三维激光切割机冷却控制系统的制作方法

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1.本发明涉及激光切割设备技术领域，具体涉及一种三维激光切割机冷却控制系统。

背景技术：

2.激光切割机是利用激光光束来切割工件，其主要原理是利用激光的能量以光的形式集中成一条高密度的光束，光束传递到工作表面，产生足够的能量，使材料熔化或汽化，以达到切割和雕刻的目的，激光切割机具有精度高、切割速度快、不局限于切割图案限制、能自动排版节省材料、切口平滑和加工成本低等特点，近年来，得到广泛应用。
3.而激光切割头是激光切割机的重要组成部分，主要包括激光切割头本体和激光发生器，激光切割头的功率越大，相应的能切割的金属板材的厚度就越大。然而激光切割头的功率越大，激光切割头中激光切割头本体和激光发生器的发热也就也严重，现有的激光切割头的冷却效果差，降低了使用寿命，不利于大功率激光切割头长久顺利工作。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供三维激光切割机冷却控制系统，能为激光切割机提供良好的冷却效果，以提高使用寿命。
5.为了达到上述目的，提供了三维激光切割机冷却控制系统，包括控制器、冷水机、连接冷水机与激光发生器的第一进水冷却通道和第一出水冷却通道，以及连接冷水机与激光切割头本体的第二进水冷却通道和第二出水冷却通道；
6.所述第一进水冷却通道与激光发生器的连接段设有第一温度传感器；所述第二进水冷却通道与激光切割头本体的连接段设有第二温度传感器；以及检测环境温湿度的温湿度传感器，所述控制器包括以下模块：
7.冷水机调节控制模块：用于根据温湿度传感器的采集数据和温湿度控制表进行插值分析，得到冷却冷水机与激光切割头本体的推荐水温；并根据冷水机与激光切割头本体的推荐水温控制冷水机分别调节第一进水冷却通道和第二进水冷却通道的进水温度；
8.反馈调节模块：用于将第一温度传感器和第二温度传感器采集的实际水温分别与对应的推荐水温进行比较分析，并根据比较结果反馈调节冷水机对应的输出水温，直至实际水温趋近于推荐水温。
9.原理及优点：
10.1.温湿度传感器和冷水机调节控制模块的设置，激光切割机的激光发生器和激光切割头本体内的光学透镜都使用水冷却方法。由于空气中的水在冷时会冷凝成水，当冷却水的温度低于室温5-7度时，激光器的表面和光学透镜将会生成冷凝水。冷凝水会极大地影响激光的光提取效率和光学透镜的透射，这对激光能量和光学元件的使用寿命有很大影响。因此冷却水温度与环境空气温度的差别不应太大。本方案通过温湿度传感器和冷水机调节控制模块，根据温湿度传感器的采集数据和温湿度控制表进行插值分析，得到冷却冷
水机与激光切割头本体的推荐水温，可以避免冷凝水的产生，从而间接延长激光切割机的使用寿命。
11.2.第一温度传感器、第二温度传感器和反馈调节模块的设置，由于第一进水冷却通道和第一出水冷却通道，以及第二进水冷却通道和第二出水冷却通道的设置，使得冷却水的传输可能存在温度损失，例如在高温天气，冷却水水温变高，就会对激光切割机的冷却造成影响，从而影响激光切割机的正常工作甚至使用寿命。反馈调节模块会将第一温度传感器和第二温度传感器采集的实际水温分别与对应的推荐水温进行比较分析，并根据比较结果反馈调节冷水机对应的输出水温，直至实际水温趋近于推荐水温。以保证冷却水温度与环境空气温度的差别不大，从而有利于激光切割机的长久运行。
12.进一步，所述控制器还包括以下模块：
13.数据存储模块：用于存储温湿度控制表、冷水机的输出水温和输入至冷却冷水机与激光切割头本体的实际水温；
14.温湿度控制表优化模块：用于在数据存储模块的实际水温的数据量到达预设阈值时，对温湿度控制表进行优化，并优化后的温湿度控制表另存到数据存储模块。
15.有益效果：数据存储模块和温湿度控制表优化模块的设置，能够优化温湿度控制表，以便在不同环境下，都能保证激光切割机的冷却能够顺利进行，从而有利于激光切割机的长久运行。
16.进一步，所述控制器还包括以下模块：
17.数据采集模块：用于获取第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道的管道材质、管道长度和管道直径；
18.数据存储模块：还用于存储第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道的管道材质、管道长度和管道直径；
