基于双轴轨迹飞行切割系统技术方案

本发明专利技术涉及基于双轴轨迹飞行切割系统，包含六个用于接入轴光栅尺信号的光栅尺接口、六个差分转单极性及脉冲滤波电路、脉冲信号转换及滤波电路、FPGA和ETHERCAT驱动控制电路，每个光栅尺接口分别通过差分转单极性及脉冲滤波电路连接FPGA，FPGA连接ARM，ETHERCAT输入接口和ETHERCAT输出接口连接ETHERCAT驱动控制电路，ETHERCAT驱动控制电路连接ARM，以太网接口通过以太网驱动控制电路连接ARM，USB接口通过USB驱动控制电路连接ARM，FPGA通过脉冲信号转换及滤波电路连接脉冲信号接口。FPGA实时采集六个轴的光栅尺位置数据，实时动态控制激光信号的开关。

Flight cutting system based on two axis trajectory

【技术实现步骤摘要】
基于双轴轨迹飞行切割系统
本专利技术涉及一种基于双轴轨迹飞行切割系统。
技术介绍
目前，对于激光在执行多元素异形切割时，以往激光加工方式是一个元素加工完成后再执行下一个元素的加工，属于静态加工的方式，这样严重影响了加工效率。目前的控制系统，无法支持多元素连续加工模式，中途有停顿，且无高精度的动态激光信号开关功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种基于双轴轨迹飞行切割系统。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：基于双轴轨迹飞行切割系统，特点是：包含六个用于接入轴光栅尺信号的光栅尺接口、六个差分转单极性及脉冲滤波电路、脉冲信号转换及滤波电路、FPGA以及ETHERCAT驱动控制电路，每个光栅尺接口分别通过差分转单极性及脉冲滤波电路连接FPGA，FPGA连接ARM，ETHERCAT输入接口和ETHERCAT输出接口连接ETHERCAT驱动控制电路，ETHERCAT驱动控制电路连接ARM，以太网接口通过以太网驱动控制电路连接ARM，USB接口通过USB驱动控制电路连接ARM，FPGA通过脉冲信号转换及滤波电路连接脉冲信号接口。进一步地，上述的基于双轴轨迹飞行切割系统，其中，所述ETHERCAT驱动控制电路通过SPI总线与ARM交互通讯。进一步地，上述的基于双轴轨迹飞行切割系统，其中，所述以太网驱动控制电路通过SPI总线与ARM交互通讯。进一步地，上述的基于双轴轨迹飞行切割系统，其中，所述ARM与FPGA之间通过SPI总线进行数据交互通讯。进一步地，上述的基于双轴轨迹飞行切割系统，其中，所述ETHERCAT驱动控制电路是Microchip公司的LAN9252ETHERCAT驱动控制芯片。进一步地，上述的基于双轴轨迹飞行切割系统，其中，所述以太网驱动控制电路是型号为W5500的芯片。进一步地，上述的基于双轴轨迹飞行切割系统，其中，所述USB驱动控制电路是型号为CH340G驱动芯片。进一步地，上述的基于双轴轨迹飞行切割系统，其中，所述差分转单极性及脉冲滤波电路均是TI公司的AM26C32信号转换芯片。进一步地，上述的基于双轴轨迹飞行切割系统，其中，所述脉冲信号转换及滤波电路是TI公司LM358双运算放大器组成的滤波电路。进一步地，上述的基于双轴轨迹飞行切割系统，其中，所述FPGA是ALTERA公司CycloneIV系列EP4CE22F17C8N芯片；所述ARM是ST公司的STM32F407IGT6芯片。本专利技术与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：本专利技术基于双轴轨迹飞行切割系统，在多元素加工时，所有加工元素的激光开关光轴坐标系数据上传至系统的FPGA中，当进行多元素加工时，元素之间无需停顿，采用连续加工的方式，FPGA108可实时采集六个轴的光栅尺位置数据，并进行各个轴位置进行计算，根据写入的开关光轴坐标系列表，FPGA实时动态控制激光信号的开关。堪称是具有新颖性、创造性、实用性的好技术。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术具体实施方式了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1：本专利技术系统的架构示意图。图中各附图标记的含义见下表：具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，方位术语和次序术语等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。如图1所示，基于双轴轨迹飞行切割系统，包含六个用于接入轴光栅尺信号的光栅尺接口、六个差分转单极性及脉冲滤波电路、脉冲信号转换及滤波电路122、FPGA108以及ETHERCAT驱动控制电路103，光栅尺接口一109通过差分转单极性及脉冲滤波电路一110连接FPGA108，光栅尺接口二111通过差分转单极性及脉冲滤波电路二112连接FPGA108，光栅尺接口三113通过差分转单极性及脉冲滤波电路三114连接FPGA108，光栅尺接口四115通过差分转单极性及脉冲滤波电路四116连接FPGA108，光栅尺接口五117通过差分转单极性及脉冲滤波电路五118连接FPGA108，光栅尺接口六119通过差分转单极性及脉冲滤波电路六120连接FPGA108，FPGA108连接ARM100，ETHERCAT输入接口101和ETHERCAT输出接口102连接ETHERCAT驱动控制电路103，ETHERCAT驱动控制电路103连接ARM100，以太网接口104通过以太网驱动控制电路105连接ARM100，USB接口107通过USB驱动控制电路106连接ARM100，FPGA108通过脉冲信号转换及滤波电路122连接脉冲信号接口121。具体设计时，ETHERCAT驱动控制电路103是MircroChi公司的LAN9252ETHERCAT驱动控制芯片。以太网驱动控制电路105是型号为W5500的芯片。USB驱动控制电路106是型号为CH340G驱动芯片。差分转单极性及脉冲滤波电路一110、差分转单极性及脉冲滤波电路二112、差分转单极性及脉冲滤波电路三114、差分转单极性及脉冲滤波电路四116、差分转单极性及脉冲滤波电路五118和差分转单极性及脉冲滤波电路六120均是TI公司的AM26C32信号转换芯片。脉冲信号转换及滤波电路122是TI公司LM358双运算放大器组成的滤波电路。所述FPGA108是ALTERA公司CycloneIV系列EP4CE22F17C8N芯片；所述ARM100是ST公司的STM32F407IGT6芯片。ETHERCAT驱动控制电路103通过SPI总线和ARM100进行交互；可以与ACS、BECKOFF等EtherCat主站控制器链接，进行数据交互。以太网驱动控制电路105通过SPI总线和ARM100进行交互，可以链接工控机数据交互，可以通过DLL动态链接库对系统进行编本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于双轴轨迹飞行切割系统，其特征在于：包含六个用于接入轴光栅尺信号的光栅尺接口、六个差分转单极性及脉冲滤波电路、脉冲信号转换及滤波电路、FPGA以及ETHERCAT驱动控制电路，每个光栅尺接口分别通过差分转单极性及脉冲滤波电路连接FPGA，FPGA连接ARM，ETHERCAT输入接口和ETHERCAT输出接口连接ETHERCAT驱动控制电路，ETHERCAT驱动控制电路连接ARM，以太网接口通过以太网驱动控制电路连接ARM，USB接口通过USB驱动控制电路连接ARM，FPGA通过脉冲信号转换及滤波电路连接脉冲信号接口。/n

