[發明專利]一種高速激光器功率控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201110439826.4
• 申請日: 2011-12-25
• 公開（公告）號: CN102554478A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 董林華;盧洪湖;彭金明;陳燚;高云峰
• 申請（專利權）人: 深圳市大族激光科技股份有限公司
• 主分類號: B23K26/42
• 分類號: B23K26/42;B23K26/38;G05B19/18
• 代理公司: 廣東國暉律師事務所 44266
• 代理人: 陳琳

技術領域

本發明涉及激光加工設備技術領域，更具體地說，涉及一種高速激光器功率控制裝置及方法。

背景技術

在現有的激光切割應用中，激光器需要提供穩定的大功率激光給機床進行切割以及快速響應機床功率信號。但因各種原因，包括氣壓不穩、電源功率下降等等，會造成激光器功率的不穩。

由于激光的能量由電能提供，所以控制電源就可以穩定的激光能量，也就是激光功率的波動可以通過電源來彌補。在進行機床在切割時，要求控制電路能高速、快速計算激光器的實時功率與機床的注入功率之間的差量，及時修改電源的注入電流，使激光能量的波形達到機床注入功率的波形相似。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種高速激光器功率控制裝置及方法，其既能穩定激光器的激光功率，又能快速響應機床功率信號，使激光器能向機床提供穩定的激光功率進行切割。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

構造一種高速激光器功率控制裝置，包括單片機控制模塊、用于采集機床注入功率信號的機床注入功率采樣模塊、用于采集激光器實際功率信號的激光器實際功率采樣模塊、用于對所述機床注入功率信號和所述激光器實際功率信號進行模數轉換的模數轉換模塊和反饋電路；其中，

所述機床注入功率采樣模塊和所述激光器實際功率采樣模塊分別通過所述模數轉換模塊與所述單片機控制模塊的輸入端電連接；

所述單片機控制模塊，用于根據經過模數轉換后的所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調節量，并發送給所述反饋電路；

所述反饋電路，用于根據所述功率的調節量調節對所述機床注入功率信號進行調節，得到反饋后的激光器功率控制信號。

本發明所述的控制裝置，其中，所述反饋電路包括：

第一機床注入功率信號接收單元，用于接收所述機床注入功率采樣模塊發送的機床注入功率信號；

調節量接收單元，用于接收所述單片機控制模塊發送的功率的調節量；

控制信號計算單元，用于根據所述機床注入功率信號和所述調節量計算得出所述激光器功率控制信號；

控制信號輸出單元，用于輸出所述激光器功率控制信號。

本發明所述的控制裝置，其中，所述控制信號計算單元包括串聯連接的第一運算放大器、第二運算放大器和數字電位器；其中，

所述第一運算放大器的同相輸入端接入所述機床注入功率信號，所述第一運算放大器的反向輸入端與輸出端連接，所述第一運算放大器的輸出端與所述數字電位器串聯；

所述數字電位器與所述調節量接收單元連接，以根據所述調節量調節抽頭端的位置；

所述第二運算放大器的同相輸入端連接所述數字電位器的抽頭端，所述第二運算放大器的反向輸入端與輸出端連接，所述第二運算放大器的輸出端與所述輸出單元連接。

本發明所述的控制裝置，其中，所述單片機控制模塊包括：第二機床注入功率信號接收單元、激光器實際功率信號接收單元和調節量計算單元；其中，

所述第二機床注入功率信號接收單元，用于接收所述模數轉換模塊發送的機床注入功率信號；

所述激光器實際功率信號接收單元，用于接收所述模數轉換模塊發送的激光器實際功率信號；

所述調節量計算單元，用于根據所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調節量；

調節量輸出單元，用于輸出所述調節量。

本發明所述的控制裝置，其中，所述單片機控制模塊還包括：與所述數字電位器連接的抽頭位置調節控制單元，用于根據所述調節量自動調節所述數字電位器抽頭端的位置。

本發明還提供了一種高速激光器功率控制方法，其中，包括步驟：

采集機床注入功率信號；

采集激光器實際功率信號；

對所述機床注入功率信號和所述激光器實際功率信號進行模數轉換；

根據經過模數轉換后的所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調節量；

根據所述功率的調節量調節對所述機床注入功率信號進行調節，得到反饋后的激光器功率控制信號。

本發明所述的控制方法，其中，所述步驟根據所述功率的調節量調節對所述機床注入功率信號進行調節，得到反饋后的激光器功率控制信號具體包括：

接收所述機床注入功率采樣模塊發送的機床注入功率信號；

接收所述單片機控制模塊發送的功率的調節量；