專利名稱：一種pwm信號(hào)控制方法、系統(tǒng)及數(shù)控激光加工機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)控激光加工領(lǐng)域，尤其涉及一種PWM信號(hào)控制方法、系統(tǒng)及數(shù)控激光加工機(jī)床。
背景技術(shù)：
激光切割技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的板材切割以其切縫窄、熱影響區(qū)小、可控性高等諸多優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的推廣，通常，為了得到更好地切割效果，將激光器安裝在機(jī)床上，利用機(jī)床在不同軌跡采用不用頻率以及占空比的激光信號(hào)進(jìn)行切割，例如在穿孔時(shí)采用脈沖穿孔，在直線切割時(shí)采用連續(xù)的激光信號(hào)切割，而在切割轉(zhuǎn)角時(shí)，可根據(jù)所需轉(zhuǎn)角的弧度采用一定頻率及占空比的激光信號(hào)切割。目前，數(shù)控系統(tǒng)(Computerized Numerical Control, CNC)在改變機(jī)床運(yùn)行速度時(shí)，例如在遇到轉(zhuǎn)角切割時(shí)，CNC在改變機(jī)床運(yùn)行軌跡的同時(shí)向可編程邏輯控制(Programmable Logic ControlIe, PLC)單元發(fā)送機(jī)床運(yùn)行軌跡信號(hào)，PLC單元采集到機(jī)床運(yùn)行軌跡信號(hào)后，進(jìn)行必要邏輯處理，判斷機(jī)床速度發(fā)生變化后，向脈沖寬度調(diào)制(PulseWidth Modulation, PWM)單元輸出控制信號(hào)，根據(jù)采集到的速度改變PWM信號(hào)的輸出頻率和占空比，再把該P(yáng)WM信號(hào)輸出到PWM單元，以控制PWM單元改變輸出的PWM信號(hào)的頻率以及占空比，以最終控制激光器的脈沖適應(yīng)轉(zhuǎn)角軌跡的對(duì)應(yīng)切割方式。但是，由于PLC單元程序循環(huán)一次時(shí)間較長(zhǎng)，需要IOms左右，再控制PWM單元改變其輸出PWM信號(hào)的頻率以及占空比變化，導(dǎo)致PWM信號(hào)的變化自機(jī)床速度改變起產(chǎn)生至少20ms以上的延遲，而機(jī)床的運(yùn)行速度通常較快，每秒可致數(shù)十米，因此造成控制激光器脈沖的PWM波形輸出的變化速度滯后于機(jī)床的實(shí)際運(yùn)行速度，導(dǎo)致機(jī)床在運(yùn)行至轉(zhuǎn)角位置時(shí)激光信號(hào)的頻率及占空比不能及時(shí)變化，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的切割操作，嚴(yán)重影響了切割的精度和效果O

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種PWM信號(hào)控制方法，旨在解決目前由PLC單元控制PWM信號(hào)變化處理時(shí)間過長(zhǎng)，PWM信號(hào)變化速度滯后于機(jī)床運(yùn)行速度而導(dǎo)致切割不精確的問題。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種PWM信號(hào)控制方法，所述方法包括下述步驟:獲取機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息和PWM信號(hào)配置信息，所述機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息包括表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的標(biāo)志位和與機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度成比例變化的模擬量；根據(jù)所述標(biāo)志位判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；若機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則根據(jù)所述模擬量和所述PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào);若機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)，則根據(jù)所述PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種PWM信號(hào)控制系統(tǒng)，所述PWM信號(hào)控制系統(tǒng)包括:
獲取單元，用于獲取機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息和PWM信號(hào)配置信息，所述機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息包括表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的標(biāo)志位和與機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度成比例變化的模擬量；運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷單元，用于根據(jù)所述標(biāo)志位判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；第一信號(hào)生成單元，用于當(dāng)機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，根據(jù)所述模擬量和所述PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)；第二信號(hào)生成單元，用于當(dāng)機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，根據(jù)所述PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種采用上述PWM信號(hào)控制系統(tǒng)的數(shù)控激光加工機(jī)床。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過CNC系統(tǒng)直接向PWM信號(hào)控制系統(tǒng)輸出機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息，PWM信號(hào)控制系統(tǒng)在判斷后快速控制PWM信號(hào)隨機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度改變而變化，大大縮短了 PWM信號(hào)的延時(shí)，實(shí)現(xiàn)了 PWM信號(hào)的實(shí)時(shí)變化，避免由于PLC的循環(huán)運(yùn)行時(shí)間所造成的滯后，有效地改善了切割效果和切割精度。


圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的PWM信號(hào)控制方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的PWM信號(hào)控制方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的PWM信號(hào)控制方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例提供的PWM信號(hào)控制方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的PWM信號(hào)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的PWM信號(hào)控制系統(tǒng)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例通過CNC系統(tǒng)直接控制PWM單元進(jìn)行脈沖信號(hào)頻率及占空比的變化，大大縮短了脈沖信號(hào)的延時(shí)，使激光切割更為精確。圖1示出本發(fā)明第一實(shí)施例提供的PWM信號(hào)控制方法的實(shí)現(xiàn)流程，為了便于說明，僅不出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。作為本發(fā)明一實(shí)施例，該P(yáng)WM信號(hào)控制方法包括下述步驟:在步驟SlOl中，獲取機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息和PWM信號(hào)配置信息，該機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息包括表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的標(biāo)志位和與機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度成比例變化的模擬量；在本發(fā)明實(shí)施例中，標(biāo)志位代表機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在激光器執(zhí)行穿孔動(dòng)作時(shí)，機(jī)床不移動(dòng)，即速度為零，在激光器執(zhí)行切割動(dòng)作時(shí)，機(jī)床按照一定速度移動(dòng)，其模擬量與機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度成比例，并隨機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度變化而變化，PWM信號(hào)配置信息可以由CNC系統(tǒng)對(duì)PWM信號(hào)控制系統(tǒng)的IO接口進(jìn)行設(shè)置，優(yōu)選地，可以采用十六位IO接口，其中八位用于設(shè)置頻率，八位用于設(shè)置占空比，并且該IO接口與機(jī)床光耦隔離以保證信號(hào)之間不會(huì)互相干擾，該機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度變化模擬量的輸入范圍為0-10伏。
在步驟S102中，根據(jù)標(biāo)志位判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；作為本發(fā)明一實(shí)施例，可以通過判斷標(biāo)志位是否有效判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，例如可以設(shè)定當(dāng)標(biāo)志位有效時(shí)，表示機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，激光器執(zhí)行切割動(dòng)作，當(dāng)標(biāo)志位無效時(shí)，表示機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)，激光器執(zhí)行穿孔動(dòng)作。在步驟S103中，若機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度變化模擬量和PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)；在本發(fā)明實(shí)施例中，通過CNC的軸口輸出與機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度匹配的模擬量，并將該模擬量輸入到控制激光脈沖的PWM信號(hào)控制系統(tǒng)，PWM信號(hào)控制系統(tǒng)根據(jù)該模擬量的大小進(jìn)行計(jì)算，生成新的PWM信號(hào)控制激光器。在步驟S104中，若機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則根據(jù)PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)。在本發(fā)明實(shí)施例中，生成的PWM信號(hào)的頻率范圍為0-5000赫茲，占空比的范圍為0-100%，幅度為5伏或24伏，兩種輸出幅度通過跳線選擇，可滿足大部分激光器的需求。在本發(fā)明實(shí)施例中，使用該方法對(duì)激光器的激光輸出進(jìn)行調(diào)制，由于模擬量由CNC輸出，與機(jī)床的運(yùn)動(dòng)速度的變化同步，并且直接控制PWM信號(hào)控制系統(tǒng)進(jìn)行PWM信號(hào)頻率及占空比的變化，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)根據(jù)機(jī)床速度改變PWM輸出，以實(shí)時(shí)改變激光器輸出激光的頻率和占空比的目的，大大縮短了 PWM信號(hào)的延時(shí)，避免由于PLC的循環(huán)運(yùn)行時(shí)間所造成的滯后，有效地改善了切割效果和切割精度。圖2示出本發(fā)明第二實(shí)施例提供的PWM信號(hào)控制方法的實(shí)現(xiàn)流程，為了便于說明，僅不出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。在步驟S201中，獲取機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息和PWM信號(hào)配置信息，該機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息包括表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的標(biāo)志位和與機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度成比例變化模擬量；在步驟S202中，根據(jù)標(biāo)志位判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；若機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)，則執(zhí)行步驟S203，根據(jù)PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)。