一种微米级激光和运动平台位置同步触发系统技术方案

本发明专利技术提供了一种微米级激光和运动平台位置同步触发系统，包括：前端处理单元、高速位置信号处理单元、激光同步单元以及激光器，前端处理单元用于前期数据滤波；高速位置信号处理单元用于对X和Y的位置信号进行合成获取路径的长度、利用路径长度与目标位置长度对比并输出位置触发信号、根据位置触发信号的倍频信号和激光器上一时段的激光输出脉冲时间输出激光触发信号。本发明专利技术系统采用直接接收运动平台的位置反馈信息的方式，保证在高速微米级激光加工过程中位置信息触发的准确性，通过获取激光器的时钟来判断激光器的输出周期，将运动平台的位置触发信号同步到激光器的输出周期，保证位置触发信号和激光输出的同步用以提高加工精度。加工精度。加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种微米级激光和运动平台位置同步触发系统


[0001]本专利技术涉及自动化技术和先进制造
，特别是涉及一种微米级激光和运动平台位置同步触发系统。

技术介绍

[0002]通用的控制系统在高速微米激光加工时存在2个方面的不足.第一控制系统的位置触发输出信号一般由控制系统的控制周期决定输出精度,常用的控制系统的控制周期为100us到4000us,由此位置触发输出信号存在一定误差,并且随着加工速度提升,误差愈加明显.第二控制系统的位置触发输出信号和对应的激光器的时钟频率不同,这样二者输出时就存在最糟糕的情况是理论和实际加工的位置相差一个激光器输出周期。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对上述问题，提供了一种微米级激光和运动平台位置同步触发系统，用于实现高速处理XY二维平台位置信号,然后按照实时的加工位置信息以及激光器的输出频率来控制激光加工的实际位置的同步触发控制系统。
[0004]本专利技术的技术方案为：一种微米级激光和运动平台位置同步触发系统，包括：前端处理单元、高速位置信号处理单元、激光同步单元以及激光器，其中，所述前端处理单元用于信号电缆传输的共模干扰，以及数字滤波；所述高速位置信号处理单元包括XY信号采集模块、XY信号合成路径模块以及位置对比和输出模块，所述XY信号合成路径模块用于对X和Y的位置信号进行合成获取路径的长度，所述位置对比和输出模块用于将所述路径长度的平方和目标位置长度的平方对比并输出位置触发信号；所述激光同步单元用于接收所述位置触发信号的倍频信号，并根据所述倍频信号和激光器上一时段的激光输出脉冲时间输出激光触发信号到所述激光器，所述激光器将激光输出频率返回至所述激光同步单元。
[0005]本专利技术的进一步技术方案是：所述前端处理单元包括对运动平台X位置信号的处理和对运动平台Y位置信号的处理。
[0006]本专利技术的进一步技术方案是：所述高速位置信号处理单元采用可编程逻辑控制器来实现所述XY信号采集模块、所述XY信号合成路径模块以及位置对比和输出模块的并行处理。
[0007]本专利技术的进一步技术方案是：所述可编程逻辑控制器的处理时钟采用100MHz，用于实现所述XY信号采集模块采集25MHz的X位置信号和Y位置信号。
[0008]本专利技术的进一步技术方案是：所述XY信号合成路径模块在100MHz的频率下对X位置信号和Y位置信号进行合成获取路径的长度，所述路径长度具体表达式为：路径长度=，所述X为运动平台在X方向运动长度，Y为运动平台在Y方向运动长度。
[0009]本专利技术的进一步技术方案是：所述位置对比和输出模块使用路径长度的平方和运动平台目标位置长度的平方对比，即直接使用和(目标位置长度*目标位置长度)
进行对比，当=(目标位置长度*目标位置长度)，输出位置触发信号。
[0010]本专利技术的进一步技术方案是：所述位置对比和输出模块在目标位置1/2处时，发出第1个位置触发信号，在到达目标位置时发出第2个位置触发信号。
[0011]本专利技术的进一步技术方案是：所述激光同步单元接收位置触发信号的倍频信号，利用第1个位置触发信号的时间预估达到目标位置的第2个信号的时间T，判断时间T离上一个激光输出脉冲的时间，若T大于1/2激光输出脉冲周期时间则正常输出激光触发信号，若小于1/2激光输出脉冲周期时间则将激光触发信号提前同步输出。
