一种用于激光加工的测控仪器仪表

摘要

本发明公开了一种用于激光加工的测控仪器仪表，包括数控系统，数控系统包括控制中心、执行机构控制模块、激光设备控制模块、加工信息获取模块、加工反馈模块和修正模块；执行机构控制模块实现控制激光加工机头在X、Y、Z方向上的运动，激光设备控制模块通过激光振荡器实现不同的加工模式，加工信息获取模块获取激光加工路线并进行路线规划，加工反馈模块实现对加工路劲进行监控并将信息上传至控制中心，控制中心判断加工路径与设定路径之间的偏差，通过修正模块进行加工路径修正；本发明的用于激光加工的测控仪器仪表，实现对激光加工设备进行精准控制，确保加工精度。

说明书

技术领域

本发明属于激光打印领域，更具体的说涉及一种用于激光加工的测控仪器仪表。

背景技术

激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的。与传统加工技术相比，激光加工技术具有以下优点：激光功率密度大，工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化，即使熔点高、硬度大和质脆的材料(如陶瓷、金刚石等)也可用激光加工；激光头与工件不接触，不存在加工工具磨损问题；工件不受应力，不易污染；可以对运动的工件或密封在玻璃壳内的材料加工；激光束的发散角可小于1毫弧，光斑直径可小到微米量级，作用时间可以短到纳秒和皮秒，同时，大功率激光器的连续输出功率又可达千瓦至十千瓦量级，因而激光既适于精密微细加工，又适于大型材料加工；激光束容易控制，易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合，实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度；在恶劣环境或其他人难以接近的地方，可用机器人进行激光加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于激光加工的测控仪器仪表，实现对激光加工设备进行精准控制，确保加工精度。

本发明技术方案一种用于激光加工的测控仪器仪表，包括数控系统，所述数控系统包括控制中心、执行机构控制模块、激光设备控制模块、加工信息获取模块、加工反馈模块和修正模块；

所述执行机构控制模块实现控制激光加工机头在X、Y、Z方向上的运动，所述激光设备控制模块通过激光振荡器实现不同的加工模式，所述加工信息获取模块获取激光加工路线并进行路线规划，所述加工反馈模块实现对加工路劲进行监控并将信息上传至控制中心，控制中心判断加工路径与设定路径之间的偏差，通过修正模块进行加工路径修正。

优选地，所述执行机构控制模块包括X伺服控制部、Y伺服控制部和Z伺服控制部。

优选地，所述X伺服控制部包括有X伺服电机，所述Y伺服控制部包括有Y伺服电机，所述Z伺服控制部包括有Z伺服电机。

优选地，所述加工信息获取模块包括有图形读取模块、图形存储模块和图形生成模块，所述图形读取模块实现读取绘图软件中的图形或对图形进行扫描，获取原始路径；所述图形存储模块实现将所述图形读取模块获得的原始路径进行存储；所述图形生成模块对所述原始路径进行规划并生成加工路径，并将加工路径信息传递至控制中心。

优选地，所述加工反馈模块包括报警模块和监控模块，所述监控模块包括照相机，所述照相机拍摄已加工路径并将信息传递至控制中心，所述控制中心对已加工路径进行烧苗并分析，然后将已加工路径与加工路径进行对比，分析已加工路径与加工路径是否完全一致，若不一致则通过报警模块报警，报警后，操作人员可以选择是否进行自动修正，若进行自动修真则修正模块工作；

所述修正模块将已加工路径与加工路径进行对比和分析，并计算出需要修正的量，获得修正路径，通过执行机构控制模块控制激光加工机头工作。

本发明技术方案的一种用于激光加工的测控仪器仪表的有益效果是：通过完整的闭环控制，实现对加工路径和加工精度进行精准控制，实现实时监控加工过程，出现偏差时即报警，实现及时修正，降低次品率。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合具体实施方式对本发明技术方案做进一步的说明。

本发明技术方案一种用于激光加工的测控仪器仪表，包括数控系统，数控系统包括控制中心、执行机构控制模块、激光设备控制模块、加工信息获取模块、加工反馈模块和修正模块。

执行机构控制模块实现控制激光加工机头在X、Y、Z方向上的运动。执行机构控制模块包括X伺服控制部、Y伺服控制部和Z伺服控制部。X伺服控制部包括有X伺服电机，Y伺服控制部包括有Y伺服电机，Z伺服控制部包括有Z伺服电机。

一般地，在加工台面上设置位置零点，将待加工件，安装在加工台面上，选取待加工件一个顶点位置与位置零点重合并固定安装。用过加工信息获取模块获取加工路径，加工路径上的每一点位置均是相对与位置零点的坐标(X、Y、Z)，便于加工路径的确定和执行机构控制模块控制执行机构运动，即便于控制X伺服电机、Y伺服电机和Z伺服电机的运动。

激光设备控制模块通过激光振荡器实现不同的加工模式。激光振荡器主要包括工作物质(激光)、激励能源(光泵)和共振腔。激光设备控制模块控制不同波长的激光工作，以及控制激光工作的能量，确保激光加工正常进行。

加工信息获取模块获取激光加工路线并进行路线规划。加工信息获取模块包括有图形读取模块、图形存储模块和图形生成模块，图形读取模块实现读取绘图软件中的图形或对图形进行扫描，获取原始路径；图形存储模块实现将图形读取模块获得的原始路径进行存储；图形生成模块对原始路径进行规划并生成加工路径，并将加工路径信息传递至控制中心。

加工反馈模块实现对加工路劲进行监控并将信息上传至控制中心，控制中心判断加工路径与设定路径之间的偏差，通过修正模块进行加工路径修正。加工反馈模块包括报警模块和监控模块，监控模块包括照相机，照相机拍摄已加工路径并将信息传递至控制中心，控制中心对已加工路径进行烧苗并分析，然后将已加工路径与加工路径进行对比，分析已加工路径与加工路径是否完全一致，若不一致则通过报警模块报警，报警后，操作人员可以选择是否进行自动修正，若进行自动修真则修正模块工作。

修正模块将已加工路径与加工路径进行对比和分析，并计算出需要修正的量，获得修正路径，通过执行机构控制模块控制激光加工机头工作。

本发明技术方案在上面结合具体实施方式对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。