[发明专利]一种激光加工控制方法、系统及激光切割机加工系统

说明书

技术领域

本发明属于激光加工技术领域，尤其涉及一种激光加工控制方法、系统及激光切割机加工系统。

背景技术

激光加工是指利用激光发生器发出的激光束作为加工工具投射到待加工材料表面来完成如切割、钻孔、蚀刻等的加工过程。在某些加工过程中，要求激光束在待加工材料表面形成的加工痕迹的能量分布均匀，这就需要对激光发生器发出的激光束的功率进行精确的控制。

传统的利用激光束进行切割加工的过程是采用恒功率方式控制激光发生器输出激光束的。在恒功率方式下，仅控制激光发生器的开光与关光，在控制激光发生器开光时，激光发生器输出恒定功率的激光束，在控制激光发生器关光时，激光发生器零功率输出激光束。该种控制方式仅能控制激光发生器输出功率的有无，而不能实现对激光发生器在加工过程中的输出功率的控制，由于在激光切割加工过程中，激光束必然存在加速、减速等移动过程，而由于激光发生器的输出功率恒定，从而导致待加工材料在激光束的加速段、减速段的能量积累不均匀，造成切割深度严重不均匀。

为此，现有技术提出一种速度指令跟随控制方法，该速度指令跟随控制方法是将驱动激光发生器发出激光束的脉冲信号的占空比0％-100％直接与激光发生器的全功率输出0％-100％直接线性对应。在控制过程中，以控制激光束加工速度的运动控制器的当前速度指令为变量，根据某种算法计算激光发生器的当前输出功率，之后通过将该激光发生器的当前输出功率与预设的一常量相乘，得到与激光发生器的当前输出功率线性对应的驱动激光发生器发出激光束的脉冲信号的占空比，并以具有该占空比的脉冲信号驱动激光发生器发出激光束。

然而，采用现有技术提供的该速度指令跟随控制方法时，由于激光束的实际运动速度必然滞后于运动控制器发出的速度指令，导致激光束功率超前，具体表现在待加工材料在激光束的加速段能量偏小，在激光束的减速段能量偏大，造成使得切割深度不均匀。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种激光加工控制方法，旨在解决现有技术提供的速度指令跟随控制方法由于激光束的实际运动速度滞后于运动控制器发出的速度指令，导致切割深度不均匀的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种激光加工控制方法，所述方法包括以下步骤：

采样激光束加工速度；

根据所述激光束加工速度计算激光发生器的输出功率；

根据预存的记录了激光发生器的输出功率与具有相同频率且具有不同占空比的脉冲信号对应关系的功率表，获取与计算得到的所述激光发生器的输出功率对应的激光发生器驱动脉冲信号的占空比；

以具有获取到的所述占空比的脉冲信号，驱动所述激光发生器发出激光束。

本发明实施例的另一目的在于提供一种激光加工控制系统，所述系统包括：

速度采样单元，用于采样激光束加工速度；

功率计算单元，用于根据所述速度采样单元采样的激光束加工速度计算所述激光发生器的输出功率；

获取单元，用于根据预存的记录了激光发生器的输出功率与具有相同频率且具有不同占空比的脉冲信号对应关系的功率表，获取与所述功率计算单元计算得到的所述激光发生器的输出功率对应的激光发生器驱动脉冲信号的占空比；

驱动单元，用于以具有所述获取单元获取到的占空比的脉冲信号，驱动所述激光发生器发出激光束。

本发明实施例的另一目的在于提供一种激光切割机加工系统，包括一激光加工控制系统，所述激光加工控制系统采用如上所述的激光加工控制系统。

本发明实施例提供的激光加工控制方法是根据采样得到的激光束加工速度得到激光发生器的输出功率，并通过预存的记录有激光发生器的输出功率与具有相同频率且具有不同占空比的驱动脉冲信号的对应关系的功率表，得到激光发生器的输出功率对应的激光发生器驱动脉冲信号的占空比，并以具有该占空比的脉冲信号，驱动激光发生器发出激光束的，不需要从运动控制系统读取速度，避免了激光束的实际运动速度滞后于速度指令，当应用于激光切割领域时，可以改善切割深度的均匀性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的激光加工控制方法的流程图；

图2是本发明实施例中激光束在待加工材料表面形成的加工直线示例；

图3是本发明实施例中激光发生器的输出功率与具有相同频率且具有不同占空比的驱动脉冲信号的对应关系曲线；

图4是本发明实施例提供的激光加工控制系统的原理结构框图。

具体实施方式