[0012]本专利技术提供了一种微米级激光和运动平台位置同步触发系统，可以在高速平台运动平台中高精度的位置触发以及和激光器同步输出的功能，其中位置信号处理单元合成XY路径并且比对的速度可以达到25MHz，因此可以实现运动平台在高速运动时，加工位置达到最小分辨率，相对于通用控制的100KHz以下的XY二维位置触发信号是极大的提升，其中激光同步单元获取加工使用激光器的激光输出的时钟，并且和位置触发信号的预估时间比对选择误差最小的时刻同步输出激光脉冲，本专利技术产生的有益效果具体有：本专利技术脱离运动控制系统的固有控制周期的约束，采用直接接收运动平台的位置反馈信息的方式，保证在高速微米级激光加工过程中位置信息触发的准确性，然后通过获取激光器的时钟来判断激光器的输出周期，并且将运动平台的位置触发信号同步到激光器的输出周期上，依次保证位置触发信号和激光输出的同步用以提高加工精度。
附图说明
[0013]图1是本专利技术实施例中微米级激光和运动平台位置同步触发系统结构示意图；图2是本专利技术实施例中不同步激光器输出频率的情况示意图；图3是本专利技术实施例中同步激光器同步输出的情况示意图。
实施方式
[0014]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅出示了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0015]在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
[0016]本专利技术实施例针对微米级激光和运动平台位置同步触发系统，实施例内容如下：参考图1，为微米级激光和运动平台位置同步触发系统结构示意图，包括：前端处理单元110、高速位置信号处理单元120、激光同步单元130以及激光器140，其中，所述前端处理单元110用于信号电缆传输的共模干扰，以及数字滤波；所述高速位置信号处理单元120包括XY信号采集模块1201、XY信号合成路径模块1202以及位置对比和输出模块1203，所述XY信号合成路径模块1202用于对X和Y的位置信号进行合成获取路径的长度，所述位置对比和输出模块1203用于将所述路径长度的平方和目标位置长度的平方对比并输出位置触
发信号；所述激光同步单元130用于接收所述位置触发信号的倍频信号，并根据所述倍频信号和激光器140上一时段的激光输出脉冲时间输出激光触发信号到所述激光器140，所述激光器140将激光输出频率返回至所述激光同步单元130。
[0017]优选实施例中，所述前端处理单元110包括对运动平台X位置信号的处理和对运动平台Y位置信号的处理。
[0018]优选实施例中，所述高速位置信号处理单元120采用可编程逻辑控制器来实现所述XY信号采集模块1201、所述XY信号合成路径模块1202以及位置对比和输出模块1203的并行处理。
[0019]优选实施例中，所述可编程逻辑控制器的处理时钟采用100MHz，用于实现所述XY信号采集模块1201采集25MHz的X位置信号和Y位置信号。
[0020]优选实施例中，所述XY信号合成路径模块1202在100MHz的频率下对X位置信号和Y位置信号进行合成获取路径的长度，所述路径长度具体表达式为：路径长度=，所述X为运动平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微米级激光和运动平台位置同步触发系统，其特征在于，包括：前端处理单元、高速位置信号处理单元、激光同步单元以及激光器，其中，所述前端处理单元用于信号电缆传输的共模干扰以及数字滤波；所述高速位置信号处理单元包括XY信号采集模块、XY信号合成路径模块以及位置对比和输出模块，所述XY信号合成路径模块用于对X位置信号和Y位置信号进行合成获取路径的长度，所述位置对比和输出模块用于将所述路径长度的平方和目标位置长度的平方对比并输出位置触发信号；所述激光同步单元用于接收所述位置触发信号的倍频信号，并根据所述倍频信号和激光器上一时段的激光输出脉冲时间输出激光触发信号到所述激光器，所述激光器将激光输出频率返回至所述激光同步单元。2.根据权利要求1所述的一种微米级激光和运动平台位置同步触发系统，其特征在于，所述前端处理单元包括对运动平台X位置信号的处理和对运动平台Y位置信号的处理。3.根据权利要求1所述的一种微米级激光和运动平台位置同步触发系统，其特征在于，所述高速位置信号处理单元采用可编程逻辑控制器来实现所述XY信号采集模块、所述XY信号合成路径模块以及位置对比和输出模块的并行处理。4.根据权利要求3所述的一种微米级激光和运动平台位置同步触发系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器的处理时钟采用100MHz，用于实现所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立，杨贤卓，周建红，
申请(专利权)人：深圳市圭华智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：