[发明专利]一种均匀控制激光功率的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光切割领域，特别涉及一种均匀控制激光功率的方法及系统。

背景技术

CO2激光切割控制系统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烧蚀，同时通过设定特定的轨迹，在工件上加工出预期图形形状。CO2激光管的功率是通过CO2激光器来控制的，运动控制器通过控制CO2激光器来控制CO2激光管的出光功率的大小，通常CO2用来控制激光功率大小的接口为模拟量（0~5V）。所以只要运动控制器输出一个模拟量（0~5V）给CO2激光器，就可以间接的控制CO2激光管的功率大小。

现有的方案主要是通过外接一个可变电阻，通过调节可变电阻的阻值来输出一个0~5V的电压给CO2激光器。这个方案的最大缺点就是在一个切割运动中，CO2激光管的功率是一个恒定值，而切割路径的速度是不断变化的，这就导致在速度低的地方激光烧蚀工件材料要严重一点，而速度高的地方激光烧蚀工件的程度有可能还不足，无法达到切割工件烧蚀均匀性的工艺要求。

发明内容

本发明在于克服现有技术的上述不足，提供一种切割功率随切割速度不断变化、到达均匀切割的CO2激光切割功率控制方法及系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种均匀控制激光功率的方法，包括以下步骤：

S1、预先设定开关光参数、采集周期；

S2、切割开始后，运动控制器采集当前切割的运动矢量速度；

S3、根据所述运动矢量速度和所述采集周期，得到距离参数；

S4、根据所述距离参数和所述开关光参数，得到开关光次数；

S5、根据所述开光次数得到PWM波形，利用所述PWM波形控制CO2激光器开关的开断，其中，所述PWM波形频率的大小为所述开光次数。

进一步地，所述采集周期为1ms。

进一步地，所述距离参数为：

L=V×Δt，其中V为当前切割的运动矢量速度，Δt为预先设定的采集周期。

进一步地，所述开关光次数为：

A=L×N，其中N为预先设定的开关光参数。

本发明同时提供一种均匀控制激光功率的系统，包括依次连接的运动控制器、数据处理器、CO2激光器，

所述数据处理器存储有预先设定的开关光参数、采集周期；

所述运动控制器用于在切割开始后采集当前切割的运动矢量速度，并将所述运动矢量速度发送到数据处理器；

所述数据处理器还用于根据所述运动矢量速度和所述采集周期，得到距离参数；

所述数据处理器还用于根据所述距离参数和所述开关光参数，得到开关光次数；

所述数据处理器还用于根据所述开光次数得到PWM波形，并利用所述PWM波形控制CO2激光器开关的开断，所述CO2激光器用于根据开关的开断控制切割时的光功率，其中，所述PWM波形频率的大小为所述开光次数。

进一步地，所述采集周期为1ms。

进一步地，所述距离参数为：

L=V×Δt，其中V为当前切割的运动矢量速度，Δt为预先设定的采集周期。

进一步地，所述开关光次数为：

A=L×N，其中N为预先设定的开关光参数。

进一步地，所述数据处理器为FPGA芯片。

进一步地，所述数据处理器与所述CO2激光器之间设置有光电耦合器。

与现有技术相比，本发明的有益效果

本发明的均匀控制激光功率的方法能够实时精确的控制激光管的切割功率，使得在切割速度变化时，也能达到切割工件烧蚀均匀性的工艺要求。

附图说明

图1是本发明的均匀控制激光功率的方法流程框图。

图2是本发明的均匀控制激光功率的系统模块框图。

图3是本发明的一个具体实施例示出的均匀控制激光功率的系统框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1：

图1是本发明的均匀控制激光功率的方法流程框图，包括以下步骤：

S1、预先设定开关光参数、采集周期；

S2、切割开始后，运动控制器采集当前切割的运动矢量速度；

S3、根据所述运动矢量速度和所述采集周期，得到距离参数；