[發(fā)明專利]一種激光加工系統(tǒng)及激光能量控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711330985.4
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108057953A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余廷勛;高壘;甘明輝;徐地明
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東正業(yè)科技股份有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/062;B23K26/70;H01S5/042
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種激光加工系統(tǒng)，其特征在于，包括：

激光功率輸出模塊、光束分離器、光電探測器、功率控制模塊及人機(jī)交互模塊；

所述激光功率輸出模塊用于接收所述功率控制模塊發(fā)送的開關(guān)控制信號和電壓模擬量控制信號，以同步和調(diào)制激光的輸出功率；

所述光束分離器用于將所述激光功率輸出模塊輸出的激光光束，按照預(yù)設(shè)能量比例分成兩束，將能量占比大的第一光束出射至待加工工件，能量占比小的第二光束入射至所述光電探測器；

所述光電探測器用于將采集的所述第二光束的光脈沖信息轉(zhuǎn)化為電信號，并將所述電信號發(fā)送至所述功率控制模塊；

所述功率控制模塊包括能量控制器和運動控制器，用于將電平信號作為開關(guān)控制信號，及根據(jù)控制電壓轉(zhuǎn)化的電壓模擬量控制信號發(fā)送至所述激光功率輸出模塊；所述運動控制器將所述待加工工件需求的能量目標(biāo)值發(fā)送至所述能量控制器；所述能量控制器根據(jù)所述能量目標(biāo)值、所述電信號與用戶輸入的配置參數(shù)，實時計算控制電壓；

所述人機(jī)交互模塊用于與所述功率控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于，所述激光功率輸出模塊包括脈沖激光器，所述脈沖激光器通過所述功率控制模塊發(fā)送的開關(guān)控制信號和電壓模擬量控制信號進(jìn)行功率的實時調(diào)制，以輸出所述待加工工件所需功率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于，所述激光功率輸出模塊包括脈沖激光器和聲光調(diào)制器；

所述聲光調(diào)制器通過利用所述功率控制模塊發(fā)送的電壓模擬量控制信號對施加的電壓進(jìn)行調(diào)制，將接收所述脈沖激光器發(fā)射的脈沖激光光束，轉(zhuǎn)化為不同光強(qiáng)度的一級衍射光束，并將所述一級衍射光束入射至所述光束分離器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于，所述光束分離器按照1：99將所述激光光束分成兩束，將能量占比為99％的第一光束反射至待加工工件，將能量占比為1％的第二光束入射至所述光電探測器。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖激光器的波長為355nm、平均功率為11w、脈沖頻率為40kHz-90kHz、單脈沖能量為275μj。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)交互模塊還包括顯示器，用于向用戶展示當(dāng)前輸出的激光功率及所述待加工工件的加工狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)控制信號為TTL電平信號。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

報警器，用于當(dāng)檢測當(dāng)前輸出功率超過預(yù)設(shè)閾值范圍時，進(jìn)行報警。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光加工系統(tǒng)，其特征在于，所述功率控制模塊還包括濾波器。

10.一種激光能量控制方法，其特征在于，包括：

獲取用戶通過人機(jī)交互模塊輸入的配置參數(shù)，運動控制器發(fā)送的待加工工件需求的能量目標(biāo)值、及光電探測器發(fā)送的功率信息；

根據(jù)所述配置參數(shù)、所述能量目標(biāo)值及所述功率信息實時計算控制電壓，并將所述控制電壓轉(zhuǎn)化為電壓模擬量控制信號，所述電壓模擬量控制信號用于控制調(diào)節(jié)激光的輸出功率。