[發明專利]一種CO2激光切割功率控制方法及系統

有效

• 申請號: 201610580886.0
• 申請日: 2016-07-21
• 公開（公告）號: CN106141450B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 譚平;曹志明;周維;唐星;黃俊豪
• 申請（專利權）人: 成都福譽科技有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/70
• 代理公司: 四川力久律師事務所51221
• 代理人: 王蕓,熊曉果

技術領域

本發明涉及激光切割領域，特別涉及一種CO2激光切割功率控制方法及系統。

背景技術

CO2激光切割控制系統是利用聚焦的高功率激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化或燒蝕，同時通過設定特定的軌跡，在工件上加工出預期圖形形狀。CO2激光管的功率是通過CO2激光器來控制的，運動控制器通過控制CO2激光器來控制CO2激光管的出光功率的大小，通常CO2用來控制激光功率大小的接口為模擬量(0～5V)。所以只要運動控制器輸出一個模擬量(0～5V)給CO2激光器，就可以間接的控制CO2激光管的功率大小。

現有的方案主要是通過外接一個可變電阻，通過調節可變電阻的阻值來輸出一個0～5V的電壓給CO2激光器。這個方案的最大缺點就是在一個切割運動中，CO2激光管的功率是一個恒定值，而切割路徑的速度是不斷變化的，這就導致在速度低的地方激光燒蝕工件材料要嚴重一點，而速度高的地方激光燒蝕工件的程度有可能還不足，無法達到切割工件燒蝕均勻性的工藝要求。

發明內容

本發明在于克服現有技術的上述不足，提供一種切割功率隨切割速度不斷變化、到達均勻切割的CO2激光切割功率控制方法及系統。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案是：

一種CO2激光切割功率控制方法，包括以下步驟，

S1、預先設定切割路徑的最大速度、最小速度、最大速度對應的最大功率、最小速度對應的最小功率；

S2、切割開始后，運動控制器采集當前切割的運動矢量速度；

S3、根據最大速度、最小速度、最大速度對應的最大功率、最小速度對應的最小功率、當前切割的運動矢量速度計算當前的切割功率；

S4、根據當前的切割功率進行切割。

進一步地，所述計算當前的切割功率為：

其中，P_t為當前的切割功率，P_max為最大功率，P_min為最小功率，V_max為最大速度，V_min為最小速度，V_t為當前切割的運動矢量速度。

進一步地，所述當前切割的運動矢量速度的采集周期為1ms。

本發明同時提供一種CO2激光切割功率控制系統，包括數據處理器、運動控制器、CO2激光管，所述數據處理器、所述運動控制器、所述CO2激光管依次連接，

所述數據處理器中預先存儲有當前切割路徑的最大速度、最小速度、最大速度對應的最大功率、最小速度對應的最小功率；

運動控制器，用于切割開始后采集當前切割的運動矢量速度，并將所述運動矢量速度發送到數據處理單元中，；

所述數據處理器還用于根據最大速度、最小速度、最大速度對應的最大功率、最小速度對應的最小功率、當前切割的運動矢量速度得到當前的切割功率信號，并將所述當前的切割功率信號實時發送到運動控制器；

所述運動控制器控制C02激光管發出所述切割功率的激光進行切割。

進一步地，所述當前的切割功率為：

其中，P_t為當前的切割功率，P_max為最大功率，P_min為最小功率，V_max為最大速度，V_min為最小速度，V_t為當前切割的運動矢量速度。

進一步地，所述當前切割的運動矢量速度的采集周期為1ms。

進一步地，所述運動控制器包括依次連接的施密特觸發器及DA轉換電路；所述施密特觸發器用于將所述切割功率信號進行反相整形、數字模擬轉換后發送至C02激光管。

進一步地，所述施密特觸發器為芯片SN74HC14。

進一步地，所述數據處理器為FPGA芯片。

進一步地，所述數據處理器與所述運動控制器之間還設置有高速光耦

與現有技術相比，本發明的有益效果

本發明的CO2激光切割功率控制方法能夠實時精確的控制激光管的切割功率，使得在切割速度變化時，也能達到切割工件燒蝕均勻性的工藝要求。

附圖說明

圖1是本發明的CO2激光切割功率控制方法流程框圖。

圖2是本發明的CO2激光切割功率控制系統模塊框圖。

圖3是本發明的CO2激光切割功率控制系統電路圖。

具體實施方式