一种激光器数字通讯控制方法与流程

1.本发明涉及激光加工技术领域，具体而言，涉及一种激光器数字通讯控制方法。


背景技术：

2.在激光打标控制系统行业，由于现有激光器种类繁多，各类型激光器接口不一，目前为止还没有一种统一的激光器数字通讯接口，使打标控制卡的激光器接口能够兼容所有类型激光器，因此，需要一种激光器数字通讯控制接口标准，使打标控制卡兼容所有类型的激光器，现有的激光器通讯控制方法有两种：首先采用并行控制方式，使用电平信号或者模拟信号进行通讯，通过信号的变化来实现激光器的控制或者激光器状态的获取，其次采用串行控制方式，使用rs233或工业以太网根据通讯协议进行通讯，通过发送或接收指令的方式进行激光器的控制和激光器状态的获取；
3.现有的现有的激光器通讯控制方法在使用的过程中存储在一些不足之处：并行控制的方式，硬件接口数量有限，实现激光器不同的逻辑功能需要复杂的控制信号组合和控制时序切换，且激光器的信息交互无法全部用并行控制的方式实现，改方式控制难度大，且控制信号容易受干扰，容易出错，串行控制方式，需要通过发送或接受命令的方式实现通讯，通讯的时间较长，实时性差，无法满足高实时性、高精度的控制逻辑，因此我们对此做出改进，提出一种激光器数字通讯控制方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：针对目前存在的背景技术提出的问题，为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种激光器数字通讯控制方法，包括激光器硬件信号控制接口、激光器数字通讯协议，所述激光器硬件信号控制接口包括并行控制信号和串行控制信号两部分，所述激光器数字通讯协议通过串行命令将激光器的激光参数设置传输至打标控制卡，对激光参数设置进行解译并输出对应的激光器参数。
5.作为本技术优选的技术方案，所述并行控制信号包括激光器的开关控制信号、频率控制信号、红光控制信号、使能控制信号和状态反馈信号，所述串行控制信号为pin2、pin3、pin14、pin16、pin22引脚，通过串行通信进行激光扩展卡控制和监测，所述串行通信三种状态为被激活、停用和使用。
6.作为本技术优选的技术方案，所述激光器开关控信号为pin19激光调制 em控制输出，高电平有效，高电平时发射光功率，低电平时激光停止发射，所述的激光器频率控制信号为pin20重复频率同步输出信号，实际发射的激光脉冲与外部触发信号的上升沿同步，所述的激光器红光控制信号为pin22红光指示信号用于控制红光的开和关。
7.作为本技术优选的技术方案，所述的激光器使能控制信号为pin18激光使能ee信号，开启外部emission enable激光使能后，激光器会进入no状态，所述的激光器状态反馈信号为pin11、pin12、pin16、pin21引脚，激光器的状态通过上述引脚上的输出信号的状态来读取，激光有三种状态为正常工作、激光未准备好、警报激活。
8.作为本技术优选的技术方案，所述激光器数字通讯协议使用串行输出 (pin2)从控制系统向激光器发送命令，并使用串行输入(pin16)接收激光器的回复，将时钟信号发送到pin3以使用dlip串行通信，下面描述的所有命令都应以二进制代码发送。
9.作为本技术优选的技术方案，所述串行命令包括，获取控制卡标识命令，用于读取控制卡标识，判断控制卡是否有效，获取控制卡版本号命令，用于读取控制卡版本号，获取控制卡状态命令，用于读取控制卡状态，复位控制卡命令，用于复位控制卡状态。
10.作为本技术优选的技术方案，所述串行命令还包括：设置首脉冲抑制值命令，用于设置首脉冲抑制值，设定脉冲宽度命令，用于设定脉冲宽度，获取脉冲宽度命令，用于获取脉冲宽度。
