一种激光切割装置的运动控制电路及一种激光切割装置的制作方法

本实用新型涉及激光切割装置控制领域，特别是一种激光切割装置的运动控制电路及一种激光切割装置。

背景技术：

激光切割是指将激光器发射出的激光经光路系统聚焦成高功率密度的激光束，并照射到工件表面使工件达到熔点或沸点，随着光束与工件相对位置的移动最终使材料形成切缝，从而达到切割目的的切割方式；与传统切割方式相比，激光切割的方式采用光束代替了传统的机械刀，具有精度高，切割快，不受切割图案限制，可自动排版、节省材料，切口平滑，加工成本低等一系列优点特点，因而被越来越广泛的应用到工业切割领域，而在激光切割装置中，多采用步进电机作为运动驱动装置带动激光器的运动，而对激光切割装置中步进电机的控制，一般采用通过一控制器向步进电机驱动器发送脉冲+方向信号的方式来实现；激光器运行方位是否精准更是通过控制器对步进电机驱动器的控制来实现。

但是在激光切割系统中，由于激光器的发光时会产生高压（通常在3万V左右），导致瞬间的电路空间辐射，容易对步进电机的控制器电路产生电磁干扰，进而导致电机控制异常，造成电机丢步、堵转等现象；也容易对控制电路造成高压、过流损坏，导致系统的可靠性降低，本设计就是针对激光控制系统中这种强干扰，设计一种保护电路，提高产品的抗干扰能力。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对现有激光切割系统中，由于激光器发光时产生的高压容易对步进电机控制器电路产生电磁干扰以及容易造成控制器电路高压、过流损坏的问题，提供一种抗干扰能力强、具有保护功能的激光切割装置运动控制电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种激光切割装置的运动控制电路，包括控制器电路、运算放大电路、电源电路及步进电机驱动器，

其中，所述控制器电路通过运算放大电路与所述步进电机驱动器连接；所述控制器电路与总控单元连接，其用于将总控单元发送的运动指令和/或运动数据转化为步进电机驱动器能够识别的电气信号，所述电气信号包括脉冲信号和方向信号两种信号；所述运算放大电路用于对所述电气信号进行驱动放大，以增强该信号的驱动能力；

所述电源电路与所述步进电机驱动器连接并为其提供电源；

所述运算放大电路与所述步进电机驱动器之间的脉冲信号线、方向信号线分别通过第一瞬态抑制二极管、第二瞬态抑制二极管接地；所述第一瞬态抑制二极管、第二瞬态抑制二极管用于消除激光器产生的瞬态电压、浪涌对前端控制器件（如控制器电路、总控单元）的干扰，从而提高系统的可靠性，减少干扰的影响。

进一步的，所述电源电路包括依次连接的电源、可恢复保险丝及磁珠；所述磁珠与步进电机驱动器连接；当电流超过额定值时，所述可恢复保险丝可控自动断开停止向步进电机驱动器供电，从而有效防止步进电机驱动器电路短路而导致前端控制电路的电源崩溃。

进一步的，所述磁珠与步进电机驱动器之间还设置有第三瞬态抑制二极管；所述第三瞬态抑制二极管的一端与磁珠的输出端连接，另一端接地，第三瞬态抑制二极管可有效降低后端外部（指步进电机驱动器电路、步进电机以及激光器电路）电路对前端电路(指总控单元、控制器电路、电源电路)的干扰。

优选的，所述控制器电路为FPGA电路。

优选的，所述运算放大电路为芯片SN7407。

进一步的，所述运算放大电路与所述电源电路均通过一通用接插件接口与所述步进电机驱动器连接。

本实用新型同时提供一种激光切割装置，所述激光切割装置包含如上所述的运动控制电路。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的激光切割装置的运动控制电路通过在运算放大电路与步进电机驱动器之间的信号线上设置瞬态抑制二极管消除了后端电路中激光器产生的瞬态电压、浪涌对前端控制器件（如控制器电路、总控单元）的干扰，从而提高系统的可靠性，减少干扰的影响；在为步进电机驱动器供电的电源电路中设置了可恢复保险丝，当电流超过额定值时，所述可恢复保险丝可控自动断开停止向步进电机驱动器供电，从而有效防止步进电机驱动器电路短路而导致前端控制电路的电源崩溃。同时本实用新型还在电路电路中设置了一瞬态抑制二极管，防止了电源电路被后端电路产生的高压造成的干扰。

附图说明

图1是本实用新型的具体实施例结构示意图；

图2是本实用新型的另一具体实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：如图1所示，本实施例提供一种激光切割装置的运动控制电路，包括控制器电路1、运算放大电路2、电源电路及步进电机驱动器3，

其中，所述控制器电路1通过运算放大电路2与所述步进电机驱动器3连接；所述控制器电路1与总控单元连接，其用于将总控单元发送的运动指令和/或运动数据转化为步进电机驱动器3能够识别的电气信号，所述电气信号包括脉冲信号和方向信号两种信号；所述运算放大电路2用于对所述电气信号进行驱动放大，以增强该信号的驱动能力；本实施例中，所述控制器电路1采用FPGA实现，所述运算放大电路2采用芯片SN7407实现。

所述电源电路与所述步进电机驱动器3连接并为其提供电源；

所述运算放大电路2与所述步进电机驱动器3之间的脉冲信号线、方向信号线分别通过第一TVS4、第二TVS5接地；所述第一TVS4、第二TVS5用于消除激光器产生的瞬态电压、浪涌对前端控制器件（如控制器电路1、总控单元）的干扰，从而提高系统的可靠性，减少干扰的影响。

所述电源电路包括依次连接的电源61、可恢复保险丝62及磁珠63；所述磁珠63与步进电机驱动器3连接；当电流超过额定值时，所述可恢复保险丝62可控自动断开停止向步进电机驱动器3供电，从而有效防止步进电机驱动器3电路短路而导致前端控制电路的电源61崩溃，如图1所示，本实施例中，所述电源61为5V电源。

所述磁珠63与步进电机驱动器3之间还设置有第三TVS64；所述第三TVS64的一端与磁珠63的输出端连接，另一端接地，第三TVS64可有效降低后端外部（指步进电机驱动器3电路、步进电机以及激光器电路）电路对前端电路(指总控单元、控制器电路1、电源电路)的干扰。

实施例2：如图2所示，本实施例与实施例1的不同点在于，本实施例中，所述运算放大电路2与所述电源电路均通过一通用接插件接口7与所述步进电机驱动器3连接，本实施例是为了适应将步进电机驱动器3采用外接方式连接的情形，将步进电机驱动器3外接的好处是可以使得整个控制系统及控制过程具有更大的柔性，因为当步进电机驱动器3并没有与控制器电路1集成在一起时，用户根据自己所使用的激光切割装置的特殊机械结构来选择合适的步进电机驱动器3。而由于为步进电机驱动器3提供控制信号的前端电路（控制器电路1、电源电路）均与一通用接插件接口7连接并集成在一起，不管用户采用哪种步进电机驱动器3，其均可和前端电路无缝衔接。

实施例3：本实施例提供一种激光切割装置，所述激光切割装置包含如实施例1或实施例2所提供的运动控制电路。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。