【技术特征摘要】
1.基于双轴轨迹飞行切割系统，其特征在于：包含六个用于接入轴光栅尺信号的光栅尺接口、六个差分转单极性及脉冲滤波电路、脉冲信号转换及滤波电路、FPGA以及ETHERCAT驱动控制电路，每个光栅尺接口分别通过差分转单极性及脉冲滤波电路连接FPGA，FPGA连接ARM，ETHERCAT输入接口和ETHERCAT输出接口连接ETHERCAT驱动控制电路，ETHERCAT驱动控制电路连接ARM，以太网接口通过以太网驱动控制电路连接ARM，USB接口通过USB驱动控制电路连接ARM，FPGA通过脉冲信号转换及滤波电路连接脉冲信号接口。


2.根据权利要求1所述的基于双轴轨迹飞行切割系统，其特征在于：所述ETHERCAT驱动控制电路通过SPI总线与ARM交互通讯。


3.根据权利要求1所述的基于双轴轨迹飞行切割系统，其特征在于：所述以太网驱动控制电路通过SPI总线与ARM交互通讯。


4.根据权利要求1所述的基于双轴轨迹飞行切割系统，其特征在于：所述ARM与FPGA之间通过SPI总线进行数据交互通讯。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵裕兴，顾卫荣，
申请(专利权)人：苏州德龙激光股份有限公司，江阴德力激光设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32