11.作为本技术优选的技术方案，所述串行命令还包括：设定激光器波形选择命令，用于设定激光器波形选择信号，获取激光器波形选择命令，用于获取激光器波形选择，设定激光器连续模式命令，用于设定激光器连续模式，获取激光器连续设置命令，用于获取激光器连续设置，设置激光器红光输出命令，用于设置激光器红光输出，复位激光器命令，用于复位激光器，设置激光器远程启动命令，用于设置激光器远程启动，设置激光器开启或者关闭命令，用于设置激光器开启或者关闭。
12.作为本技术优选的技术方案，所述串行命令还包括：设定模拟量输出命令，用于设定模拟量输出，设定激光器模拟输出的波形缓存区使能命令，用于设定激光器模拟输出的波形缓存区使能，设置激光器模拟输出的波形缓存区大小命令，用于设置激光器模拟输出的波形缓存区大小，设置激光器模拟输出的波形缓存区的指定段的周期命令，用于设置激光器模拟输出的波形缓存区的指定段的周期，设置激光器模拟输出的波形缓存区当前段的目标值和增量命令，用于设置激光器模拟输出的波形缓存区当前段的目标值和增量，设定激光器simmer值命令，用于设定激光器simmer值，获取当前simer值命令，用于获取当前simer值，设置模拟首脉冲抑制电压值命令，用于设置模拟首脉冲抑制电压值，设置模拟首脉冲抑制时间及抑制间隔时间命令，用于设置模拟首脉冲抑制时间及抑制间隔时间。
13.作为本技术优选的技术方案，所述串行命令还包括：设定转镜速度命令，用于设定转镜速度，设置转镜启动和关闭命令，用于设置转镜启动和关闭，清除转镜驱动器错误状态命令，用于清除转镜驱动器错误状态，获取转镜状态命令，用于获取转镜状态，获取激光器返回信号命令，用于获取激光器返回信号，获取激光器温度返回量命令，用于获取激光器温度返回量，获取激光器泵电流命令，用于获取激光器泵电流，获取激光器反射功率命令，用于获取激光器反射功率，获取准连续激光器平均功率命令，用于获取准连续激光器平均功率。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果：
15.在本技术的方案中：
16.1.本发明兼容性强采用通用的数字通讯协议控制不同类型的激光器，大大提高了激光器控制的适配性，降低了控制的成本。
17.2.本发明效率高，采用并行控制和串行控制结合的方式，可以做到对激光器参数实时控制，控制效率高。
18.3.本发明稳定性高采用10mhz的高频信号串行通讯，协议命令采用闭环设计，抗干扰性强，通讯稳定性高。
19.4.通过采用串行控制和并行控制结合的方式控制激光器，有效的解决了激光器控制接口不一致的问题，大大减少了控制的难度，可扩展性强，控制成本低，可为激光器控制提供通用的控制方案。
附图说明：
20.图1为本技术提供的通讯结构图。
21.图2为本技术提供通讯结构图。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一种具体实施方式，不限于全部的实施例。
23.因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.如图1-图2，一种激光器数字通讯控制方法，包括激光器硬件信号控制接口、激光器数字通讯协议，其特征在于，激光器硬件信号控制接口包括并行控制信号和串行控制信号两部分，激光器数字通讯协议通过串行命令将激光器的激光参数设置传输至打标控制卡，对激光参数设置进行解译并输出对应的激光器参数，并行控制信号包括激光器的开关控制信号、频率控制信号、红光控制信号、使能控制信号和状态反馈信号，串行控制信号为pin2、pin3、pin14、pin16、pin22引脚，通过串行通信进行激光扩展卡控制和监测，串行通信三种状态为被激活、停用和使用。
25.作为优选的实施方式在上述方式的基础上进一步的，激光器开关控信号为pin19激光调制em控制输出，高电平有效，高电平时发射光功率，低电平时激光停止发射，的激光器频率控制信号为pin20重复频率同步输出信号，实际发射的激光脉冲与外部触发信号的上升沿同步，的激光器红光控制信号为pin22红光指示信号用于控制红光的开和关，的激光器使能控制信号为 pin18激光使能ee信号，开启外部emission enable激光使能后，激光器会进入no状态，的激光器状态反馈信号为pin11、pin12、pin16、pin21引脚，激光器的状态通过上述引脚上的输出信号的状态来读取，激光有三种状态为正常工作、激光未准备好、警报激活。
