[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及激光切割领域，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。

背景技术

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，本发明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。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明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，本发明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。

本发明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。