本申请涉及一种激光控制装置和激光控制方法，属于激光及其应用领域。
背景技术：
随着激光技术的发展，激光已经被广泛应用到各个领域；例如激光清洗、激光除漆、激光除锈、激光表面毛化、激光焊接、激光切割、激光冲击强化、激光熔覆、激光淬火等。
传统的清洗方法包括高压水清洗法、机械清洗法、化学清洗法、超声波清洗法，主要是用来清除以锈迹和油脂为主的混有颗粒的表面污染物，虽然在很大程度上满足了现有工业生产和日常生活中的需求，但是环境污染较大，清洗精度低。激光清洗技术包括激光除漆和激光除锈等，具有传统清洗技术所无法比拟的优势，是工业清洗技术的一场革命，其具有以下优点：不需要化学溶液，因此没有化学清洗产生的环境污染问题；清除的废料基本上都是固体粉末、体积小、易于存放，对环境基本上不造成污染；激光清洗是非接触式的，可以通过光导纤维传输，与机器人或者机械手联合，方便地实现远距离操作，能清洗传统方法不易达到的部位；激光清洗能清除各种材料表面的不同类型的污染物，达到很高的洁净度；激光清洗可以选择性地清洗材料表面的污物，不损伤材料的内部组成和结构；能有效清除微米级及更小尺寸的污染微粒；激光去污设备可以长期稳定地使用，一般只需要电费和维护费用，运行成本低，而且可以方便地实现自动化操作。
激光清洗的原理是：激光到达工件表面时，聚焦后的光斑使漆层、油污、锈蚀物等迅速熔化蒸发，使它们脱离物体表面，而不伤及工件本身。现有的激光控制装置和控制方法均存在操作复杂、效率低，且不能精确、直观的数据化控制激光的各种参数，从而导致激光操作在过程中存在效率低，精度不够的缺陷。如采用plc控制器作为激光控制方案，而plc控制器虽然可靠性高、抗干扰能力强、通用性好等优点，但是也存在着成本高昂、专用性不足等缺陷。例如目前常用的光纤激光器的通讯接口是db25针，其包含激光功率和激光频率的设置、激光出光的打开关闭、激光首脉冲的抑制等数字量和模拟量i/o通讯接口，用plc进行控制，则需要非常多的控制点数，接线亦会变得非常复杂。另外也需要对扫描振镜x和y轴摆动电机的控制，所以需要专用的激光控制主控电路板。
技术实现要素：
根据本申请的一个方面，提供了一种激光控制装置，该装置能够实现对激光的快速、数据化控制；具有操作简单、安全可靠的优势。
所述激光控制装置，所述装置至少包括：主控电路板、电源开关单元、位移控制单元、激光输出单元；
所述电源开关单元与主控电路板的电源输入接口连接；
所述位移控制单元与主控电路板的位置信号输出接口连接；
所述激光输出单元与主控电路板的激光输出接口连接。
优选地，所述的主控电路板集成有激光器信号输出接口、数字量输入接口、模拟量输入接口、位置信号输出接口、指示灯信号输出接口、电源输入接口。
优选地，所述电源开关单元包括：电源开关、开关电源；所述开关电源的电源输出接口与主控电路板的电源输入接口连接；
所述开关电源的另一个电源输出接口与激光输出单元的电源输入接口连接；
所述电源开关与开关电源的电源输入接口连接。
优选地，所述电源开关包括电接插头、空气开关、开关机按钮和急停按钮；
所述电接插头、空气开关、开关机按钮和急停按钮依次连接，所述急停按钮的另一端与开关电源的电源输入接口连接。
优选地，所述电接插头为市电接插头；所述急停按钮的另一端与开关电源的市电输入接口连接。
优选地，所述的开关电源上集成有市电输入接口、若干个电源输出接口。
优选地，所述位移控制单元包括：单轴扫描系统或两轴扫描系统；所述单轴扫描系统与主控电路板的位置信号输出接口连接；
所述两轴扫描系统与主控电路板的位置信号输出接口连接。
优选地，所述单轴扫描系统包括：单轴振镜扫描电机、单轴扫描振镜、扫描振镜驱动板；
