本实用新型属于激光控制技术领域具体涉及一种基于PMAC卡的激光功率跟随控制装置。
背景技术：
激光作为一种工具正在时时刻刻改变着我们的生活方方面面，光纤以及CO2激光切割在现代工业应用越来越广泛，对于金属以及非金属材料的加工，使得越来越多的厂家投入大量的人力物力研究各种不同材料的加工工艺。激光器的功率控制(也可以说是激光功率调制)，运动平台的加工速度，以及气路气压大小等等这些因素直接影响了切割工艺。
激光功率与平台速度对加工工艺有一定影响，特别是二维平面工作台做复杂曲线加工时，两轴插补运动时，圆弧或拐角速度会减小，但是此时激光功率不变化时，加工轨迹会产生很大的影响，加工圆弧或拐角会因为速度减小而功率堆积，从而产生热影响使切割面灼烧表面不够光滑。此时需要寻求一种可以控制激光功率的控制系统，并且激光功率可根据运动平台的速度变化而发生变化，从而解决在激光切割过程中因为速度的变化而产生的热影响。
技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供一种基于PMAC卡的激光功率跟随控制装置，能够，以克服背景技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种基于PMAC卡的激光功率跟随控制装置，包括计算机、激光器和接口模块，还包括分别与计算机和接口模块连接的PMAC运动控制卡，PMAC运动控制卡还连接激光器；
PMAC运动控制卡包括连接计算机的DSP处理器电路，和连接DSP处理器电路的门阵列硬件控制通道；接口模块包括连接门阵列硬件控制通道的轴控制端口和标志位信号端口；轴控制端口连接伺服驱动器，标志位信号端口连接光电开关。
较佳地，伺服驱动器包括X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器和Z轴伺服驱动器。
较佳地，轴控制端口连接伺服驱动器控制端和伺服驱动器编码器。
较佳地，光电开关包括X轴光电开关、Y轴光电开关和Z轴光电开关。
较佳地，X轴光电开关包括X轴原点光电开关、X轴正限位光电开关和X轴负限位光电开关，Y轴光电开关包括Y轴原点光电开关、Y轴正限位光电开关和Y轴负限位光电开关，Z轴光电开关包括Z轴原点光电开关、Z轴正限位光电开关和Z轴负限位光电开关。
较佳地，PMAC运动控制卡还包括连接DSP处理器电路的PWM信号电路，PWM信号电路通过激光功率控制端口连接激光器。
较佳地，接口模块还包括连接门阵列硬件控制通道的输入输出端口，输入输出端口连接数个功能电路。
较佳地，功能电路包括工作状态指示灯和继电器。
较佳地，继电器包括夹具控制继电器。
较佳地，继电器包括吹气控制继电器。
本实用新型的有益效果在于：加工轨迹与激光控制都由PMAC运动控制卡来完成，PMAC运动控制卡在执行运动轨迹的时候同时控制激光功率，其中还包括运动轴的标志位信号以及IO信号。本实用新型由于加入了PMAC运动控制卡，因此具有较强的轴控制能力和轨迹运算能力，可实现高精度，高响应速度的闭环控制。在开环控制系统脉冲方向控制位置模式控制方式中，无伺服驱动器编码器或者外部光栅反馈控制系统不能实时监测电机轴的位置信息，而本实用新型在模拟量控制速度模式下，PMAC运动控制卡根据伺服驱动器编码器或者外部光栅的反馈信号，可实时监测轴运动的位置和速度信息，进而可以达到根据位置和速度信息来控制伺服驱动器，从而精确控制电机运动轴的目的。而激光功率控制同样根据电机伺服驱动器编码器的反馈来获取电机轴的位置与速度信息，根据位置及速度的变化可实现激光功率跟随控制。由于PMAC运动控制卡还具备电机轴标志信号的输入控制功能，本实用新型还可接入电机轴外部光电信号作为电机轴的正负限位信号及原点信号以保证电机轴的安全运行。同时PMAC运动控制卡也支持多路IO口控制功能，本实用新型可实现基本的16输入和16输出信号控制，通过IO口控制，可实现外部机械部件的直接操作，来完成控制系统中的外部辅助功能。
附图说明
图1为本实用新型实施例的电路结构示意图。
图中：1-PMAC运动控制卡，1.1-DSP处理器电路，1.2-门阵列硬件控制通道，1.3-通讯接口，1.4-PWM信号电路，1.5-激光功率控制端口，2-接口模块，2.1-轴控制端口，2.2-标志位信号端口，2.3-输入输出端口，3-伺服驱动器，3.1-X轴伺服驱动器，3.2-Y轴伺服驱动器，3.3-Z轴伺服驱动器，4-计算机，5-激光器，6-光电开关，6.1-X轴光电开关，6.2-Y轴光电开关，6.3-Z轴光电开关，7-功能电路，7.1-吹气控制继电器，7.2-工作状态指示灯，7.3-夹具控制继电器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
