[发明专利]一种用于薄脆材料的超快激光等距离打点加工方法

说明书

本发明涉及超快激光器等距离打点加工技术领域，具体地说是一种用于薄脆材料的超快激光等距离打点加工方法。一种用于薄脆材料的超快激光等距离打点加工方法，包括PSO控制器、编码器、机床、超快脉冲激光器，其特征在于：机床的速度信号通过编码器连接PSO控制器，数控设备内部软件模块的参数信号通过线路连接PSO控制器，PSO控制器双向连接超快脉冲激光器。同现有技术相比，提供一种用于薄脆材料的超快激光等距离打点加工方法，PSO控制器为整个系统的核心部分。它接收来自数控软件的打点距离参数、来自机床的各个轴编码器信号、来自超快脉冲激光器的重频信号Sync，通过预测的方式计算得出控制信号的输出时间，完成对超快脉冲激光器的精确控制。

技术领域

本发明涉及超快激光器等距离打点加工技术领域，具体地说是一种用于薄脆材料的超快激光等距离打点加工方法。

背景技术

超快激光器内部存在一个重频信号Sync，其自身特性决定了Sync信号周期T_sync与频率F_sync均为固定值。外部控制器控制超快激光器的方式为：当超快激光器在内部重频信号上升沿检测到外部输入控制信号为高电平且持续一定时间时，经过一段固有延时T_dl后输出一次单脉冲。

在超快激光器打点加工控制领域，由于其自身特性决定当频率F_sync固定时单脉冲能量为定值。传统控制方式为等时间间隔输出控制信号，这种控制方式的弊端在于：当加工过程中遭遇加减速段，由于等时间间隔内速度出现波动，导致两次打点间距出现变化，造成超快激光器输出能量不均匀，无法实现等距离打点加工。

在已公开的发明专利：激光器脉冲同步控制方法及系统(201810173634.5)，是利用第三方给出的出光信号，根据时序关系，以及产生出光脉冲个数来生成最终的出光脉冲控制信号。这种控制方式的弊端在于：无法做到与激光器重频信号同步，精度误差较大。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种用于薄脆材料的超快激光等距离打点加工方法，PSO控制器为整个系统的核心部分。它接收来自数控软件的打点距离参数、来自机床的各个轴编码器信号、来自超快脉冲激光器的重频信号Sync，通过预测的方式计算得出控制信号的输出时间，完成对超快脉冲激光器的精确控制。

为实现上述目的，设计一种用于薄脆材料的超快激光等距离打点加工方法，包括PSO控制器、编码器、机床、超快脉冲激光器，其特征在于：机床的速度信号通过编码器连接PSO控制器，数控设备内部软件模块的参数信号通过线路连接PSO控制器，PSO控制器双向连接超快脉冲激光器；

所述的方法如下：

(1)在数控设备内部软件模块根据产品的加工需求设置打点加工参数，包括打点间距Delta_s、加工速度V_work，并将打点间距Delta_s、加工速度V_work发送给PSO控制器；

(2)超快脉冲激光器将重频信号频率F_sync发送给PSO控制器；

(3)机床通过编码器将速度信号发送给PSO控制器；

(4)PSO控制器利用FPGA检测超快脉冲激光器将重频信号频率F_sync的上升沿，并测量重频信号频率F_sync是否与数控软件设置的重频信号频率相等；

(5)PSO控制器根据编码器信号，计算出当前位置与上次超快激光器出光位置的实际距离dist，其中，n为机床电机轴数，encoder_i_cur为当前轴坐标，encoder_i_pre为当前轴上次出光坐标；