26.作为优选的实施方式在上述方式的基础上进一步的，激光器数字通讯协议使用串行输出(pin2)从控制系统向激光器发送命令，并使用串行输入 (pin16)接收激光器的回复，将时钟信号发送到pin3以使用dlip串行通信，下面描述的所有命令都应以二进制代码发送，串行命令包括，获取控制卡标识命令，用于读取控制卡标识，判断控制卡是否有效，获取控制卡版本号命令，用于读取控制卡版本号，获取控制卡状态命令，用于读取控制卡状态，复位控制卡命令，用于复位控制卡状态。
27.作为优选的实施方式在上述方式的基础上进一步的，串行命令还包括：设置首脉冲抑制值命令，用于设置首脉冲抑制值，设定脉冲宽度命令，用于设定脉冲宽度，获取脉冲宽度命令，用于获取脉冲宽度，串行命令还包括：设定激光器波形选择命令，用于设定激光
器波形选择信号，获取激光器波形选择命令，用于获取激光器波形选择，设定激光器连续模式命令，用于设定激光器连续模式，获取激光器连续设置命令，用于获取激光器连续设置，设置激光器红光输出命令，用于设置激光器红光输出，复位激光器命令，用于复位激光器，设置激光器远程启动命令，用于设置激光器远程启动，设置激光器开启或者关闭命令，用于设置激光器开启或者关闭。
28.作为优选的实施方式在上述方式的基础上进一步的，串行命令还包括：设定模拟量输出命令，用于设定模拟量输出，设定激光器模拟输出的波形缓存区使能命令，用于设定激光器模拟输出的波形缓存区使能，设置激光器模拟输出的波形缓存区大小命令，用于设置激光器模拟输出的波形缓存区大小，设置激光器模拟输出的波形缓存区的指定段的周期命令，用于设置激光器模拟输出的波形缓存区的指定段的周期，设置激光器模拟输出的波形缓存区当前段的目标值和增量命令，用于设置激光器模拟输出的波形缓存区当前段的目标值和增量，设定激光器simmer值命令，用于设定激光器simmer值，获取当前simer值命令，用于获取当前simer值，设置模拟首脉冲抑制电压值命令，用于设置模拟首脉冲抑制电压值，设置模拟首脉冲抑制时间及抑制间隔时间命令，用于设置模拟首脉冲抑制时间及抑制间隔时间。
29.作为优选的实施方式在上述方式的基础上进一步的，串行命令还包括：设定转镜速度命令，用于设定转镜速度，设置转镜启动和关闭命令，用于设置转镜启动和关闭，清除转镜驱动器错误状态命令，用于清除转镜驱动器错误状态，获取转镜状态命令，用于获取转镜状态，获取激光器返回信号命令，用于获取激光器返回信号，获取激光器温度返回量命令，用于获取激光器温度返回量，获取激光器泵电流命令，用于获取激光器泵电流，获取激光器反射功率命令，用于获取激光器反射功率，获取准连续激光器平均功率命令，用于获取准连续激光器平均功率。
30.工作原理：激光器数字通讯协议通过串行命令将激光器的激光参数设置传输至打标控制卡，对激光参数设置进行解译并输出对应的激光器参数，并行控制信号包括激光器的开关控制信号、频率控制信号、红光控制信号、使能控制信号和状态反馈信号，串行控制信号为pin2、pin3、pin14、pin16、pin22 引脚，通过串行通信进行激光扩展卡控制和监测，串行通信三种状态为被激活、停用和使用，激光器开关控信号为pin19激光调制em控制输出，高电平有效，高电平时发射光功率，低电平时激光停止发射，的激光器频率控制信号为pin20重复频率同步输出信号，实际发射的激光脉冲与外部触发信号的上升沿同步，的激光器红光控制信号为pin22红光指示信号用于控制红光的开和关，的激光器使能控制信号为pin18激光使能ee信号，开启外部emissionenable激光使能后，激光器会进入no状态，的激光器状态反馈信号为pin11、 