激光雕刻机控制系统讨论关键词:激光;雕刻;控制系统1 引言激光切割是把激光束的能量聚焦在材料上,对其进行烧熔和气化,从而实现切割加工的效果[1]
激光雕刻机是利用激光切割原理,是现代光电技术、机电一体化技术综合的先进加工技术,具有以下优点:(1)非接触式加工,对机架等刚度要求低;(2)加工速度快;(3)加工材料广泛,对很多金属材料和非金属都可以加工;(4)可以调整激光功率,产生不同的切割深度;(5)加工图案边缘光滑美观;(6)切割精度高
二维激光雕刻机是一种精密加工设备,要求实现 X、Y 轴的协同运动,能利用 CAD 图形文件自动编程转换为加序,自动加工出多变的图案或模板
采纳 PMAC 运动控制卡和工控机组成开放式控制系统,可以用较低成本实现上述要求[2]
2 激光雕刻机的控制系统硬件结构激光雕刻机主要由机架、传动系统、激光系统、控制系统等组成
传动系统中 X、Y 两个轴都采纳同步带传动,具有传动比精确、维护简便和传动效率高的优点
加工非金属材料,常用 CO2 气体激光器
二维激光雕刻机主要是在非金属材料上进行雕刻或切割,因此采纳了 AL30D 型 CO2 激光发生器
该激光器简单可靠
而且可以利用 0~5V 电压信号对功率进行连续调整
当电压为 5V 时,为最大功率
控制系统结构如图 1 所示,由上位机、TurboPmac2 控制卡、DTC-8B接口卡、X、Y、Z 三轴沟通伺服驱动器及沟通电机、限位开关、激光器和电源开关等其它数字量输入输出组成
上位机基于 win7 操作系统
下位机为 TurboPmac2 运动控制卡,具有 4 路模拟电压输出,最多可以控制四轴协同运动;具有 32 路 I/O 数字接口
在该控制系统中,三路模拟量输出±10V 电压信号到 X、Y、Z 轴,控制轴的伺服运动
其中 X、Y 轴可以协同运动,带动激光头按图形指定轨迹运动,以切割出需要的形状