若機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則執(zhí)行步驟S204，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；作為本發(fā)明一實(shí)施例，PWM信號(hào)配置信息包括PWM信號(hào)頻率信息和PWM信號(hào)占空比信息。在本發(fā)明實(shí)施例中，在激光器執(zhí)行切割動(dòng)作，機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將與機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度成比例變化的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并將結(jié)果除以10伏，分別與PWM信號(hào)配置信息中的頻率信息和占空比信息相乘，結(jié)果作為新的PWM信號(hào)輸出。在步驟S205中，判斷PWM信號(hào)配置信息是否變化；若PWM信號(hào)配置信息變化，則執(zhí)行步驟S206，根據(jù)變化后的PWM信號(hào)配置信息和數(shù)字量生成PWM信號(hào)；在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)檢測(cè)到PWM信號(hào)配置信息變化后，將變化后的PWM信號(hào)配置信息覆蓋變化前的PWM信號(hào)配置信息，并根據(jù)更新后的PWM信號(hào)配置信息和機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度變化數(shù)字量生成PWM信號(hào)。若PWM信號(hào)配置信息不變，則執(zhí)行步驟S207，判斷數(shù)字量是否變化；在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)步驟S205的判斷為是時(shí)，執(zhí)行步驟S206后再執(zhí)行步驟S207，當(dāng)步驟S205的判斷為否時(shí)，直接執(zhí)行步驟S207。若數(shù)字量變化，則執(zhí)行步驟S208，根據(jù)PWM信號(hào)配置信息和變化后的數(shù)字量生成PWM信號(hào)。在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)檢測(cè)到數(shù)字量變化后，將變化后的數(shù)字量覆蓋變化前的數(shù)字量，并根據(jù)更新的數(shù)字量和PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)，以控制激光器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的切割動(dòng)作。在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)步驟S207判斷為是時(shí)，執(zhí)行步驟S208，并在執(zhí)行步驟S208后返回執(zhí)行步驟S202，當(dāng)步驟S207判斷為否時(shí)，直接返回執(zhí)行步驟S202以進(jìn)入循環(huán)檢測(cè)方式，不間斷地監(jiān)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度變化，實(shí)時(shí)對(duì)CNC系統(tǒng)輸出的機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息及PWM信號(hào)配置信息進(jìn)行檢測(cè)，并快速控制PWM信號(hào)相應(yīng)變化。圖3示出本發(fā)明第三實(shí)施例提供的PWM信號(hào)控制方法的實(shí)現(xiàn)流程，為了便于說明，僅不出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。在步驟S301中，獲取機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息和PWM信號(hào)配置信息，該機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息包括表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的標(biāo)志位和與機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度成比例變化的模擬量；作為本發(fā)明一實(shí)施例，PWM信號(hào)配置信息包括PWM信號(hào)頻率信息和PWM信號(hào)占空比信息。在步驟S302中，根據(jù)標(biāo)志位判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；若機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則執(zhí)行步驟S303，根據(jù)模擬量和PWM信號(hào)配置信息生成PWM
信號(hào);若機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)，則執(zhí)行步驟S304，根據(jù)PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)；在步驟S305中，判斷PWM信號(hào)配置信息是否變化；若PWM信號(hào)配置信息變化，則執(zhí)行步驟S306，根據(jù)變化后的PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)；若PWM信號(hào)配置信息不變，則返回執(zhí)行步驟S305，重新判斷。在本發(fā)明實(shí)施例中，在該P(yáng)WM信號(hào)控制系統(tǒng)上電時(shí)，PWM信號(hào)控制系統(tǒng)IO接口輸出低電平，激光器不會(huì)發(fā)射激光，當(dāng)IO接口輸入改變后，即CNC系統(tǒng)設(shè)置PWM信號(hào)頻率信息和PWM信號(hào)占空比信息后，馬上輸出PWM信號(hào)。