一种基于PMAC卡的激光功率跟随控制装置，包括计算机4、激光器5和接口模块2，还包括分别与计算机4和接口模块2连接的PMAC运动控制卡1，PMAC运动控制卡1还连接激光器5；
PMAC运动控制卡1包括连接计算机4的DSP处理器电路1.1，和连接DSP处理器电路1.1的门阵列硬件控制通道1.2；接口模块2包括连接门阵列硬件控制通道1.2的轴控制端口2.1和标志位信号端口2.2；轴控制端口2.1连接伺服驱动器3，标志位信号端口2.2连接光电开关6。
伺服驱动器3包括X轴伺服驱动器3.1、Y轴伺服驱动器3.2和Z轴伺服驱动器3.3。
轴控制端口2.1连接伺服驱动器3控制端和伺服驱动器3编码器。
光电开关6包括X轴光电开关6.1、Y轴光电开关6.2和Z轴光电开关6.3。
X轴光电开关6.1包括X轴原点光电开关6、X轴正限位光电开关6和X轴负限位光电开关6，Y轴光电开关6.2包括Y轴原点光电开关6、Y轴正限位光电开关6和Y轴负限位光电开关6，Z轴光电开关6.3包括Z轴原点光电开关6、Z轴正限位光电开关6和Z轴负限位光电开关6。
PMAC运动控制卡1还包括连接DSP处理器电路1.1的PWM信号电路1.4，PWM信号电路1.4通过激光功率控制端口1.5连接激光器5。
接口模块2还包括连接门阵列硬件控制通道1.2的输入输出端口2.3，输入输出端口2.3连接数个功能电路7，功能电路7包括工作状态指示灯7.2、夹具控制继电器7.3和吹气控制继电器7.1。
本实施例的一种激光加工功率控制系统中PMAC运动控制卡1为多轴运动控制卡，本实施中用到三个电机轴(X轴、Y轴和Z轴)的控制；PMAC运动控制卡1与接口模块2之间做了光电隔离；接口模块2负责各个机械结构的硬件电路连接，包括各个电机轴、光电开关6和功能电路7。本实施例中的计算机4为主机，计算机4为工业计算机4，通讯接口1.3提供以太网接口，并且提供PMAC卡底层软件载体安装；PMAC运动控制卡1提供PWM信号电路1.4和激光功率表控制端口用于连接和控制激光器5。系统的所有程序操作通过主机计算机4控制PMAC运动控制卡1来执行，主机计算机4不单独控制各个伺服驱动器3、光电开关6以及激光器5等硬件
本实施例中，PMAC运动控制卡1与主机计算机4之间通过以太网连接实时进行数据交换，PMAC运动控制卡1控制伺服驱动器3电机轴完成加工轨迹的运行，同时PMAC运动控制卡1完成IO口的操作，控制外部机械机构执行辅助动作。PMAC运动控制卡1通过接口模块2控制伺服驱动器3，控制模式使用模拟量控制，驱动器编码器反馈给PMAC运动控制卡1，形成闭环控制，这样可实时检测轴的位置和速度变化，实现更精密的控制；同时，PMAC运动控制卡1根据驱动器编码器的反馈信息实时检测轴的速度来完成激光功率的实时控制。本实施例使用3个伺服轴伺服驱动器3的控制结构，可形成XYZ三维坐标系的控制，完成坐标系内加工轨迹的运行。PMAC运动控制卡1根据电机轴伺服驱动器3编码器的反馈，通过计算加工轨迹的速度变化来实时改变激光控制功率，实现激光功率跟随控制。
本实施例中，PMAC运动控制卡1的PWM信号电路1.4和激光功率控制端口1.5控制激光器5的激光功率，根据伺服驱动器3电机轴的运行轨迹和运行速度，改变激光输出的功率值，从而改善运动轴做插补运动或拐角处实时改变激光功率，改进激光切割效果。
本实施例中，PMAC运动控制卡1提供PWM功率控制模块，硬件配置输出为TTL电平(5V)，频率和占空比可调。频率可调范围：50Hz～50kHz，可适用于多种激光器5。
通过本实施例中控制系统可实现激光功控制，并且在加工过程中实现激光功率的实时控制，根据运动轨迹改变激光功率，传统操作模式中，基于PMAC运动控制卡1的控制系统只能控制运动平台的轨迹运动，而激光器5的功率一般直接在激光器5内部设置，激光器5的激光功率不能在加工过程中随加工速度的变化而变化。本实用新型提供了一种激光加工功率控制系统，激光切割功率可随运动平台的速度变化而实时变化，在运动平台高速运动拐角加减速的时候可明显改善切割工艺效果。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。本说明书中未作详细描述的部分属于本领域专业技术人员公知的现有技术。