[實(shí)用新型]一種對(duì)激光傳導(dǎo)裝置和激光器的自動(dòng)保護(hù)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220699094.2
• 申請(qǐng)日: 2012-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203156243U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵軍;晏恒峰;王劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海目（北京）激光與數(shù)控發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/42
• 分類號(hào): B23K26/42
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種在激光切割及焊接時(shí)，對(duì)激光傳導(dǎo)裝置和激光器的自動(dòng)保護(hù)設(shè)備。?

背景技術(shù)

在使用中高功率激光器（如CO₂激光器，波長(zhǎng)在10.6μm左右；YAG激光器及光纖激光器，波長(zhǎng)在1070nm左右）進(jìn)行金屬切割或焊接應(yīng)用時(shí)，通常會(huì)遇到以下情況，導(dǎo)致切割或焊接質(zhì)量下降，甚至直接造成激光傳導(dǎo)裝置損壞或激光器損壞：?

（1）激光傳導(dǎo)裝置（如聚焦鏡，保護(hù)鏡，反射鏡等）被污染，結(jié)露或增透膜壞損，導(dǎo)致激光無(wú)法有效的通過(guò)。?

（2）光束與各激光傳導(dǎo)裝置的通過(guò)中心不同心，導(dǎo)致激光不能被正確傳導(dǎo)，不被正確傳導(dǎo)的光會(huì)被反射，漫反射或折射到其他元器件上并加熱它們，導(dǎo)致其他元器件的損壞。?

（3）加工時(shí)焦點(diǎn)偏離正常位置過(guò)多，導(dǎo)致無(wú)法正確聚焦，激光無(wú)法有效與材料作用而被大計(jì)量反射。?

（4）在某些加工條件下，材料發(fā)熱非常嚴(yán)重，強(qiáng)大的熱輻射會(huì)加熱各激光傳導(dǎo)裝置包括激光器本體，造成其損壞，還有可能產(chǎn)生熱透鏡效應(yīng)，使激光焦點(diǎn)發(fā)生偏移，直接導(dǎo)致加工質(zhì)量下降。?

這些問(wèn)題的防護(hù)一直是世界性的難題，因?yàn)楹茈y用簡(jiǎn)單的指標(biāo)去衡量這些問(wèn)題的存在或嚴(yán)重程度，故目前基本上都依靠人的視覺(jué)，聽(tīng)覺(jué)，觸覺(jué)以及經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，因?yàn)槿说膫€(gè)體差異很大，所以判斷的準(zhǔn)確性也參差不齊。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種對(duì)激光傳導(dǎo)裝置和激光器的自動(dòng)保護(hù)設(shè)備，該設(shè)備可替代人工判斷。?

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種對(duì)激光傳導(dǎo)裝置和激光器的自動(dòng)保護(hù)設(shè)備，包括傳感器模塊、傳感器處理模塊、控制模塊、通訊模塊、輸入輸出模塊、人機(jī)交互界面；?

所述傳感器模塊用于對(duì)分布在激光傳導(dǎo)裝置及激光器中的傳感器的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集；?

所述傳感器處理模塊用于對(duì)傳感器模塊采集的信息進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理；?

所述控制模塊對(duì)傳感器處理模塊處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，判斷激光傳導(dǎo)裝置及激光器的狀態(tài)并控制對(duì)激光傳導(dǎo)裝置和激光器的保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)措施；?

所述通訊模塊用于與外圍設(shè)備進(jìn)行通訊；?

所述輸入輸出模塊用于提供電壓、時(shí)鐘的輸入輸出接口，用于繼電器控制，單片機(jī)通訊；?

所述人機(jī)交互界面用于顯示數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析結(jié)果，并提供用戶操作接口，供用戶進(jìn)行操作。?

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。?

進(jìn)一步，所述傳感器模塊包括探測(cè)配套激光器波段的光電傳感器、溫度傳感器、熱電堆傳感器、熱電偶傳感器、濕度傳感器。?

進(jìn)一步，所述探測(cè)配套激光器波段的光電傳感器、溫度傳感器、熱電堆傳感器、熱電偶傳感器、濕度傳感器分別為一個(gè)或一個(gè)以上。?

進(jìn)一步，所述人機(jī)交互界面包括儀表盤(pán)顯示器和/或示波器顯示器和/或模擬LED顯示器。?

在本實(shí)用新型一種對(duì)激光傳導(dǎo)裝置和激光器的自動(dòng)保護(hù)設(shè)備中：?

所述傳感器處理模塊對(duì)傳感器模塊采集的信息進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的過(guò)程為：所述傳感器處理模塊首先接收傳感器模塊采集的信息，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將傳感器模塊采集的信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，最后傳送到控制模塊。根據(jù)不同的應(yīng)用需求，經(jīng)過(guò)傳感器處理模塊處理后的數(shù)字信號(hào)提供多種通信協(xié)議選擇，其中多種通信協(xié)議選擇有CAN總線，RS232，RS485，Modbus，傳感器處理模塊是一個(gè)獨(dú)立的電路，主要完成各種傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)換，首先是當(dāng)收到上位機(jī)命令后將各傳感器的數(shù)據(jù)采集，然后做初步處理，將處理過(guò)的數(shù)據(jù)打包，返回到上位機(jī)，返回的信息符合RS485、RS232、RS485或CAN總線標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)通訊模塊與上位機(jī)進(jìn)行協(xié)議交換。?

所述控制模塊為一個(gè)集成電路控制板，該模塊兼容PC的Windows系統(tǒng)如Windows?XP/Vista/7等，也兼容Windows?CE6.0及以上的嵌入式平臺(tái)，所述控制模塊有兩種組成方式，一種是PC，一種是嵌入式系統(tǒng)，其中嵌入式系統(tǒng)與軟件中還包含一個(gè)基于ARM的嵌入式系統(tǒng)用于搭載該模塊，該模塊有兩種選擇，一種是基于PC的，一種是基于ARM嵌入式系統(tǒng)的，它們完成的任務(wù)是一致的，都是用于接收傳感器處理模塊的數(shù)字信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊計(jì)算、模式識(shí)別的人工智能算法自動(dòng)判斷激光傳導(dǎo)裝置及激光器的狀態(tài)并做出相應(yīng)的保護(hù)措施，所述保護(hù)措施如下：?

（1）水冷機(jī)的啟停及水溫調(diào)節(jié)，主要目的是防止結(jié)露，和防止在沒(méi)有水冷的情況下激光傳導(dǎo)裝置或激光器工作。?