19.损失水温分析模块：用于根据输出水温、实际水温，以及第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道的管道材质、管道长度和管道直径进行水温损失分析，并将水温损失分析结果保存到数据存储模块。
20.有益效果：损失水温分析模块的设置，会根据输出水温、实际水温，以及第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道的管道材质、管道长度和管道直径进行水温损失分析，因为管材使用久了会变劣，保温效果差，也会积累水垢等。通过水温损失分析，则可以让客户及时了解情况各个设施设备的变劣情况，从而好更换相应设施，以保证激光切割机的正常冷却。
21.进一步，所述控制器还包括以下模块：
22.监测分析模块：用于通过损失水温分析模块实时分析水温损失数据，并根据水温损失数据对冷水机的水溶液、第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道进行综合评价。
23.有益效果：监测分析模块的设置，会分析水温损失数据，并根据水温损失数据对冷水机的水溶液、第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道进行综合评价，可以让客户及时了解情况，更换相应设施，以保证激光切割机的正常冷却。
24.进一步，所述控制器还包括以下模块：
25.推荐分析模块：用于在水温损失数据达到最大阈值时，记录用时时长，并保存到数据存储模块中，还用于根据用时时长从数据存储模块中的历史数据中查用时时长最长的冷水机的水溶液、第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道的管道材质、管道长度和管道直径，并推荐给用户。
26.有益效果：推荐分析模块的设置，可从历史数据中查用时时长最长的冷水机的水溶液、第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道的管道材质、管道长度和管道直径，并推荐给用户。提高用户的体验感，无需用户再去花时间进行筛分选择。
27.进一步，所述第一出水冷却通道与冷水机的连接段设有第三温度传感器和第一流量传感器；所述第二出水冷却通道与冷水机的连接段设有第四温度传感器和第二流量传感器；所述控制器还包括以下模块：
28.冷水机状态分析模块：用于根据第一流量传感器和冷水机向激光发生器输出的输出水温与第三温度传感器的采集数据，分析冷水机对激光发生器进行冷却的第一工作荷载；还用于根据第二流量传感器和冷水机向激光发生器输出的输出水温与第四温度传感器的采集数据，分析冷水机对激光切割头本体进行冷却的第二工作荷载；还用于根据冷水机的水容量、第一工作荷载和第二工作荷载对冷水机的综合工作荷载进行分析计算，并在综合工作荷载高于荷载预设值时，生成报警提示信号。
29.有益效果：冷水机状态分析模块的设置，对冷水机的综合工作荷载进行分析计算。避免在长时间满载工作，以生成报警提示信号的方式让用户及时介入干扰，从而避免影响到激光切割机的正常工作。
30.进一步，所述第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道通过不同颜进行标记。
31.有益效果：以便对第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道进行区分，从而方便后期的拆卸、更换、检查等流程。
附图说明
32.图1为本发明实施例中三维激光切割机冷却控制系统的逻辑框图；
33.图2为冷却水路示意图。
具体实施方式
34.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
35.实施例
36.一种三维激光切割机冷却控制系统，基本如图1、图2所示，包括三维激光切割机、控制器、冷水机、连接冷水机与激光发生器的第一进水冷却通道和第一出水冷却通道，以及连接冷水机与激光切割头本体的第二进水冷却通道和第二出水冷却通道。本实施例中，控制器采用plc可编程逻辑控制器，冷水机和三维激光切割机均采用常规类型。第一进水冷却通道和第一出水冷却通道采用dn25(1寸管)，长度1.5m，末端设置转接头，用于连接副管，副管直径0.75寸，长度0.5m。第一进水冷却通道和第一出水冷却通道属于低温水回路，对冷却水的温度要求不高。第二进水冷却通道和第二出水冷却通道内径12mm，长度29m，末端设置