作為本發(fā)明一實(shí)施例，該P(yáng)WM信號(hào)控制方法還可以在步驟S304和步驟S305之間增加根據(jù)標(biāo)志位判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的步驟，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)入循環(huán)檢測(cè)方式，具體實(shí)現(xiàn)流程參考圖4，該P(yáng)WM信號(hào)控制方法包括下述步驟:在步驟S401中，獲取機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息和PWM信號(hào)配置信息，該機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息包括表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的標(biāo)志位和與機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度成比例變化的模擬量；在步驟S402中，根據(jù)標(biāo)志位判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；若機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則執(zhí)行步驟S403，根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度變化模擬量和PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)；若機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)，則執(zhí)行步驟S404，根據(jù)PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)；在步驟S405中，根據(jù)標(biāo)志位判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；作為本發(fā)明一實(shí)施例，若步驟S402通過判斷標(biāo)志位是否有效判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則該步驟S405可以通過判斷標(biāo)志位是否無效判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)標(biāo)志位無效時(shí)，表示機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)，激光器執(zhí)行穿孔動(dòng)作，當(dāng)標(biāo)志位有效時(shí)，表示機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，激光器執(zhí)行切割動(dòng)作。
若機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則返回執(zhí)行步驟S402 ；若機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)，則執(zhí)行步驟S406，判斷PWM信號(hào)配置信息是否變化；若PWM信號(hào)配置信息變化，則執(zhí)行步驟S407，根據(jù)變化后的PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)；若PWM信號(hào)配置信息不變，則返回執(zhí)行步驟S405，重新判斷。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過增加步驟S405重新判斷機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度是否重新改變，并在機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度變化后返回執(zhí)行步驟S402，以進(jìn)入循環(huán)檢測(cè)方式，以便實(shí)時(shí)對(duì)CNC系統(tǒng)輸出的機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息及PWM信號(hào)配置信息進(jìn)行檢測(cè)，并快速控制PWM信號(hào)相應(yīng)變化。在本發(fā)明實(shí)施例中，CNC在改變機(jī)床速度時(shí)同時(shí)輸出機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息給PWM信號(hào)控制系統(tǒng)，PWM信號(hào)控制系統(tǒng)獲取到機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息后通過判斷機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度是否變化，并根據(jù)重新配置的PWM信號(hào)配置信息進(jìn)行相應(yīng)處理，生成新的PWM信號(hào)以控制激光器改變切割方式，該方法從機(jī)床速度改變到生成新的PWM信號(hào)不超過500微秒的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了 PWM信號(hào)實(shí)時(shí)根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度改變而變化，大大縮短了脈沖信號(hào)的延時(shí)，避免由于PLC的循環(huán)運(yùn)行時(shí)間所造成的滯后，有效改善了切割過程中，尤其是拐彎處的切割效果，使激光切割更為精確，并且通過IO接口控制改變PWM信號(hào)的頻率和占空比，以配合多種激光器的多種切割需求。圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的PWM信號(hào)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。作為本發(fā)明一實(shí)施例，該P(yáng)WM信號(hào)控制系統(tǒng)可用于任何類型的數(shù)控激光加工機(jī)床中，控制多種類型的激光器，如光纖激光器以及二氧化碳激光器等，該P(yáng)WM信號(hào)控制系統(tǒng)包括:獲取單元51，用于獲取機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息和PWM信號(hào)配置信息，機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息包括表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的標(biāo)志位和與機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度成比例變化的模擬量；運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷單元52，用于根據(jù)標(biāo)志位判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；第一信號(hào)生成單元53，用于當(dāng)機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，根據(jù)模擬量和PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)；在本發(fā)明實(shí)施例中，通過第一信號(hào)生成單元53的串行外設(shè)接口(serialperipheral interface, SPI)接收模擬量，同時(shí)該SPI還作為程序的下載接口，通過跳線進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入或程序下載接口的選擇。第二信號(hào)生成單元54，用于當(dāng)機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，根據(jù)PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)。以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)說明。圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的PWM信號(hào)控制系統(tǒng)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅不出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。第一信號(hào)生成單元53包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊531，用于當(dāng)機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)
