用于调节激光切割头位置的自适应控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了用于调节激光切割头位置的自适应控制装置及其控制方法，自适应控制装置包括：传感器，用于测量激光切割头与切割面之间的当前距离，并产生与当前距离对应的电容信号；放大器，连接传感器，用于接收电容信号并产生电压信号；以及驱控一体机，连接放大器，用于接收电压信号，并根据电压信号获得激光切割头与切割面所在平面之间的当前距离，以及利用当前距离和预设距离产生一驱动信号；其中，驱控一体机根据驱动信号驱动伺服电机，伺服电机带动激光切割头靠近或远离切割面，通过测量电容值变化来闭环调节激光切割头与切割面所在平面之间的实时距离，直到当前距离和预设距离一致，从而避免信号干扰，加快速度和准确性。

An adaptive control device for adjusting the position of laser cutting head and its control method

【技术实现步骤摘要】
用于调节激光切割头位置的自适应控制装置及其控制方法
本专利技术涉及激光切割领域，具体地说，涉及用于调节激光切割头位置的自适应控制装置及其控制方法。
技术介绍
激光切割过程中，为了保证切割质量，需要确保加工过程中激光切割头距切割面的高度保持恒定，维持切割过程中激光焦点处于理想位置。目前，国外已经开发出带有自动聚焦系统的激光切割机头，但其价格不菲。针对国内激光切割行业对相关技术的迫切需求，以及国内装备在中低端产品市场的巨大优势，调高控制系统应运而生。调高控制系统就是用来控制激光切割过程中切割头距切割面高度保持恒定，进而确保激光切割焦点位置恒定。由于激光切割速度比较快，且激光焦点比较小，调高控制系统的品质直接决定了激光切割质量问题，所以一个高响应、高精度的调高器控制系统至关重要。有鉴于此，本专利技术提供了一种用于调节激光切割头位置的自适应控制装置及其控制方法。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供用于调节激光切割头位置的自适应控制装置及其控制方法，克服了现有技术的困难，本专利技术调高控制和伺服控制由驱控一体机处理，可以有效避免分立式调高控制器控制伺服驱动器时出现的信号干扰、信号丢失、响应速度慢等问题。本专利技术提供一种用于调节激光切割头位置的自适应控制装置，所述自适应控制装置包括：传感器，用于测量激光切割头与切割面之间的当前距离，并产生与所述当前距离对应的电容信号；放大器，连接所述传感器，用于接收所述电容信号，并根据所述电容信号产生电压信号；以及驱控一体机，连接所述放大器，用于接收所述电压信号，并根据所述电压信号获得所述激光切割头与所述切割面所在平面之间的当前距离，以及利用所述当前距离和预设距离产生一驱动信号；其中，所述驱控一体机根据所述驱动信号驱动伺服电机，所述伺服电机带动所述激光切割头靠近或远离所述切割面，通过测量所述激光切割头与所述切割面之间的电容值变化来闭环调节所述激光切割头与所述切割面所在平面之间的实时距离，直到所述当前距离和所述预设距离一致。优选地，所述驱控一体机包括一数字信号处理单元，用于根据所述电压信号和所述预设距离产生所述控制信号，所述驱控一体机根据所述控制信号产生所述驱动信号。优选地，所述数字信号处理单元还接收所述伺服电机的位置信号，产生所述控制信号，所述驱控一体机根据所述控制信号产生所述驱动信号。优选地，所述驱控一体机还包括一复杂可编程逻辑器件，用于接收所述伺服电机的位置信号并传送给所述数字信号处理单元。优选地，所述驱控一体机还集成有一驱动单元，所述驱动单元接收所述控制信号，并根据所述控制信号驱动所述伺服电机。优选地，所述数字信号处理单元和所述复杂可编程逻辑器件集成于一电路板上。优选地，所述传感器按预设的时间间隔测量所述当前距离，产生与所述当前距离对应的电容信号并传送给所述放大器。优选地，所述驱控一体机实时计算所述当前距离。优选地，当所述当前距离小于所述预设距离，则所述驱控一体机控制所述伺服电机带动所述激光切割头远离所述切割面。优选地，当所述当前距离大于所述预设距离，则所述驱控一体机控制所述伺服电机带动所述激光切割头靠近所述切割面。本专利技术还提供一种用于激光切割头的自适应控制方法，采用上述的激光切割头的自适应控制装置，包括以下步骤：所述传感器测量激光切割头与切割面之间的所述当前距离，并产生与所述当前距离对应的所述电容信号；放大器接收所述电容信号，并根据所述电容信号产生电压信号；所述驱控一体机接收所述电压信号，计算获得所述激光切割头在垂直于切割面方向与切割面之间的当前距离，并根据所述当前距离和预设距离产生控制信号，控制所述伺服电机带动所述激光切割头靠近或远离所述切割面，直到所述当前距离和所述预设距离一致。有鉴于此，本专利技术的用于调节激光切割头位置的自适应控制装置及其控制方法中调高控制和伺服控制由驱控一体机处理，可以有效避免分立式调高控制器控制伺服驱动器时出现的信号干扰、信号丢失、响应速度慢等问题。并且，能够实现单平台控制操作，可以同时配置调高控制相关参数与伺服驱动相关参数，更加方便快捷的实现系统配置与系统调机工作。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显。