转接头，用于连接副管，副管内径6mm，总长度1m。二进水冷却通道和第二出水冷却通道属于高温水回路，第二出水冷却通道向冷水机回流的冷却水温度高。所述第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道通过不同颜进行标记。本实施例中，第一进水冷却通道为蓝管，第一出水冷却通道为红管，第二进水冷却通道为白管，第二出水冷却通道为黑管。在其他实施例中，第一进水冷却通道和第二进水冷却通道均为蓝管，第一出水冷却通道和第二出水冷却通均为红管。
37.所述第一进水冷却通道与激光发生器的连接段设有第一温度传感器，本实施例是设置在副管上；所述第二进水冷却通道与激光切割头本体的连接段设有第二温度传感器，本实施例也是设置在副管上；以及检测环境温湿度的温湿度传感器，设置在激光切割机上；所述第一出水冷却通道与冷水机的连接段设有第三温度传感器和第一流量传感器；所述第二出水冷却通道与冷水机的连接段设有第四温度传感器和第二流量传感器。
38.所述控制器包括以下模块：
39.数据采集模块：用于采集第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第一流量传感器、第二流量传感器和温湿度传感器的采集数据；还用于获取第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道以及对应副管的管道材质、管道长度和管道直径；
40.冷水机调节控制模块：用于根据温湿度传感器的采集数据和温湿度控制表进行插值分析，得到冷却冷水机与激光切割头本体的推荐水温；并根据冷水机与激光切割头本体的推荐水温控制冷水机分别调节第一进水冷却通道和第二进水冷却通道的进水温度；温湿度控制表如下表所示：
[0041][0042][0043]
夏季到来，高温高湿的环境下，当激光切割机冷却水温度设置低于下表中对应的结露点温度时，会发生结露现象。因此需要按照现场(机柜)实际的温湿度环境，设定激光切割机冷却水温度，确保激光器冷却水的温度设定高于对应的结露点温度。同时满足激光器的水温要求及制冷需求，否则，可能造成激光器出现高温报警。
[0044]
反馈调节模块：用于将第一温度传感器和第二温度传感器采集的实际水温分别与对应的推荐水温进行比较分析，并根据比较结果反馈调节冷水机对应的输出水温，直至实
际水温趋近于推荐水温。
[0045]
数据存储模块：用于存储温湿度控制表、冷水机的输出水温和输入至冷却冷水机与激光切割头本体的实际水温；还用于存储第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道的管道材质、管道长度和管道直径；
[0046]
温湿度控制表优化模块：用于在数据存储模块的实际水温的数据量到达预设阈值时，对温湿度控制表进行优化，并优化后的温湿度控制表另存到数据存储模块。
[0047]
损失水温分析模块：用于根据输出水温、实际水温，以及第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道的管道材质、管道长度和管道直径进行水温损失分析，并将水温损失分析结果保存到数据存储模块。
[0048]
监测分析模块：用于通过损失水温分析模块实时分析水温损失数据，并根据水温损失数据对冷水机的水溶液、第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道进行综合评价。
[0049]
推荐分析模块：用于在水温损失数据达到最大阈值时，记录用时时长，并保存到数据存储模块中，还用于根据用时时长从数据存储模块中的历史数据中查用时时长最长的冷水机的水溶液、第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道的管道材质、管道长度和管道直径，并推荐给用户。
[0050]
冷水机状态分析模块：用于根据第一流量传感器和冷水机向激光发生器输出的输出水温与第三温度传感器的采集数据，分析冷水机对激光发生器进行冷却的第一工作荷载；还用于根据第二流量传感器和冷水机向激光发生器输出的输出水温与第四温度传感器的采集数据，分析冷水机对激光切割头本体进行冷却的第二工作荷载；还用于根据冷水机的水容量、第一工作荷载和第二工作荷载对冷水机的综合工作荷载进行分析计算，并在综合工作荷载高于荷载预设值时，生成报警提示信号。例如，提示更换冷却水、管材、清理水垢等。
[0051]
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：