子里；第一配置信息判斷模塊532，用于判斷PWM信號(hào)配置信息是否變化；第一信號(hào)生成模塊533，用于當(dāng)PWM信號(hào)配置信息變化時(shí)，根據(jù)變化后的PWM信號(hào)配置信息和數(shù)字量生成PWM信號(hào)；第一速度變化判斷模塊534，用于當(dāng)PWM信號(hào)配置信息不變時(shí)，判斷數(shù)字量是否變化，并當(dāng)數(shù)字量變化時(shí)，控制第一信號(hào)生成模塊533根據(jù)PWM信號(hào)配置信息和變化后的數(shù)字量生成PWM信號(hào)。第二信號(hào)生成單元54包括:第二信號(hào)生成模塊541，用于當(dāng)機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，根據(jù)PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)；第二配置信息判斷模塊542，用于判斷PWM信號(hào)配置信息是否變化，并當(dāng)PWM信號(hào)配置信息變化時(shí)，控制第二信號(hào)生成模塊541根據(jù)變化后的PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)。作為本發(fā)明一實(shí)施例，PWM信號(hào)配置信息包括PWM信號(hào)頻率信息和PWM信號(hào)占空比信息。作為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，該P(yáng)WM信號(hào)控制系統(tǒng)可以集成于八位處理器中，尤其是Atmel公司的ATmegal6型處理芯片，該ATmegal6型處理芯片具有16MIPS (MillionInstructions Per Second)處理速度，并且模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊531可以采用MAX187型芯片實(shí)現(xiàn)，該MAX187型芯片一次轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為26微秒，足夠保證在Ims的時(shí)間內(nèi)對(duì)輸入變化作出反應(yīng)。在本發(fā)明實(shí)施例中，CNC在改變機(jī)床速度時(shí)同時(shí)輸出機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息給PWM信號(hào)控制系統(tǒng)，該機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息輸出到PWM信號(hào)控制系統(tǒng)與CNC輸出速度到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的時(shí)間是同時(shí)發(fā)生的，傳輸速度也是一樣的，PWM信號(hào)控制系統(tǒng)獲取到機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息后通過判斷機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度是否變化，并根據(jù)重新配置的PWM信號(hào)配置信息進(jìn)行相應(yīng)處理，生成新的PWM信號(hào)以控制激光器改變切割方式，該方法從機(jī)床速度改變到生成新的PWM信號(hào)不超過500微秒的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了 PWM信號(hào)實(shí)時(shí)根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度改變而變化，大大縮短了脈沖信號(hào)的延時(shí)，避免由于PLC的循環(huán)運(yùn)行時(shí)間所造成的滯后，有效改善了切割過程中，尤其是拐彎處的切割效果，使激光切割更為精確，并且通過IO接口控制改變PWM信號(hào)的頻率和占空比，以配合多種激光器的多種切割需求。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種PWM信號(hào)控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟: 獲取機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息和PWM信號(hào)配置信息，所述機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息包括表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的標(biāo)志位和與機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度成比例變化的模擬量； 根據(jù)所述標(biāo)志位判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)； 若機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則根據(jù)所述模擬量和所述PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)； 若機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)，則根據(jù)所述PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述若機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則根據(jù)所述模擬量和所述PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)的步驟具體為: 若機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則將所述模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量； 判斷所述PWM信號(hào)配置信息是否變化； 若所述PWM信號(hào)配置信息變化，則根據(jù)變化后的PWM信號(hào)配置信息和所述數(shù)字量生成PWM信號(hào)； 若所述PWM信號(hào)配置信息不變，則判斷所述數(shù)字量是否變化； 若所述數(shù)字量變化，則根據(jù)所述PWM信號(hào)配置信息和變化后的數(shù)字量生成PWM信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述若機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)，則根據(jù)所述PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)的步驟具體為: 若機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度不變，則根據(jù)所述PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)； 判斷所述PWM信號(hào)配置信息是否變化； 若所述PWM信號(hào)配置信息變化，則根據(jù)變化后的PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1至3所述的方法，其特征在于，所述PWM信號(hào)配置信息包括PWM信號(hào)頻率信息和PWM信號(hào)占空比信息。
5.一種PWM信號(hào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述PWM信號(hào)控制系統(tǒng)包括: 獲取單元，用于獲取機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息和PWM信號(hào)配置信息，所述機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息包括表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的標(biāo)志位和與機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度成比例變化的模擬量； 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷單元，用于根據(jù)所述標(biāo)志位判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)； 第一信號(hào)生成單元，用于當(dāng)機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，根據(jù)所述模擬量和所述PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)； 第二信號(hào)生成單元，用于當(dāng)機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，根據(jù)所述PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第一信號(hào)生成單兀包括: 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于當(dāng)機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，將所述模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量； 第一配置信息判斷模塊，用于判斷所述PWM信號(hào)配置信息是否變化； 第一信號(hào)生成模塊，用于當(dāng)所述PWM信號(hào)配置信息變化時(shí)，根據(jù)變化后的PWM信號(hào)配置信息和所述數(shù)字量生成PWM信號(hào)； 第一速度變化判斷模塊，用于當(dāng)所述PWM信號(hào)配置信息不變時(shí)，判斷所述數(shù)字量是否變化，并當(dāng)所述數(shù)字量變化時(shí)，控制所述第一信號(hào)生成模塊根據(jù)所述PWM信號(hào)配置信息和變化后的數(shù)字量生成PWM信號(hào)。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二信號(hào)生成單元包括: 第二信號(hào)生成模塊，用于當(dāng)機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，根據(jù)所述PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào); 第二配置信息判斷模塊，用于判斷所述PWM信號(hào)配置信息是否變化，并當(dāng)所述PWM信號(hào)配置信息變化時(shí)，控制所述第二信號(hào)生成模塊根據(jù)變化后的PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)。
8.如權(quán)利要求5至7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PWM信號(hào)配置信息包括PWM信號(hào)頻率信息和PWM信號(hào)占空比信息。
9.如權(quán)利要求5至7至所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)集成于八位處理器中。
10.一種數(shù)控激光加工機(jī)床，其特征在于，所述數(shù)控激光加工機(jī)床的PWM信號(hào)控制系統(tǒng)為如權(quán)利要求5至9任 一項(xiàng)所述的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明適用于數(shù)控激光加工領(lǐng)域，提供了一種PWM信號(hào)控制方法、系統(tǒng)及數(shù)控激光加工機(jī)床，所述PWM信號(hào)控制方法包括下述步驟獲取機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息和PWM信號(hào)配置信息，所述機(jī)床運(yùn)動(dòng)信息包括表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的標(biāo)志位和與機(jī)床運(yùn)動(dòng)速度成比例變化的模擬量；根據(jù)所述標(biāo)志位判斷機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；若機(jī)床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則根據(jù)所述模擬量和所述PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)；若機(jī)床處于靜止?fàn)顟B(tài)，則根據(jù)所述PWM信號(hào)配置信息生成PWM信號(hào)。本發(fā)明通過CNC系統(tǒng)直接控制PWM信號(hào)控制系統(tǒng)進(jìn)行脈沖信號(hào)頻率及占空比變化，縮短了脈沖信號(hào)的延時(shí)，避免由PLC循環(huán)運(yùn)行時(shí)間所造成的滯后，有效地改善了切割效果和切割精度。
文檔編號(hào)B23K26/36GK103163828SQ20111042026
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者余錦望, 向水平, 甘杰家, 鄧超, 高云峰 申請(qǐng)人:深圳市大族激光科技股份有限公司