所述单轴振镜扫描电机与扫描振镜驱动板的电机输出接口连接；
所述扫描振镜驱动板的电源输入接口与电源开关单元的电源输出接口连接；
所述扫描振镜驱动板的位置信号输入接口与主控电路板的位置信号输出接口连接。
优选地，所述两轴扫描系统包括：x轴扫描系统和y轴扫描系统；
所述x轴扫描系统包括：x轴振镜扫描电机、x轴扫描振镜、x轴扫描振镜驱动板；
所述x轴振镜扫描电机与x轴扫描振镜驱动板的电机输出接口连接；
所述x轴扫描振镜驱动板的电源输入接口与电源开关单元的电源输出接口连接；
所述x轴扫描振镜驱动板的位置信号输入接口与主控电路板的位置信号输出接口连接。
所述y轴扫描系统包括：y轴振镜扫描电机、y轴扫描振镜、y轴扫描振镜驱动板；
所述y轴振镜扫描电机与y轴扫描振镜驱动板的电机输出接口连接；
所述y轴扫描振镜驱动板的电源输入接口与电源开关单元的电源输出接口连接；
所述y轴扫描振镜驱动板的位置信号输入接口与主控电路板的位置信号输出接口连接。
优选地，所述扫描振镜驱动板、x扫描振镜驱动板、y轴扫描振镜驱动板的电源输入接口独立地与开关电源的电源输出接口连接。
优选地，所述x扫描振镜驱动板和y轴扫描振镜驱动板集成为一块，同时控制扫描振镜的x轴和y轴。
优选地，所述激光输出单元包括：激光器、开光按钮；所述激光器的电源输入接口与电源开关单元的电源输出接口连接；
所述激光器的激光器输入接口与主控电路板的激光器输出接口接连。
所述开光按钮与主控电路板的数字量输入接口连接。
优选地，所述激光器的电源输入接口与开关电源的电源输出接口连接。
优选地，所述激光输出单元还包括至少一个激光安全锁；
所述激光安全锁与主控电路板的数字量输入接口连接。
优选地，所述激光器选自气体激光器、固体激光器、半导体激光器、液体激光器、光纤激光器中的至少一种。
优选地，所述装置还包括显示屏；所述显示屏的显示屏通讯接口与主控电路板的显示屏通讯接口连接；
所述显示屏的电源输入接口与电源开关单元的电源输出接口连接。
优选地，所述显示屏为触摸显示屏、led显示屏、oled显示屏中的至少一种。
优选地，所述触摸显示屏包括：电阻式触摸显示屏、电容感应式触摸显示屏、红外线式触摸显示屏以及表面声波式触摸显示屏中的至少一种。
优选地，所述装置还包括参数控制单元；
所述参数控制单元包括：激光能量旋钮、扫描长度旋钮、扫描宽度旋钮、触摸显示屏软件中的至少一个；
所述参数控制单元与主控电路板的模拟量输入接口连接。
优选地，所述参数控制单元为触摸显示屏软件。
其中，所述参数控制单元为触摸显示屏软件，其可以对激光能量、扫描长度、扫描宽度和扫描形状进行设置和控制。优选地，所述装置还包括激光状态显示单元；所述激光状态显示单元与主控电路板的指示灯信号输出接口连接；
所述激光状态显示单元包括激光故障显示单元和激光出光显示单元；
优选地，所述激光故障显示单元包括激光故障指示灯；所述激光出光显示单元包括激光出光指示灯。
优选地，所述装置还包括吹气和吸气单元；所述吹气和吸气单元包括吹气电机和吸气电机；
所述吹气和吸气电机的输入接口与主控板的吹气和吸气电机输出接口连接。
即所述吹气和吸气单元包括吹气单元和吸气单元；所述吹气单元包括吹气电机；所述吹气电机的输入接口与主控板的吹气电机输出接口连接；所述吸气单元包括吸气电机，所述吸气电机的输入接口与主控板的吸气电机输出接口连接。
其中，所述吹气单元用于激光工作状态时对加工产生的杂质的吹扫，防止杂质对激光光学单元的伤害；所述吸气单元对加工产生的杂质的吸附和收集。
所述激光控制装置可在激光切割、激光清洗、激光表面毛化、激光除漆、激光除锈中至少一个方面进行应用。
优选地，所述激光控制装置用于手持式激光清洗机。
