的上升沿中断作为计时器,在计时器到达时触发硬件脉冲输出(PWM_1)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011150418.2A CN112207462B (zh) | 2020-10-23 | 2020-10-23 | 一种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011150418.2A CN112207462B (zh) | 2020-10-23 | 2020-10-23 | 一种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112207462A CN112207462A (zh) | 2021-01-12 |
CN112207462B true CN112207462B (zh) | 2022-02-18 |
Family
ID=74055074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011150418.2A Active CN112207462B (zh) | 2020-10-23 | 2020-10-23 | 一种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112207462B (zh) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3405797B2 (ja) * | 1994-02-17 | 2003-05-12 | ファナック株式会社 | レーザ出力制御方式 |
JP2013046924A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-03-07 | Toshiba Mach Co Ltd | レーザダイシング方法 |
CN102570297B (zh) * | 2012-01-09 | 2013-09-25 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 基于单离子光频标的激光脉冲时序产生控制方法 |
CN109967894B (zh) * | 2019-03-14 | 2024-05-14 | 苏州德龙激光股份有限公司 | 四轴peg及激光时钟同步板卡 |
CN111633344B (zh) * | 2020-04-23 | 2022-05-17 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种飞行切割控制方法、控制器、装置和存储介质 |
-
2020
- 2020-10-23 CN CN202011150418.2A patent/CN112207462B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112207462A (zh) | 2021-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102130640B (zh) | 多轴同步伺服驱动***及其同步控制方法 | |
CN105024777B (zh) | 基于EtherCAT实时以太网的伺服驱动器同步方法 | |
CN106788852B (zh) | 一种EtherCAT电机驱动器与主站时钟的同步方法 | |
CN111525385B (zh) | 一种飞秒光纤激光器高精度脉冲pod控制方法及电路 | |
US7280565B2 (en) | Synchronous clocked communication system with decentralized input/output modules and method for linking decentralized input/output modules into such a system | |
EP2408110B1 (en) | Power layer generation of inverter gate drive signals | |
US7012980B2 (en) | Synchronous, clocked communication system with relative clock and method for configuring such a system | |
CN202094830U (zh) | 多轴同步伺服驱动*** | |
EP2169487B1 (en) | Industrial controller with coordination of network transmissions using global clock | |
CN110362010A (zh) | 一种模块化多轴激光振镜运动控制器 | |
CN105824275B (zh) | 一种控制从站伺服驱动器同步主站的方法 | |
CN105388849B (zh) | I/o控制*** | |
CN101907882A (zh) | 基于epa现场总线的多轴直流伺服电机控制***及方法 | |
CN112207462B (zh) | 一种用于激光飞行切割控制的超采样输出方法 | |
US20130013951A1 (en) | Method for Synchronizing an Operating Clock with a Time Clock of an Automation Network | |
CN103838183B (zh) | 一种数控***及其输出控制方法 | |
KR20170045940A (ko) | 다축 서보 제어 시스템 | |
CN103441711B (zh) | 一种实现平面运动的伺服或步进电机控制***及控制方法 | |
CN111800054B (zh) | 一种基于实时以太网的多点位置比较***及方法 | |
CN114047951A (zh) | 一种脉冲均匀控制算法 | |
CN114070445B (zh) | 一种分布式电源计时校准器及同步触发方法 | |
EP4169672A1 (en) | Multi-axis servo control system | |
CN108107777A (zh) | 一种脉冲发送方法及*** | |
EP0431180A1 (en) | Axis control system of numerical control apparatus | |
CN211403218U (zh) | 运动控制*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |