一种激光设备的振镜控制通讯协议、通讯方法及激光设备与流程

本发明涉及激光设备通讯领域，尤其涉及一种激光设备的振镜控制通讯协议、通讯方法及激光设备。

背景技术：

1、传统的激光设备包括打标控制卡、振镜和激光器，如图4所示，其中，振镜包括数字模拟转换芯片（da）和执行机构，打标软传输数据到打标控制卡，由打标控制卡控制振镜和激光器，对于振镜的控制为：da从打标控制卡处接收通讯数据，其指示振镜x轴、y轴移动的位置信息，然后da将位置信息转换为执行机构能够执行的驱动指令。

2、行业主流使用xy2-100协议，位置信号16bit，该协议采用并行差分方式传输，主要包含clock、sync、x/y/z轴坐标数据，数据线多于2根，数据都是单向传输。

3、如图4所示的振镜控制过程为开环，打标控制卡无法获得振镜的信息。为了实现打标控制卡与振镜的双向通讯，研发人员尝试增加打标控制卡的数据输出接口，分接口地向振镜发送协议消息，但是这种做法不仅提高开发成本，无法适用于当前的传统激光设备的原有振镜控制基础，而且增加接口必然带来数据不稳定的风险，并且对不同数据线间的差分方式传输带来挑战。

4、另一方面，开发者们为了在控制振镜位置的同时，监控振镜的工作状态，试图以打标控制卡与振镜端传感器无线通信的方式来实现打标控制卡获取振镜端信息；但是这需要对现有的打标控制卡和振镜的传统硬件条件进行升级，难以在现有的激光设备上广泛应用，形成了新的挑战。

5、以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本技术的构思及技术方案，其并不必然属于本技术的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本技术的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种激光设备的打标控制卡与振镜之间改进的双向通讯方案，不仅可以实现对振镜的位置控制，还可以实现对振镜状态的监控。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种激光设备的振镜控制通讯方法，包括以下步骤：

4、激光设备的打标控制卡的数据输出端向振镜的数据通讯模块发送符合预设协议格式的以帧为单位的数据，所述协议设定帧数据包括第一类型标识和第二类型标识；

5、所述振镜的数据通讯模块从接收到的数据中识别每一帧数据中的若干位类型标识字符，若其为第一类型标识，则根据该帧数据中的其他数据确定位置信息，并将其发送至振镜的数字模拟转换芯片；所述数字模拟转换芯片将所述位置信息转换为驱动指令，并将其发送至所述振镜的执行机构；

6、若识别到所述类型标识字符为第二类型标识，则根据该帧数据中的其他数据确定对应的控制命令，所述控制命令被定义为请求回传振镜端的信息；响应所述控制命令，所述振镜的数据通讯模块将所述控制命令中请求回传的信息发送至所述打标控制卡的数据输入端。

7、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述数据通讯模块通过以下方式响应所述控制命令：

8、根据所述第二类型标识对应的帧数据确定所述控制命令指定的请求回传振镜端的信息类型，所述信息类型包括电机温度、电机角度、电源电压、振镜状态字、振镜扫描器的实际角度位置、振镜扫描器的设定角度位置、振镜扫描器的实际角度位置误差、驱动板温度、pd供电电压、da卡温度、振镜系统固件版本号、数据传输完整性验证结果、振镜整机的序列号、通光孔孔径、激光波长、物料编号中的一种或多种。

9、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，若识别到所述第二类型标识，则所述振镜不更新所述数字模拟转换芯片的输出。

10、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述振镜的数据通讯模块通过以下方式识别每一帧数据中的类型标识字符：

11、按照协议预先设定的规则识别每一帧数据中的帧头数据；

12、按照协议预先设定的帧头数据与类型标识字符的位置关系，确定所述类型标识字符，其中，所述类型标识字符全部位于所述帧头数据中、或部分位于所述帧头数据中、或相邻或非相邻地位于所述帧头数据之后。

13、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，通过以下方式识别每一帧数据中的帧头数据：

14、所述协议采用双向编码方式，一组双向编码的最后一位与相邻下一组双向编码的第一位为取反关系；

15、所述协议设定所述帧头数据为包含至少三位连续的相同字符，且所述协议不对所述帧头数据双向编码；

16、逐位分析数据，定位连续三位相同字符，则定位到帧头数据。

17、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述协议还设定帧数据还包括x轴标识和y轴标识；

18、所述振镜的数据通讯模块识别每一帧数据的类型标识字符时或之后，还包括：

19、识别该帧数据中的轴标识字符，并判定其属于x轴标识或y轴标识。

20、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，若识别到所述轴标识字符属于x轴标识，且所述类型标识字符为第一类型标识，则所述数据通讯模块确定的位置信息为对振镜在x轴方向的驱动位置信息，所述数字模拟转换芯片将其转换为x轴的驱动指令，并将其发送至所述振镜的x轴驱动电机；