所述主控电路板上集成有若干路电机输出接口，可以控制扫描振镜的x轴、y轴和z轴中的至少一个轴或者全部。
本申请中所述激光控制装置的工作原理为：将电源开关单元接电，使涉及的装置通电(如激光清洗机开始上电)，通过调节位移控制单元，得到需要的激光的位置参数，通过激光输出单元进行激光输出，从而进行后续操作。各单元的接合通过主控电路板和开关电源实现。
更为具体的(所述系统应用于激光清洗)，所述激光控制装置的工作原理，至少包括以下：
a、所述的市电接插头接入市电，所述的空气开关闭合，所述的开关机按钮按下，手持式激光清洗机开始上电。
b、调节所述的激光能量旋钮来选择所需要的激光能量，如果是单轴扫描振镜，则调节所述的扫描长度旋钮来选择所需要的激光扫描长度，如果是两轴扫描振镜，还需要调节所述的扫描宽度旋钮来选择所需要的激光扫描宽度。如果是带有触摸显示屏，则通过显示屏内安装的操作软件，设置激光能量和扫描路径，扫描路径可以为矩形、圆形或者更复杂的图形，如果是最简单的矩形，则可以设置扫描长度、扫描宽度。
设置过程完全图形化设置输入与显示。
c、将所述的激光安全锁旋至打开，按下开光按钮，激光清洗机机开始工作，并通过所述的激光出光指示灯来指示出光，如果发生激光故障，则所述的激光故障指示灯亮起，发出声光警报。
在激光工作工程中，由吹气单元对激光工作状态时产生的杂质的吹扫，防止杂质对激光光学单元的伤害；所述吸气单元对加工产生的杂质的吸附和收集。
d、激光机清洗完毕后，放开开光按钮，激光清洗机停止工作，将所述的开关机按钮复位即可关闭激光清洗机。
本申请的另一个方面，提供了一种激光控制方法，至少包括以下步骤：
(1)通电，将激光操作装置处于接通电源状态；
(2)根据激光操作需要进行激光参数设置；
(3)开启激光器，激光操作装置开始工作；
(4)工作完毕后关闭激光器和电源。
优选地，所述激光控制方法采用上述任一项激光控制装置进行操作。
优选地，采用上述装置进行激光控制的方法，至少包括以下步骤：
a、所述的市电接插头接入市电，所述的空气开关闭合，所述的开关机按钮按下，手持式激光清洗机开始上电。
b、调节所述的激光能量旋钮来选择所需要的激光能量，如果是单轴扫描振镜，则调节所述的扫描长度旋钮来选择所需要的激光扫描长度，如果是两轴扫描振镜，还需要调节所述的扫描长度旋钮来选择所需要的激光扫描宽度。如果是带有触摸显示屏，则通过显示屏内安装的操作软件，设置激光能量和扫描路径，扫描路径可以为矩形、圆形或者更复杂的图形，如果是最简单的矩形，则可以设置扫描长度、扫描宽度。设置过程完全图形化显示。
c、将所述的激光安全锁旋至打开，按下开光按钮，激光清洗机开始工作，并通过所述的激光出光指示灯来指示出光，如果发生激光故障，则所述的激光故障指示灯亮起，发出声光警报。
在激光工作工程中，由吹气单元对激光工作状态时产生的杂质的吹扫，防止杂质对激光光学单元的伤害；所述吸气单元对加工产生的杂质的吸附和收集。
d、激光机清洗完毕后，放开开关按钮，激光清洗机停止工作，将所述的开关机按钮复位即可关闭激光清洗机。
优选地，步骤(2)中所述激光参数选自激光能量、激光扫描长度、激光扫描宽度、激光扫描路径中的至少一种。
优选地，步骤(2)中所述激光参数设置过程图形化设置输入与显示。
优选地，所述图形化显示为采用触摸式显示屏进行图形化显示。
优选地，所述激光控制装置应用于激光切割、激光清洗、激光除漆、激光除锈、激光表面毛化领域。
优选地，所述激光控制方法应用于激光切割、激光清洗、激光除漆、除锈或激光表面毛化领域。
本申请能产生的有益效果包括：
1)本申请所提供的激光控制装置，该装置能够实现对激光的快速、数据化控制；具有操作简单、安全可靠的优势。
2)本申请所提供的激光控制装置，能够实现对所使用激光的数据化控制，能够满足各种应用领域对不同激光参数的要求。
3)本申请所提供的激光控制装置，具有实现度激光位置的精确控制，使得激光在应用过程中精确率高，效率高。
4)本申请所提供的激光控制装置，具有效率高、节省时间的优势。
5)本申请所提供的激光控制方法，操作简单，安全可靠，效率高。
附图说明
图1为本申请中涉及的一种激光控制装置的控制框图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本申请的实施例中的零部件均通过商业途径购买。
实施例1激光控制装置
本实施例中的激光控制装置中包括：主控电路板、开关电源、市电接插头、空气开关、开关机按钮、急停按钮、单轴振镜扫描电机、单轴扫描振镜、扫描振镜驱动板、激光器、开光按钮、激光安全锁、激光能量旋钮、扫描长度旋钮、激光故障指示灯、激光出光指示灯、吹气和吸气单元；
所述开关电源的电源输出接口与主控电路板的电源输入接口连接；所述开关电源的另一个电源输出接口与激光输出单元的电源输入接口连接。
所述开关电源的电源输出接口与主控电路板的电源输入接口连接；所述电接插头、空气开关、开关机按钮和急停按钮依次连接，所述急停按钮的另一端与开关电源的电源输入接口连接。
所述单轴振镜扫描电机与扫描振镜驱动板的电机输出接口连接；所述扫描振镜驱动板的电源输入接口与开关电源的电源输出接口连接；所述扫描振镜驱动板的位置信号输入接口与主控电路板的位置信号输出接口连接。
所述激光器的电源输入接口与开关电源的电源输出接口连接；所述激光器的激光器输入接口与主控电路板的激光器输出接口接连；所述开光按钮与主控电路板的数字量输入接口连接；所述激光安全锁与主控电路板的数字量输入接口连接。
所述激光能量旋钮和扫描长度旋钮分别主控电路板的模拟量输入接口连接。所述激光故障指示灯和激光出光指示灯与主控电路板的指示灯信号输出接口连接。
所述吹气和吸气单元包括吹气电机和吸气电机；所述吹气和吸气电机的输入接口与主控板的吹气和吸气电机输出接口连接。所述吹气单元用于激光工作状态时对产生的杂质的吹扫，防止杂质对激光光学单元的伤害；所述吸气单元对加工产生的杂质的吸附和收集。
本实施例中所述的激光控制装置的工作原理为：
(以该装置应用在手持式激光清洗机为例，其他应用相应装置即可)
a、所述的市电接插头接入市电，所述的空气开关闭合，所述的开关机按钮按下，手持式激光清洗机开始上电。
b、调节所述的激光能量旋钮来选择所需要的激光能量，调节所述的扫描长度旋钮来选择所需要的激光扫描长度；由单轴振镜扫描电机、单轴扫描振镜和扫描振镜驱动板提供激光的位置信息。
c、将所述的激光安全锁旋至打开，按下开光按钮，激光器发出激光，激光清洗机开始工作，并通过所述的激光出光指示灯来指示出光，如果发生激光故障，则所述的激光故障指示灯亮起，发出声光警报。
若发出警报声，可采用急停按钮将装置停止。
在激光工作工程中，由吹气单元对激光工作状态时产生的杂质的吹扫，防止杂质对激光光学单元的伤害；所述吸气单元对加工产生的杂质的吸附和收集。
d、激光机清洗完毕后，放开开光按钮，激光清洗机停止工作，将所述的开关机按钮复位即可关闭激光清洗机。
各部件的接合通过主控电路板和开关电源实现。
实施例2激光控制装置
本实施例中的装置与实施例1中装置的区别为：
单轴振镜扫描电机、单轴扫描振镜和扫描振镜驱动板替换为x轴振镜扫描电机、x轴扫描振镜、x轴扫描振镜驱动板和y轴振镜扫描电机、y轴扫描振镜、y轴扫描振镜驱动板；扫描长度旋钮替换为扫描宽度旋钮。
其中，所述x轴振镜扫描电机与x轴扫描振镜驱动板的电机输出接口连接；所述x轴扫描振镜驱动板的电源输入接口与开关电源的电源输出接口连接；所述x轴扫描振镜驱动板的位置信号输入接口与主控电路板的位置信号输出接口连接。
所述y轴振镜扫描电机与y轴扫描振镜驱动板的电机输出接口连接；所述y轴扫描振镜驱动板的电源输入接口与开关电源的电源输出接口连接；所述y轴扫描振镜驱动板的位置信号输入接口与主控电路板的位置信号输出接口连接。
所述x扫描振镜驱动板、y轴扫描振镜驱动板的电源输入接口独立地与开关电源的电源输出接口连接。
本实施例中所述的激光控制装置的工作原理为：
b、调节所述的激光能量旋钮来选择所需要的激光能量，调节所述的扫描宽度旋钮来选择所需要的激光扫描宽度；由x轴振镜扫描电机、x轴扫描振镜、x轴扫描振镜驱动板和y轴振镜扫描电机、y轴扫描振镜、y轴扫描振镜驱动板提供激光的位置信息。
其他部件、部件连接关系以及相应工作原理均与实施例1相同。
实施例3激光控制装置
本实施例中的装置包括主控电路板、开关电源、市电接插头、空气开关、开关机按钮、急停按钮、x轴振镜扫描电机、x轴扫描振镜、x轴扫描振镜驱动板和y轴振镜扫描电机、y轴扫描振镜、y轴扫描振镜驱动板、激光器、开光按钮、激光安全锁、激光能量旋钮、扫描长度旋钮、扫描宽度旋钮、激光故障指示灯、激光出光指示灯、触摸显示屏、吹气和吸气单元；各部件连接关系如图1所示。
各部件的接合通过主控电路板和开关电源实现。
本实施例中的激光控制装置的工作原理为：
(以该装置应用在手持式激光清洗机为例，其他应用相应装置即可)
a、所述的市电接插头接入市电，所述的空气开关闭合，所述的开关机按钮按下，手持式激光清洗机开始上电。
b、调节所述的激光能量旋钮来选择所需要的激光能量，采用两轴扫描振镜(x轴和y轴)，调节所述的扫描长度旋钮来选择所需要的激光扫描长度，调节所述的扫描宽度旋钮来选择所需要的激光扫描宽度。
通过触摸显示屏内安装的操作软件，设置激光能量和扫描路径，扫描路径可以为矩形、圆形或者更复杂的图形，如果是最简单的矩形，则可以设置扫描长度、扫描宽度。设置过程完全图形化设置输入与显示。
c、将所述的激光安全锁旋至打开，按下开光按钮，激光清洗机开始工作，并通过所述的激光出光指示灯来指示出光，如果发生激光故障，则所述的激光故障指示灯亮起，发出声光警报。
若发出警报声，可采用急停按钮将装置停止。
在激光工作工程中，由吹气单元对激光工作状态时产生的杂质的吹扫，防止杂质对激光光学单元的伤害；所述吸气单元对加工产生的杂质的吸附和收集。
d、激光机清洗完毕后，放开开光按钮，激光清洗机停止工作，将所述的开关机按钮复位即可关闭激光清洗机。
实施例4激光控制装置
本实施例与实施例3的区别在于，所述激光能量、扫描长度、扫描宽度和扫描形状参数均直接通过触摸显示屏软件进行设置和显示，不使用激光能量旋钮、扫描长度旋钮和扫描宽度旋钮来调节。
其余与实施例3相同。
实施例5激光控制方法进行激光清洗
本实施例中在采用下述激光控制方法进行激光清洗时，可以采用实施例1至实施例4中任一个实施例中的激光控制装置进行操作。
本实施例中采用下述激光控制方法进行激光清洗：
(1)通电，将手持式激光清洗机处于接通电源状态；
(2)根据激光操作需要进行激光参数设置；其中，所述激光参数为激光能量、激光扫描长度、激光扫描宽度和激光扫描路径；
通过触摸显示屏内安装的操作软件，设置激光能量和扫描路径；
(3)开启激光器，手持式激光清洗机开始工作；其中，光清洗机开始工作，并通过所述的激光出光指示灯来指示出光，如果发生激光故障，则所述的激光故障指示灯亮起，发出声光警报。
(4)工作完毕后关闭激光器和电源。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。