專利名稱：一種高速激光器功率控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光加工設備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種高速激光器功率控制裝置及方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的激光切割應用中，激光器需要提供穩(wěn)定的大功率激光給機床進行切割以及快速響應機床功率信號。但因各種原因，包括氣壓不穩(wěn)、電源功率下降等等，會造成激光器功率的不穩(wěn)。由于激光的能量由電能提供，所以控制電源就可以穩(wěn)定的激光能量，也就是激光功率的波動可以通過電源來彌補。在進行機床在切割時，要求控制電路能高速、快速計算激光器的實時功率與機床的注入功率之間的差量，及時修改電源的注入電流，使激光能量的波形達到機床注入功率的波形相似。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種高速激光器功率控制裝置及方法，其既能穩(wěn)定激光器的激光功率，又能快速響應機床功率信號，使激光器能向機床提供穩(wěn)定的激光功率進行切割。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種高速激光器功率控制裝置，包括單片機控制模塊、用于采集機床注入功率信號的機床注入功率采樣模塊、用于采集激光器實際功率信號的激光器實際功率采樣模塊、用于對所述機床注入功率信號和所述激光器實際功率信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和反饋電路；其中，所述機床注入功率采樣模塊和所述激光器實際功率采樣模塊分別通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與所述單片機控制模塊的輸入端電連接；所述單片機控制模塊，用于根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量，并發(fā)送給所述反饋電路；所述反饋電路，用于根據(jù)所述功率的調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)對所述機床注入功率信號進行調(diào)節(jié)，得到反饋后的激光器功率控制信號。本發(fā)明所述的控制裝置，其中，所述反饋電路包括第一機床注入功率信號接收單元，用于接收所述機床注入功率采樣模塊發(fā)送的機床注入功率信號；調(diào)節(jié)量接收單元，用于接收所述單片機控制模塊發(fā)送的功率的調(diào)節(jié)量；控制信號計算單元，用于根據(jù)所述機床注入功率信號和所述調(diào)節(jié)量計算得出所述激光器功率控制信號；控制信號輸出單元，用于輸出所述激光器功率控制信號。本發(fā)明所述的控制裝置，其中，所述控制信號計算單元包括串聯(lián)連接的第一運算放大器、第二運算放大器和數(shù)字電位器；其中，所述第一運算放大器的同相輸入端接入所述機床注入功率信號，所述第一運算放大器的反向輸入端與輸出端連接，所述第一運算放大器的輸出端與所述數(shù)字電位器串聯(lián)；所述數(shù)字電位器與所述調(diào)節(jié)量接收單元連接，以根據(jù)所述調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)抽頭端的位置；所述第二運算放大器的同相輸入端連接所述數(shù)字電位器的抽頭端，所述第二運算放大器的反向輸入端與輸出端連接，所述第二運算放大器的輸出端與所述輸出單元連接。本發(fā)明所述的控制裝置，其中，所述單片機控制模塊包括第二機床注入功率信號接收單元、激光器實際功率信號接收單元和調(diào)節(jié)量計算單元；其中，所述第二機床注入功率信號接收單元，用于接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的機床注入功率信號；所述激光器實際功率信號接收單元，用于接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的激光器實際功率信號；所述調(diào)節(jié)量計算單元，用于根據(jù)所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量；調(diào)節(jié)量輸出單元，用于輸出所述調(diào)節(jié)量。本發(fā)明所述的控制裝置，其中，所述單片機控制模塊還包括與所述數(shù)字電位器連接的抽頭位置調(diào)節(jié)控制單元，用于根據(jù)所述調(diào)節(jié)量自動調(diào)節(jié)所述數(shù)字電位器抽頭端的位置。本發(fā)明還提供了一種高速激光器功率控制方法，其中，包括步驟采集機床注入功率信號；采集激光器實際功率信號；對所述機床注入功率信號和所述激光器實際功率信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號，采用 PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量；根據(jù)所述功率的調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)對所述機床注入功率信號進行調(diào)節(jié)，得到反饋后的激光器功率控制信號。