pin12、pin16、pin21引脚，激光器的状态通过上述引脚上的输出信号的状态来读取，激光有三种状态为正常工作、激光未准备好、警报激活，激光器数字通讯协议使用串行输出(pin2)从控制系统向激光器发送命令，并使用串行输入(pin16)接收激光器的回复，将时钟信号发送到pin3以使用dlip串行通信，下面描述的所有命令都应以二进制代码发送，串行命令包括，获取控制卡标识命令，用于读取控制卡标识，判断控制卡是否有效，获取控制卡版本号命令，用于读取控制卡版本号，获取控制卡状态命令，用于读取控制卡状态，复位控制卡命令，用于复位控制卡状态，串行命令包括设置首脉冲抑制值命令，用于设置首脉冲抑制值，设定脉冲宽度命令，用于设定脉冲宽度，获取脉冲宽度命令，
用于获取脉冲宽度，串行命令还包括：设定激光器波形选择命令，用于设定激光器波形选择信号，获取激光器波形选择命令，用于获取激光器波形选择，设定激光器连续模式命令，用于设定激光器连续模式，获取激光器连续设置命令，用于获取激光器连续设置，设置激光器红光输出命令，用于设置激光器红光输出，复位激光器命令，用于复位激光器，设置激光器远程启动命令，用于设置激光器远程启动，设置激光器开启或者关闭命令，用于设置激光器开启或者关闭，串行命令还包括：设定模拟量输出命令，用于设定模拟量输出，设定激光器模拟输出的波形缓存区使能命令，用于设定激光器模拟输出的波形缓存区使能，设置激光器模拟输出的波形缓存区大小命令，用于设置激光器模拟输出的波形缓存区大小，设置激光器模拟输出的波形缓存区的指定段的周期命令，用于设置激光器模拟输出的波形缓存区的指定段的周期，设置激光器模拟输出的波形缓存区当前段的目标值和增量命令，用于设置激光器模拟输出的波形缓存区当前段的目标值和增量，设定激光器simmer值命令，用于设定激光器simmer值，获取当前simer值命令，用于获取当前simer值，设置模拟首脉冲抑制电压值命令，用于设置模拟首脉冲抑制电压值，设置模拟首脉冲抑制时间及抑制间隔时间命令，用于设置模拟首脉冲抑制时间及抑制间隔时间，串行命令还包括：设定转镜速度命令，用于设定转镜速度，设置转镜启动和关闭命令，用于设置转镜启动和关闭，清除转镜驱动器错误状态命令，用于清除转镜驱动器错误状态，获取转镜状态命令，用于获取转镜状态，获取激光器返回信号命令，用于获取激光器返回信号，获取激光器温度返回量命令，用于获取激光器温度返回量，获取激光器泵电流命令，用于获取激光器泵电流，获取激光器反射功率命令，用于获取激光器反射功率，获取准连续激光器平均功率命令，用于获取准连续激光器平均功率。
31.以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种激光器数字通讯控制方法，包括激光器硬件信号控制接口、激光器数字通讯协议，其特征在于，所述激光器硬件信号控制接口包括并行控制信号和串行控制信号两部分，所述激光器数字通讯协议通过串行命令将激光器的激光参数设置传输至打标控制卡，对激光参数设置进行解译并输出对应的激光器参数。2.根据权利要求1所述的一种激光器数字通讯控制方法，其特征在于，所述并行控制信号包括激光器的开关控制信号、频率控制信号、红光控制信号、使能控制信号和状态反馈信号，所述串行控制信号为pin2、pin3、pin14、pin16、pin22引脚，通过串行通信进行激光扩展卡控制和监测，所述串行通信三种状态为被激活、停用和使用。3.根据权利要求2所述的一种激光器数字通讯控制方法，其特征在于，所述激光器开关控信号为pin19激光调制em控制输出，高电平有效，高电平时发射光功率，低电平时激光停止发射，所述的激光器频率控制信号为pin20重复频率同步输出信号，实际发射的激光脉冲与外部触发信号的上升沿同步，所述的激光器红光控制信号为pin22红光指示信号用于控制红光的开和关。4.