21、若识别到所述轴标识字符属于y轴标识，且所述类型标识字符为第一类型标识，则所述数据通讯模块确定的位置信息为对振镜在y轴方向的驱动位置信息，所述数字模拟转换芯片将其转换为y轴的驱动指令，并将其发送至所述振镜的y轴驱动电机。

22、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述打标控制卡的数据输出端采用两帧组合成一帧的方式，将类型标识字符为第一类型标识的帧数据按照x轴、y轴交替发送；

23、所述数据通讯模块将按照x轴、y轴交替发送的前一帧数据进行缓存，在后一帧数据接收完成之后同步更新振镜的x轴和y轴的位置。

24、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，若识别到所述轴标识字符属于x轴标识，且所述类型标识字符为第二类型标识，则所述控制命令被定义为请求回传振镜x轴端的信息；响应所述控制命令，所述振镜的数据通讯模块将所述控制命令中请求回传的x轴端的信息发送至所述打标控制卡的数据输入端；

25、若识别到所述轴标识字符属于y轴标识，且所述类型标识字符为第二类型标识，则所述控制命令被定义为请求回传振镜y轴端的信息；响应所述控制命令，所述振镜的数据通讯模块将所述控制命令中请求回传的y轴端的信息发送至所述打标控制卡的数据输入端。

26、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，在所述振镜的数据通讯模块将所述控制命令中请求回传的信息发送至所述打标控制卡的数据输入端之后，还包括：

27、所述打标控制卡将振镜端回传的信息发送至电脑上的打标软件，由所述打标软件周期性地监控振镜运行状态，若根据回传的信息判定振镜运行出现故障，则控制激光设备停机。

28、根据本发明的另一方面，提供了一种激光设备的振镜控制通讯协议，其定义激光设备的打标控制卡向振镜发送的帧数据包括类型标识字符、轴标识字符、主体数据，其中，所述类型标识字符分为第一类型标识和第二类型标识，所述轴标识字符分为x轴标识和y轴标识；

29、若类型标识字符为第一类型标识、轴标识字符为x轴标识，则所述主体数据被解析为驱动振镜x轴移动的位置信息；

30、若类型标识字符为第一类型标识、轴标识字符为y轴标识，则所述主体数据被解析为驱动振镜y轴移动的位置信息；

31、若类型标识字符为第二类型标识、轴标识字符为x轴标识，则所述主体数据被解析为请求振镜返回x轴端的运行信息；

32、若类型标识字符为第二类型标识、轴标识字符为y轴标识，则所述主体数据被解析为请求振镜返回y轴端的运行信息。

33、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，若类型标识字符为第二类型标识，则所述主体数据中有定义请求返回信息类型的特征字符，所述信息类型包括电机温度、电机角度、电源电压、振镜状态字、振镜扫描器的实际角度位置、振镜扫描器的设定角度位置、振镜扫描器的实际角度位置误差、驱动板温度、pd供电电压、da卡温度、振镜系统固件版本号、数据传输完整性验证结果、振镜整机的序列号、通光孔孔径、激光波长、物料编号中的一种或多种。

34、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述帧数据还包括帧头数据，所述协议设定帧数据的帧头数据为包含至少三位连续的相同字符；

35、所述协议对所述主体数据采用双向编码方式，一组双向编码的最后一位与相邻下一组双向编码的第一位为取反关系；

36、所述通讯协议不对所述帧头数据双向编码。

37、根据本发明的再一方面，提供了一种激光设备，包括激光器、打标控制卡、振镜，其特征在于，所述打标控制卡与振镜基于如上所述的通讯方法进行通讯。

38、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述振镜包括数据通讯模块、数字模拟转换芯片及用于驱动镜片移动的执行机构，所述数据通讯模块或为可编程逻辑器件，其被配置为与所述打标控制卡双向通讯。

39、本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：在振镜与打标控制卡之间采用特定协议进行双向通讯，一方面实现对振镜位置的控制，另一方面可实时或定时监控振镜的工作状态，如振镜工作状态出现异常，则可以实现对激光设备自动停机。