本發(fā)明所述的控制方法，其中，所述步驟根據(jù)所述功率的調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)對所述機床注入功率信號進行調(diào)節(jié)，得到反饋后的激光器功率控制信號具體包括接收所述機床注入功率采樣模塊發(fā)送的機床注入功率信號；接收所述單片機控制模塊發(fā)送的功率的調(diào)節(jié)量；根據(jù)所述機床注入功率信號和所述調(diào)節(jié)量計算得出所述激光器功率控制信號；輸出所述激光器功率控制信號。本發(fā)明所述的控制方法，其中，所述步驟根據(jù)所述機床注入功率信號和所述調(diào)節(jié)量計算得出所述激光器功率控制信號具體包括采用包括第一運算放大器、第二運算放大器和數(shù)字電位器的反饋電路計算所述激光器功率控制信號；其中，所述第一運算放大器的同相輸入端接入所述機床注入功率信號，所述第一運算放大器的反向輸入端與輸出端連接，所述第一運算放大器的輸出端與所述數(shù)字電位器串聯(lián)；
所述數(shù)字電位器與所述調(diào)節(jié)量接收單元連接，以根據(jù)所述調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)抽頭端的位置；所述第二運算放大器的同相輸入端連接所述數(shù)字電位器的抽頭端，所述第二運算放大器的反向輸入端與輸出端連接，所述第二運算放大器的輸出端與所述輸出單元連接。本發(fā)明所述的控制方法，其中，所述步驟根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量具體包括接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的機床注入功率信號；接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的激光器實際功率信號；根據(jù)所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量；輸出所述調(diào)節(jié)量。本發(fā)明所述的控制方法，其中，所述步驟根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量還包括根據(jù)所述調(diào)節(jié)量自動調(diào)節(jié)所述數(shù)字電位器抽頭端的位置。本發(fā)明的有益效果在于通過采用單片機控制模塊根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的激光機實際功率信號和機床注入功率信號、采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量，并發(fā)送給反饋電路； 再由反饋電路根據(jù)功率的調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)對機床注入功率信號進行調(diào)節(jié)，得到反饋后的激光器功率控制信號，該激光器功率控制信號即是正確的控制激光器的激光功率的信號，這樣既能穩(wěn)定激光器的激光功率，又能快速響應機床功率信號，使激光器能向機床提供穩(wěn)定的激光功率進行切割。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是本發(fā)明較佳實施例的高速激光器功率控制裝置原理框圖；圖2是本發(fā)明較佳實施例的高速激光器功率控制裝置中反饋電路原理框圖；圖3是本發(fā)明較佳實施例的高速激光器功率控制裝置中控制信號計算單元電路圖；圖4是本發(fā)明較佳實施例的高速激光器功率控制裝置中單片機控制模塊原理框圖。
具體實施例方式本發(fā)明較佳實施例的高速激光器功率控制裝置原理框圖如圖1所示，包括單片機控制模塊10、機床注入功率采樣模塊30、激光器實際功率采樣模塊40、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊20和反饋電路50。其中，機床注入功率采樣模塊30用于采集機床注入功率信號，激光器實際功率采樣模塊40用于采集激光器實際功率信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊20用于對機床注入功率信號和激光器實際功率信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。其中，機床注入功率采樣模塊30和激光器實際功率采樣模塊40分別通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊20與單片機控制模塊10的輸入端電連接；單片機控制模塊10用于根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的激光機實際功率信號和機床注入功率信號，采用比例積分微分(Proportion Integration Differentiation,PID)算法計算功率的調(diào)節(jié)量，并發(fā)送給反饋電路50 ；反饋電路50用于根據(jù)功率的調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)對機床注入功率信號進行調(diào)節(jié)， 得到反饋后的激光器功率控制信號。