根据权利要求2所述的一种激光器数字通讯控制方法，其特征在于，所述的激光器使能控制信号为pin18激光使能ee信号，开启外部emission enable激光使能后，激光器会进入no状态，所述的激光器状态反馈信号为pin11、pin12、pin16、pin21引脚，激光器的状态通过上述引脚上的输出信号的状态来读取，激光有三种状态为正常工作、激光未准备好、警报激活。5.根据权利要求1所述的一种激光器数字通讯控制方法，其特征在于，所述激光器数字通讯协议使用串行输出(pin2)从控制系统向激光器发送命令，并使用串行输入(pin16)接收激光器的回复，将时钟信号发送到pin3以使用dlip串行通信，下面描述的所有命令都应以二进制代码发送。6.根据权利要求1所述的一种激光器数字通讯控制方法，其特征在于，所述串行命令包括，获取控制卡标识命令，用于读取控制卡标识，判断控制卡是否有效，获取控制卡版本号命令，用于读取控制卡版本号，获取控制卡状态命令，用于读取控制卡状态，复位控制卡命令，用于复位控制卡状态。7.根据权利要求1所述的一种激光器数字通讯控制方法，其特征在于，所述串行命令还包括：设置首脉冲抑制值命令，用于设置首脉冲抑制值，设定脉冲宽度命令，用于设定脉冲宽度，获取脉冲宽度命令，用于获取脉冲宽度。8.根据权利要求1所述的一种激光器数字通讯控制方法，其特征在于，所述串行命令还包括：设定激光器波形选择命令，用于设定激光器波形选择信号，获取激光器波形选择命令，用于获取激光器波形选择，设定激光器连续模式命令，用于设定激光器连续模式，获取激光器连续设置命令，用于获取激光器连续设置，设置激光器红光输出命令，用于设置激光器红光输出，复位激光器命令，用于复位激光器，设置激光器远程启动命令，用于设置激光器远程启动，设置激光器开启或者关闭命令，用于设置激光器开启或者关闭。9.根据权利要求1所述的一种激光器数字通讯控制方法，其特征在于，所述串行命令还包括：设定模拟量输出命令，用于设定模拟量输出，设定激光器模拟输出的波形缓存区使能命令，用于设定激光器模拟输出的波形缓存区使能，设置激光器模拟输出的波形缓存区大小命令，用于设置激光器模拟输出的波形缓存区大小，设置激光器模拟输出的波形缓存区
的指定段的周期命令，用于设置激光器模拟输出的波形缓存区的指定段的周期，设置激光器模拟输出的波形缓存区当前段的目标值和增量命令，用于设置激光器模拟输出的波形缓存区当前段的目标值和增量，设定激光器simmer值命令，用于设定激光器simmer值，获取当前simer值命令，用于获取当前simer值，设置模拟首脉冲抑制电压值命令，用于设置模拟首脉冲抑制电压值，设置模拟首脉冲抑制时间及抑制间隔时间命令，用于设置模拟首脉冲抑制时间及抑制间隔时间。10.根据权利要求1所述的一种激光器数字通讯控制方法，其特征在于，所述串行命令还包括：设定转镜速度命令，用于设定转镜速度，设置转镜启动和关闭命令，用于设置转镜启动和关闭，清除转镜驱动器错误状态命令，用于清除转镜驱动器错误状态，获取转镜状态命令，用于获取转镜状态，获取激光器返回信号命令，用于获取激光器返回信号，获取激光器温度返回量命令，用于获取激光器温度返回量，获取激光器泵电流命令，用于获取激光器泵电流，获取激光器反射功率命令，用于获取激光器反射功率，获取准连续激光器平均功率命令，用于获取准连续激光器平均功率。

技术总结
本发明提供了一种激光器数字通讯控制方法，包括激光器硬件信号控制接口、激光器数字通讯协议，所述激光器硬件信号控制接口包括并行控制信号和串行控制信号两部分，所述激光器数字通讯协议通过串行命令将激光器的激光参数设置传输至打标控制卡，对激光参数设置进行解译并输出对应的激光器参数，所述并行控制信号包括激光器的开关控制信号、频率控制信号、红光控制信号、使能控制信号和状态反馈信号，所述串行控制信号为Pin2、Pin3、Pin14、Pin16、Pin22引脚，通过串行通信进行激光扩展卡控制和监测，所述串行通信三种状态为被激活、停用和使用。和使用。和使用。


技术研发人员：靳世伟 陈华
受保护的技术使用者：北京金橙子科技股份有限公司
技术研发日：2022.02.17
技术公布日：2023/8/31