图1是本专利技术的用于调节激光切割头位置的自适应控制装置的模块连接示意图；图2是本专利技术的用于调节激光切割头位置的自适应控制装置的示意图；图3是本专利技术的用于调节激光切割头位置的自适应控制装置方法的流程图。附图标记1用于调节激光切割头位置的自适应控制装置11传感器12放大器13驱控一体机14伺服电机15激光切割头具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本专利技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。图1是本专利技术的用于调节激光切割头位置的自适应控制装置的模块连接示意图。图2是本专利技术的用于调节激光切割头位置的自适应控制装置的示意图。如图1和2所示，本专利技术提供一种用于调节激光切割头位置(Z轴调高)的自适应控制装置1，自适应控制装置包括：传感器11、放大器12、驱控一体机13以及伺服电机14，激光切割头15向切割面7发射激光6。其中，传感器11用于测量激光切割头15与切割面7之间的当前距离d，并产生与当前距离d对应的电容信号。放大器12连接传感器11，用于接收电容信号，并根据电容信号产生电压信号。传感器11按预设的时间间隔测量当前距离d，产生与当前距离d对应的电容信号并传送给放大器12，但不以此为限。驱控一体机13连接放大器12，用于接收电压信号，并根据电压信号获得激光切割头15与切割面7所在平面之间的当前距离d，以及利用当前距离d和预设距离产生一驱动信号。驱控一体机13实时计算当前距离d，但不以此为限。驱控一体机13根据驱动信号驱动伺服电机14，伺服电机14带动激光切割头15靠近或远离切割面7，通过测量激光切割头15与切割面7之间的电容值变化来闭环调节激光切割头15与切割面7所在平面之间的实时距离，直到当前距离d和预设距离一致。本实施例中，驱控一体机13包括一数字信号处理单元，用于根据电压信号和预设距离产生控制信号，驱控一体机13根据控制信号产生驱动信号，但不以此为限。若当前距离d小于预设距离，则驱控一体机13控制伺服电机14带动激光切割头15远离切割面7；若当前距离d大于预设距离，则驱控一体机13控制伺服电机14带动激光切割头15靠近切割面7，但不以此为限。本专利技术通过将调高控制与伺服驱动二合一的调高控制系统，有效避免信号干扰、信号滞后等问题并且使得调高控制器参数配置与伺服驱动器参数配置可以合并操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于调节激光切割头位置的自适应控制装置，其特征在于，所述自适应控制装置包括：/n传感器，用于测量激光切割头与切割面之间的当前距离，并产生与所述当前距离对应的电容信号；/n放大器，连接所述传感器，用于接收所述电容信号，并根据所述电容信号产生电压信号；以及/n驱控一体机，连接所述放大器，用于接收所述电压信号，并根据所述电压信号获得所述激光切割头与所述切割面所在平面之间的当前距离，以及利用所述当前距离和预设距离产生一驱动信号；/n其中，所述驱控一体机根据所述驱动信号驱动伺服电机，所述伺服电机带动所述激光切割头靠近或远离所述切割面，通过测量所述激光切割头与所述切割面之间的电容值变化来闭环调节所述激光切割头与所述切割面所在平面之间的实时距离，直到所述当前距离和所述预设距离一致。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于调节激光切割头位置的自适应控制装置，其特征在于，所述自适应控制装置包括：
传感器，用于测量激光切割头与切割面之间的当前距离，并产生与所述当前距离对应的电容信号；
放大器，连接所述传感器，用于接收所述电容信号，并根据所述电容信号产生电压信号；以及
驱控一体机，连接所述放大器，用于接收所述电压信号，并根据所述电压信号获得所述激光切割头与所述切割面所在平面之间的当前距离，以及利用所述当前距离和预设距离产生一驱动信号；
其中，所述驱控一体机根据所述驱动信号驱动伺服电机，所述伺服电机带动所述激光切割头靠近或远离所述切割面，通过测量所述激光切割头与所述切割面之间的电容值变化来闭环调节所述激光切割头与所述切割面所在平面之间的实时距离，直到所述当前距离和所述预设距离一致。


2.如权利要求1所述的自适应控制装置，其特征在于：所述驱控一体机包括一数字信号处理单元，用于根据所述电压信号和所述预设距离产生所述控制信号，所述驱控一体机根据所述控制信号产生所述驱动信号。


3.如权利要求2所述的自适应控制装置，其特征在于：所述数字信号处理单元还接收所述伺服电机的位置信号，产生所述控制信号，所述驱控一体机根据所述控制信号产生所述驱动信号。


4.如权利要求3所述的自适应控制装置，其特征在于：所述驱控一体机还包括一复杂可编程逻辑器件，用于接收所述伺服电机的位置信号并传送给所述数字信号处理单元。


5.如权利要求2-4中任一项所述的自适应控制装置，其特征在于：所述驱控一体机还集成有一驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王江涛，李文胜，张龙，许鹏飞，
申请(专利权)人：中达电子零组件吴江有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32