[發(fā)明專利]全固態(tài)大功率激光器通用控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810230068.3
• 申請日: 2008-12-24
• 公開（公告）號: CN101465509A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發(fā)明（設計）人: 張春杰;葛赭;孫邈
• 申請（專利權）人: 沈陽大陸激光柔性制造技術有限公司
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/10;H01S3/102;H01S3/042;H01S3/09
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司
• 代理人: 王東煜

1.全固態(tài)大功率激光器通用控制器是由硬件和軟件兩大部份組成，所述的硬件包括信號檢測及執(zhí)行單元、操作單元和主控單元；其特征在于：

所述的信號檢測及執(zhí)行單元，包括激光頭電源控制及檢測機構、冷卻水控制及檢測機構、保護氣控制及檢測機構、光腔漏水檢測機構、光閘開關控制機構和功率探測機構；

激光頭電源控制及檢測機構包括激光頭電源(15)、主控器(19)和串口(20)；激光頭電源(15)的輸出端通過導線與激光頭(12)的電源輸入端對應連接，激光頭電源(15)的控制端、電流和電壓的檢測端通過導線分別與串口(20)的對應端相連接，串口(20)與主控器(19)對應端腳連接；

冷卻水控制及檢測機構包括冷水機(8)、流量控制開關(10)；冷水機(8)的水出口(7)與激光頭冷水入口(21)連接，激光頭冷水出口(22)經冷水流量控制開關(10)與冷水機(8)的回水口(9)相連接，冷水機(8)的控制端與串口(20)的對應端相連接，串口(20)與主控器(19)對應端腳連接；在光纖頭26、激光頭冷水入口(21)、鏡片冷卻水入口(16)三個部位分別設置第一溫度檢測點(25)，第二溫度檢測點(23)，第三溫度檢測點(24)，信號檢測采用PT?100鉑電阻再通過溫度變送器變?yōu)?-20mA模擬信號，溫度變送器分別對應與線性光耦隔離電路相連接，經A/D模數轉換與主控器(19)對應端腳連接；

保護氣控制及檢測機構包括電磁閥(14)和氣體流量控制開關(13)；電磁閥(14)的入口端通過軟管與保護氣源相連接，電磁閥(14)的出口端經氣體流量控制開關(13)與激光器(1)的保護氣進口(27)連接，電磁閥(14)的控制端與串口(20)的對應端相連接，串口(20)與主控器(19)對應端腳連接；

光腔漏水檢測機構包括漏水探測器(28)，漏水探測器(28)為第一電極板(29)和第二電極板(30)分別嵌入激光器(1)底板上，兩條電極板(29)和(30)的同方向的一端各連接一導線，導線另一端與主控器(19)對應端腳連接；激光器(1)內設有三個漏水檢測點，第一漏水檢測點(6)設置在激光頭冷水入口(21)處，第二漏水檢測點(11)設置在激光頭冷水出口(22)處，第三漏水檢測點(18)設置在透鏡組(5)的一側；

光閘開關控制機構，包括光閘電機(3)、全返鏡(32)和吸光筒(4)；光閘電機(3)軸的前端設有光閘(17)，光閘(17)與光閘電機(3)的軸固定連接，光閘電機(3)的控制端通過導線與主控器(19)對應端腳連接；吸光筒(4)為帶有水冷夾套的圓筒，位于激光器(1)的一側，吸光筒(4)的軸線與光閘(40)平面成45°角；

功率探測機構包括功率探測器(2)、折返鏡(31)；功率探測器(2)裝設在激光器(1)的右側壁面上，功率探測器(2)的光線接收部件與折返鏡(31)通過的光線相一致，功率探測器(2)的輸出端與主控器(19)的對應端腳連接，主控器(19)相應端腳與放大器連接并經AD轉換輸出；

上述全固態(tài)大功率激光器通用控制器設置有外部控制設備的聯動控制接口(39)；聯動控制接口(39)采用4位光隔輸入及4位光隔輸出連接外部被控制系統(tǒng)的接口；

所述操作單元包括箱體(40)、控制面板(34)及裝設在控制面板(34)上的液晶顯示屏(36)、7個控制按鍵(35)及與其相對應的7個狀態(tài)指示燈、五個設置按鍵(33)和急停按扭(37)；各控制按鍵、設置按鍵、狀態(tài)指示燈和急停按扭(37)分別與主控器(19)相應端腳相連接；控制面板(34)裝設在箱體(40)上部的正面；

所述主控單元包括電源模塊(38)和主控器(19)；電源模塊(38)為二路隔離的電源模塊(38)，其中第一組開關電源為24VDC輸出，第二組開關電源為5VDC輸出，電源模塊(38)裝設在主控器(19)上，主控器(19)裝設在箱體(40)內的上部；

主控器(19)采用雙CPU結構，主、從CPU之間采用標準串口(20)并通過讀寫控制線進行通訊；

外部控制設備的聯動控制接口(39)與光耦隔離器對應連接，光耦隔離器與I/O輸入輸出接口連接，I/O輸入輸出接口與主控器(19)的CPU對應端連接；主控器(19)的CPU的相應輸出端與對應的光耦隔離器連接，光耦隔離器與對應的驅動繼電器相連接；

所述軟件包括系統(tǒng)主控程序、自動開停機程序、報警程序；所述主控程序包括按自動鍵開機子程序、自動打開保護氣開關并檢測保護氣是否正常子程序、預充保護氣和防止鏡片結露子程序；自動打開激光器冷水機構并檢測水路是否正常子程序、檢測開機溫度是否在規(guī)定范圍內并通過冷卻水調整溫度下降或上升至規(guī)定的溫度子程序、所有設備及參數符合要求后自動打開激光頭電源子程序、小電流預熱一分鐘子程序和按預置功率自動提升功率至要預置功率子程序；

所述自動開停機程序包括功率給定時控制電流上升及下降均緩慢步進調整子程序；按電源關機鍵后電源電流先自動緩慢步下降至0A，再關閉電源子程序、5秒鐘后再自動關閉水冷機組子程序和運行過程中開機警示燈閃亮子程序；

所述報警程序是由以下子程序組成：激光器保護氣未開超過三分鐘報警子程序，或鏡片冷卻水未開報警子程序，或激光頭冷卻水未開報警子程序，或光纖溫度過高報警子程序，或冷卻水溫度過高報警子程序，或激光器漏水報警子程序，或激光器運行電流過大報警子程序，或激光器運行電壓過高報警子程序，或自動運行時外圍執(zhí)行設備的I/O口接收到故障報警子程序。