[發明專利]一種激光加工控制方法、系統及激光切割機加工系統

有效

• 申請號: 201010138354.4
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN101862903A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 高云峰;曹雄新;嚴超;雷群;翟學濤
• 申請（專利權）人: 深圳市大族激光科技股份有限公司;深圳市大族數控科技有限公司
• 主分類號: B23K26/36
• 分類號: B23K26/36;B23K26/42
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于激光加工技術領域，尤其涉及一種激光加工控制方法、系統及激光切割機加工系統。

背景技術

激光加工是指利用激光發生器發出的激光束作為加工工具投射到待加工材料表面來完成如切割、鉆孔、蝕刻等的加工過程。在某些加工過程中，要求激光束在待加工材料表面形成的加工痕跡的能量分布均勻，這就需要對激光發生器發出的激光束的功率進行精確的控制。

傳統的利用激光束進行切割加工的過程是采用恒功率方式控制激光發生器輸出激光束的。在恒功率方式下，僅控制激光發生器的開光與關光，在控制激光發生器開光時，激光發生器輸出恒定功率的激光束，在控制激光發生器關光時，激光發生器零功率輸出激光束。該種控制方式僅能控制激光發生器輸出功率的有無，而不能實現對激光發生器在加工過程中的輸出功率的控制，由于在激光切割加工過程中，激光束必然存在加速、減速等移動過程，而由于激光發生器的輸出功率恒定，從而導致待加工材料在激光束的加速段、減速段的能量積累不均勻，造成切割深度嚴重不均勻。

為此，現有技術提出一種速度指令跟隨控制方法，該速度指令跟隨控制方法是將驅動激光發生器發出激光束的脈沖信號的占空比0％-100％直接與激光發生器的全功率輸出0％-100％直接線性對應。在控制過程中，以控制激光束加工速度的運動控制器的當前速度指令為變量，根據某種算法計算激光發生器的當前輸出功率，之后通過將該激光發生器的當前輸出功率與預設的一常量相乘，得到與激光發生器的當前輸出功率線性對應的驅動激光發生器發出激光束的脈沖信號的占空比，并以具有該占空比的脈沖信號驅動激光發生器發出激光束。

然而，采用現有技術提供的該速度指令跟隨控制方法時，由于激光束的實際運動速度必然滯后于運動控制器發出的速度指令，導致激光束功率超前，具體表現在待加工材料在激光束的加速段能量偏小，在激光束的減速段能量偏大，造成使得切割深度不均勻。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種激光加工控制方法，旨在解決現有技術提供的速度指令跟隨控制方法由于激光束的實際運動速度滯后于運動控制器發出的速度指令，導致切割深度不均勻的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種激光加工控制方法，所述方法包括以下步驟：

采樣激光束加工速度；

根據所述激光束加工速度計算激光發生器的輸出功率；

根據預存的記錄了激光發生器的輸出功率與具有相同頻率且具有不同占空比的脈沖信號對應關系的功率表，獲取與計算得到的所述激光發生器的輸出功率對應的激光發生器驅動脈沖信號的占空比；

以具有獲取到的所述占空比的脈沖信號，驅動所述激光發生器發出激光束。

本發明實施例的另一目的在于提供一種激光加工控制系統，所述系統包括：

速度采樣單元，用于采樣激光束加工速度；

功率計算單元，用于根據所述速度采樣單元采樣的激光束加工速度計算所述激光發生器的輸出功率；

獲取單元，用于根據預存的記錄了激光發生器的輸出功率與具有相同頻率且具有不同占空比的脈沖信號對應關系的功率表，獲取與所述功率計算單元計算得到的所述激光發生器的輸出功率對應的激光發生器驅動脈沖信號的占空比；

驅動單元，用于以具有所述獲取單元獲取到的占空比的脈沖信號，驅動所述激光發生器發出激光束。

本發明實施例的另一目的在于提供一種激光切割機加工系統，包括一激光加工控制系統，所述激光加工控制系統采用如上所述的激光加工控制系統。

本發明實施例提供的激光加工控制方法是根據采樣得到的激光束加工速度得到激光發生器的輸出功率，并通過預存的記錄有激光發生器的輸出功率與具有相同頻率且具有不同占空比的驅動脈沖信號的對應關系的功率表，得到激光發生器的輸出功率對應的激光發生器驅動脈沖信號的占空比，并以具有該占空比的脈沖信號，驅動激光發生器發出激光束的，不需要從運動控制系統讀取速度，避免了激光束的實際運動速度滯后于速度指令，當應用于激光切割領域時，可以改善切割深度的均勻性。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的激光加工控制方法的流程圖；

圖2是本發明實施例中激光束在待加工材料表面形成的加工直線示例；

圖3是本發明實施例中激光發生器的輸出功率與具有相同頻率且具有不同占空比的驅動脈沖信號的對應關系曲線；

圖4是本發明實施例提供的激光加工控制系統的原理結構框圖。

具體實施方式