激光器工作時，由上述控制裝置的單片機控制模塊10實時接收經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的激光機實際功率信號和機床注入功率信號，然后運用PID算法計算好功率的調(diào)節(jié)量，預先把調(diào)節(jié)量放在反饋電路50上，即發(fā)送給反饋電路50，以實時生成上述激光器功率控制信號，所得到的激光器功率控制信號即是正確的控制激光器的激光功率的信號，由于可以由單片機控制模塊10預先把調(diào)節(jié)量計算好后輸入給反饋電路50，因此可以實現(xiàn)激光功率的高速反饋，這樣既能穩(wěn)定激光器的激光功率，又能快速響應機床功率信號，使激光器能向機床提供穩(wěn)定的激光功率進行切割。上述實施例中，機床注入功率信號的大小一般是通過0-10V電壓的大小來表示。 反饋電路50優(yōu)選由數(shù)字電位器組成，并與機床注入功率信號相串聯(lián)，通過調(diào)節(jié)量控制數(shù)字電位器抽頭位置的改變，就可以改變機床輸給激光器的電壓。在進一步的實施例中，如圖2所示，上述反饋電路50包括第一機床注入功率信號接收單元51、調(diào)節(jié)量接收單元52、控制信號計算單元53和控制信號輸出單元M。其中，第一機床注入功率信號接收單元51用于接收機床注入功率采樣模塊30發(fā)送的機床注入功率信號；調(diào)節(jié)量接收單元52用于接收單片機控制模塊10發(fā)送的功率的調(diào)節(jié)量；控制信號計算單元53用于根據(jù)機床注入功率信號和調(diào)節(jié)量計算得出激光器功率控制信號；控制信號輸出單元M，用于輸出激光器功率控制信號。其中，控制信號計算單元53采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量，PID算法是按偏差的比例(P)、積分(I)和微分(D)進行控制，可以是增量式PID算法，位置式PID算法或者是微分先行PID算法，具體的計算過程可參考現(xiàn)有技術(shù)中的PID算法，在此不再贅述。上述第一機床注入功率信號接收單元51和調(diào)節(jié)量接收單元52 可以是電路，也可以只是單個元器件的輸入端；控制信號輸出單元M可以是具體的電路， 也可以只是單個元器件的輸出端。在更進一步的實施例中，如圖3所示，上述反饋電路50的控制信號計算單元53包括串聯(lián)連接的第一運算放大器531、第二運算放大器533和數(shù)字電位532器。其中，第一運算放大器531的同相輸入端接入機床注入功率信號，第一運算放大器531的反向輸入端與輸出端連接，第一運算放大器531的輸出端與數(shù)字電位器532串聯(lián)；數(shù)字電位器532與調(diào)節(jié)量接收單元52連接，以根據(jù)調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)抽頭端的位置；第二運算放大器533的同相輸入端連接數(shù)字電位器532的抽頭端，第二運算放大器533的反向輸入端與輸出端連接，第二運算放大器533的輸出端與輸出單元連接。第一機床注入功率信號接收單元51和調(diào)節(jié)量接收單元52可以理解為上述第一運算放大器531的同相輸入端；控制信號輸出單元M可以理解為上述第二運算放大器533的輸出端。上述反饋電路中，由于數(shù)字電位器532與機床注入功率信號相串聯(lián)，因此改變數(shù)字電位器532抽頭端的位置就可以改變輸出激光的功率。當激光器實際功率偏高時，單片機控制模塊10通過輸出調(diào)節(jié)量控制調(diào)低抽頭端的位置，減小接入到反饋電路50中的數(shù)字電位器532電阻值，則產(chǎn)生的激光器功率控制信號對應的電壓值就變小，控制激光器的實際功率下降；當激光器實際功率偏低時，單片機控制模塊10通過輸出調(diào)節(jié)量控制調(diào)高抽頭端的位置，增大接入到反饋電路50中的數(shù)字電位器532電阻值，則產(chǎn)生的激光器功率控制信號對應的電壓值就變大，控制激光器的實際功率上升。這樣就實現(xiàn)了激光器功率的反饋，
7達到穩(wěn)定激光器功率的目的。由于機床注入功率信號與數(shù)字電位器532是串聯(lián)連接，即可以預先把調(diào)節(jié)量放在反饋電路50上，每當有機床注入功率信號經(jīng)過反饋電路50時，輸出的就是正確的控制激光器的激光功率的信號。輸入與輸出之間的延時就是反饋電路50的延時，而反饋電路的延時主要來自數(shù)字電位器532，數(shù)字電位器532對信號的延時一般小于 200微秒，這樣就可以實現(xiàn)激光功率的高速反饋。上述實施例中，數(shù)字電位器532 —般由數(shù)字控制電路、存儲器和RDAC電路組成，其中RDAC電路是數(shù)字電位器的重要組成部分，它是一種特殊的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路，與一般的數(shù) /模電路不同的是轉(zhuǎn)換后的模擬量不是電壓值而是電阻值。不同型號的數(shù)字電位器數(shù)字控制電路的結(jié)構(gòu)形式不同，但主要功能都是將輸入的控制信號進行處理后控制RDAC，非易失性存儲器用來存儲控制信號和電位器的抽頭位置。上述實施例中，優(yōu)選采用的數(shù)字電位器為ADI公司的AD5293BRUZ，其抽頭數(shù)為1024，其控制信號即為單片機控制模塊10輸出的調(diào)節(jié)量信號。進一步地，如圖4所示，上述控制裝置中的單片機控制模塊10包括第二機床注入功率信號接收單元11、激光器實際功率信號接收單元12、調(diào)節(jié)量計算單元13和調(diào)節(jié)量輸出單元14。