1.三维激光切割机冷却控制系统，其特征在于：包括控制器、冷水机、连接冷水机与激光发生器的第一进水冷却通道和第一出水冷却通道，以及连接冷水机与激光切割头本体的第二进水冷却通道和第二出水冷却通道；所述第一进水冷却通道与激光发生器的连接段设有第一温度传感器；所述第二进水冷却通道与激光切割头本体的连接段设有第二温度传感器；以及检测环境温湿度的温湿度传感器，所述控制器包括以下模块：冷水机调节控制模块：用于根据温湿度传感器的采集数据和温湿度控制表进行插值分析，得到冷却冷水机与激光切割头本体的推荐水温；并根据冷水机与激光切割头本体的推荐水温控制冷水机分别调节第一进水冷却通道和第二进水冷却通道的进水温度；反馈调节模块：用于将第一温度传感器和第二温度传感器采集的实际水温分别与对应的推荐水温进行比较分析，并根据比较结果反馈调节冷水机对应的输出水温，直至实际水温趋近于推荐水温。2.根据权利要求1所述的三维激光切割机冷却控制系统，其特征在于：所述控制器还包括以下模块：数据存储模块：用于存储温湿度控制表、冷水机的输出水温和输入至冷却冷水机与激光切割头本体的实际水温；温湿度控制表优化模块：用于在数据存储模块的实际水温的数据量到达预设阈值时，对温湿度控制表进行优化，并优化后的温湿度控制表另存到数据存储模块。3.根据权利要求2所述的三维激光切割机冷却控制系统，其特征在于：所述控制器还包括以下模块：数据采集模块：用于获取第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道的管道材质、管道长度和管道直径；数据存储模块：还用于存储第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道的管道材质、管道长度和管道直径；损失水温分析模块：用于根据输出水温、实际水温，以及第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道的管道材质、管道长度和管道直径进行水温损失分析，并将水温损失分析结果保存到数据存储模块。4.根据权利要求3所述的三维激光切割机冷却控制系统，其特征在于：所述控制器还包括以下模块：监测分析模块：用于通过损失水温分析模块实时分析水温损失数据，并根据水温损失数据对冷水机的水溶液、第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道进行综合评价。5.根据权利要求4所述的三维激光切割机冷却控制系统，其特征在于：所述控制器还包括以下模块：推荐分析模块：用于在水温损失数据达到最大阈值时，记录用时时长，并保存到数据存储模块中，还用于根据用时时长从数据存储模块中的历史数据中查用时时长最长的冷水机的水溶液、第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道的管道材质、管道长度和管道直径，并推荐给用户。6.根据权利要求5所述的三维激光切割机冷却控制系统，其特征在于：所述第一出水冷
却通道与冷水机的连接段设有第三温度传感器和第一流量传感器；所述第二出水冷却通道与冷水机的连接段设有第四温度传感器和第二流量传感器；所述控制器还包括以下模块：冷水机状态分析模块：用于根据第一流量传感器和冷水机向激光发生器输出的输出水温与第三温度传感器的采集数据，分析冷水机对激光发生器进行冷却的第一工作荷载；还用于根据第二流量传感器和冷水机向激光发生器输出的输出水温与第四温度传感器的采集数据，分析冷水机对激光切割头本体进行冷却的第二工作荷载；还用于根据冷水机的水容量、第一工作荷载和第二工作荷载对冷水机的综合工作荷载进行分析计算，并在综合工作荷载高于荷载预设值时，生成报警提示信号。7.根据权利要求1所述的三维激光切割机冷却控制系统，其特征在于：所述第一进水冷却通道、第一出水冷却通道、第二进水冷却通道和第二出水冷却通道通过不同颜进行标记。

技术总结

本发明涉及激光切割设备技术领域，具体涉及三维激光切割机冷却控制系统，包括控制器、冷水机、连接冷水机与激光发生器的第一进水冷却通道和第一出水冷却通道，连接冷水机与激光切割头本体的第二进水冷却通道和第二出水冷却通道；所述控制器包括以下模块：冷水机调节控制模块：用于分析两者的推荐水温；并根据冷水机与激光切割头本体的推荐水温控制冷水机分别调节第一进水冷却通道和第二进水冷却通道的进水温度；反馈调节模块：用于将第一温度传感器和第二温度传感器采集的实际水温分别与对应的推荐水温进行比较分析，并根据比较结果反馈调节冷水机对应的输出水温，直至实际水温趋近于推荐水温。本发明，能提供良好的冷却效果，以提高使用寿命。以提高使用寿命。以提高使用寿命。