其中，第二機床注入功率信號接收單元11用于接收模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊20發(fā)送的機床注入功率信號；激光器實際功率信號接收單元12用于接收模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊20發(fā)送的激光器實際功率信號；調(diào)節(jié)量計算單元13用于根據(jù)激光機實際功率信號和機床注入功率信號，采用PI D算法計算功率的調(diào)節(jié)量；調(diào)節(jié)量輸出單元14，用于輸出調(diào)節(jié)量。其中，調(diào)節(jié)量計算單元13的具體計算采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量，PID算法是按偏差的比例(P)、積分(I) 和微分(D)進行控制，可以是增量式PID算法，位置式PID算法或者是微分先行PID算法， 具體的計算過程可參考現(xiàn)有技術(shù)中的PID算法，在此不再贅述。更進一步地，上述單片機控制模塊10還包括與數(shù)字電位器532連接的抽頭位置調(diào)節(jié)控制單元，用于根據(jù)調(diào)節(jié)量自動調(diào)節(jié)數(shù)字電位器532抽頭端的位置。當激光器實際功率偏高時，抽頭位置調(diào)節(jié)控制單元控制調(diào)低抽頭端的位置，減小接入到反饋電路中的數(shù)字電位器電阻值，則產(chǎn)生的激光器功率控制信號對應的電壓值就變小，控制激光器的實際功率下降；當激光器實際功率偏低時，抽頭位置調(diào)節(jié)控制單元控制調(diào)高抽頭端的位置，增大接入到反饋電路中的數(shù)字電位器電阻值，則產(chǎn)生的激光器功率控制信號對應的電壓值就變大， 控制激光器的實際功率上升。這樣就實現(xiàn)了激光器功率的反饋，達到穩(wěn)定激光器功率的目的。在本發(fā)明的另一實施例中，還提供了一種高速激光器功率控制方法，其包括步驟 采集機床注入功率信號；采集激光器實際功率信號；對機床注入功率信號和激光器實際功率信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的激光機實際功率信號和機床注入功率信號， 采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量；根據(jù)功率的調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)對機床注入功率信號進行調(diào)節(jié)， 得到反饋后的激光器功率控制信號。激光器工作時，實時接收經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的激光機實際功率信號和機床注入功率信號，然后運用PID算法計算好功率的調(diào)節(jié)量，可以預先把調(diào)節(jié)量放在反饋電路上，即發(fā)送給反饋電路，以實時生成上述激光器功率控制信號，所得到的激光器功率控制信號即是正確的控制激光器的激光功率的信號，可以實現(xiàn)激光功率的高速反饋，這樣既能穩(wěn)定激光器的激光功率，又能快速響應機床功率信號，使激光器能向機床提供穩(wěn)定的激光功率進行切割。
進一步地，上述實施例的控制方法中，根據(jù)功率的調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)對機床注入功率信號進行調(diào)節(jié)，得到反饋后的激光器功率控制信號的步驟具體包括接收機床注入功率采樣模塊發(fā)送的機床注入功率信號；接收單片機控制模塊發(fā)送的功率的調(diào)節(jié)量；根據(jù)機床注入功率信號和調(diào)節(jié)量計算得出激光器功率控制信號；輸出激光器功率控制信號。進一步地，上述實施例的控制方法中，根據(jù)機床注入功率信號和調(diào)節(jié)量計算得出激光器功率控制信號的步驟具體包括采用包括第一運算放大器、第二運算放大器和數(shù)字電位器的反饋電路計算激光器功率控制信號。其中，如前所述，請參閱圖3，第一運算放大器531的同相輸入端接入機床注入功率信號，第一運算放大器531的反向輸入端與輸出端連接，第一運算放大器531的輸出端與數(shù)字電位器532串聯(lián)；數(shù)字電位器532與調(diào)節(jié)量接收單元52連接，以根據(jù)調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)抽頭端的位置；第二運算放大器533的同相輸入端連接數(shù)字電位器532的抽頭端，第二運算放大器533的反向輸入端與輸出端連接，第二運算放大器 533的輸出端與輸出單元連接。同樣，由于數(shù)字電位器532與機床注入功率信號相串聯(lián)，因此改變數(shù)字電位器532抽頭端的位置就可以改變輸出激光的功率。具體的調(diào)節(jié)方法請參閱前述各實施例，在此不再贅述。進一步地，上述實施例的控制方法中，根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的激光機實際功率信號和機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量的步驟具體包括接收模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的機床注入功率信號；接收模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的激光器實際功率信號；根據(jù)激光機實際功率信號和機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量；輸出調(diào)節(jié)量。其中，采用PID算法進行調(diào)節(jié)量計算的具體過程可參考現(xiàn)有技術(shù)中的PID算法，在此不再贅述。進一步地，上述實施例的控制方法中，根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的激光機實際功率信號和機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量的步驟還包括根據(jù)調(diào)節(jié)量自動調(diào)節(jié)數(shù)字電位器抽頭端的位置。具體的調(diào)節(jié)過程請參閱前述各實施例，在此不再贅述。綜上，本發(fā)明通過采用單片機控制模塊根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的激光機實際功率信號和機床注入功率信號、采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量，并發(fā)送給反饋電路；再由反饋電路根據(jù)功率的調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)對機床注入功率信號進行調(diào)節(jié)，得到反饋后的激光器功率控制信號，該激光器功率控制信號即是正確的控制激光器的激光功率的信號，這樣既能穩(wěn)定激光器的激光功率，又能快速響應機床功率信號，使激光器能向機床提供穩(wěn)定的激光功率進行切割。應當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種高速激光器功率控制裝置，其特征在于，包括單片機控制模塊、用于采集機床注入功率信號的機床注入功率采樣模塊、用于采集激光器實際功率信號的激光器實際功率采樣模塊、用于對所述機床注入功率信號和所述激光器實際功率信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和反饋電路；其中，所述機床注入功率采樣模塊和所述激光器實際功率采樣模塊分別通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與所述單片機控制模塊的輸入端電連接；所述單片機控制模塊，用于根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量，并發(fā)送給所述反饋電路；所述反饋電路，用于根據(jù)所述功率的調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)對所述機床注入功率信號進行調(diào)節(jié)， 得到反饋后的激光器功率控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述反饋電路包括第一機床注入功率信號接收單元，用于接收所述機床注入功率采樣模塊發(fā)送的機床注入功率信號；調(diào)節(jié)量接收單元，用于接收所述單片機控制模塊發(fā)送的功率的調(diào)節(jié)量； 控制信號計算單元，用于根據(jù)所述機床注入功率信號和所述調(diào)節(jié)量計算得出所述激光器功率控制信號；控制信號輸出單元，用于輸出所述激光器功率控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于，所述控制信號計算單元包括串聯(lián)連接的第一運算放大器、第二運算放大器和數(shù)字電位器；其中，所述第一運算放大器的同相輸入端接入所述機床注入功率信號，所述第一運算放大器的反向輸入端與輸出端連接，所述第一運算放大器的輸出端與所述數(shù)字電位器串聯(lián)； 所述數(shù)字電位器與所述調(diào)節(jié)量接收單元連接，以根據(jù)所述調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)抽頭端的位置； 所述第二運算放大器的同相輸入端連接所述數(shù)字電位器的抽頭端，所述第二運算放大器的反向輸入端與輸出端連接，所述第二運算放大器的輸出端與所述輸出單元連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述單片機控制模塊包括第二機床注入功率信號接收單元、激光器實際功率信號接收單元和調(diào)節(jié)量計算單元；其中，所述第二機床注入功率信號接收單元，用于接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的機床注入功率信號；所述激光器實際功率信號接收單元，用于接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的激光器實際功率信號；所述調(diào)節(jié)量計算單元，用于根據(jù)所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號， 采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量；調(diào)節(jié)量輸出單元，用于輸出所述調(diào)節(jié)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述單片機控制模塊還包括與所述數(shù)字電位器連接的抽頭位置調(diào)節(jié)控制單元，用于根據(jù)所述調(diào)節(jié)量自動調(diào)節(jié)所述數(shù)字電位器抽頭端的位置。
6.一種高速激光器功率控制方法，其特征在于，包括步驟 采集機床注入功率信號；采集激光器實際功率信號；對所述機床注入功率信號和所述激光器實際功率信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換； 根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號，采用PID 算法計算功率的調(diào)節(jié)量；根據(jù)所述功率的調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)對所述機床注入功率信號進行調(diào)節(jié)，得到反饋后的激光器功率控制信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步驟根據(jù)所述功率的調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)對所述機床注入功率信號進行調(diào)節(jié)，得到反饋后的激光器功率控制信號具體包括接收所述機床注入功率采樣模塊發(fā)送的機床注入功率信號； 接收所述單片機控制模塊發(fā)送的功率的調(diào)節(jié)量；根據(jù)所述機床注入功率信號和所述調(diào)節(jié)量計算得出所述激光器功率控制信號； 輸出所述激光器功率控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步驟根據(jù)所述機床注入功率信號和所述調(diào)節(jié)量計算得出所述激光器功率控制信號具體包括采用包括第一運算放大器、第二運算放大器和數(shù)字電位器的反饋電路計算所述激光器功率控制信號；其中，所述第一運算放大器的同相輸入端接入所述機床注入功率信號，所述第一運算放大器的反向輸入端與輸出端連接，所述第一運算放大器的輸出端與所述數(shù)字電位器串聯(lián)； 所述數(shù)字電位器與所述調(diào)節(jié)量接收單元連接，以根據(jù)所述調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)抽頭端的位置； 所述第二運算放大器的同相輸入端連接所述數(shù)字電位器的抽頭端，所述第二運算放大器的反向輸入端與輸出端連接，所述第二運算放大器的輸出端與所述輸出單元連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步驟根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量具體包括接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的機床注入功率信號； 接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的激光器實際功率信號；根據(jù)所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量；輸出所述調(diào)節(jié)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述步驟根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的所述激光機實際功率信號和所述機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量還包括根據(jù)所述調(diào)節(jié)量自動調(diào)節(jié)所述數(shù)字電位器抽頭端的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速激光器功率控制裝置及方法，其中控制裝置包括單片機控制模塊、用于采集機床注入功率信號的機床注入功率采樣模塊、用于采集激光器實際功率信號的激光器實際功率采樣模塊、用于對機床注入功率信號和激光器實際功率信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和反饋電路；單片機控制模塊，用于根據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的激光機實際功率信號和機床注入功率信號，采用PID算法計算功率的調(diào)節(jié)量，并發(fā)送給反饋電路；反饋電路，用于根據(jù)功率的調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)對機床注入功率信號進行調(diào)節(jié)，得到反饋后的激光器功率控制信號。采用本發(fā)明的控制裝置，既能穩(wěn)定激光器的激光功率，又能快速響應機床功率信號，使激光器能向機床提供穩(wěn)定的激光功率進行切割。
文檔編號B23K26/42GK102554478SQ20111043982
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月25日
發(fā)明者盧洪湖, 彭金明, 董林華, 陳燚, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司