專利名稱：一種用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光加工，特 別是涉及一種用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有激光加工設(shè)備大多在激光腔的輸出端設(shè)有激光功率檢測裝置，將其檢測到的激光功率實時負(fù)反饋至激光電源控制部件的控制端以控制激光輸出的大小，進(jìn)而提高激光輸出的穩(wěn)定性。由于這種激光功率負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)未包括激光腔鏡至激光加工點之間的輸出光纖耦合傳輸系統(tǒng)中的激光入射單元、光纖和激光出射單元，且這些部分出現(xiàn)損壞尚無法判斷，因此，嚴(yán)重制約了加工點激光輸出穩(wěn)定性的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是彌補上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。這種用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)，包括由激光器、設(shè)置在激光器輸出端的激光器輸出功率檢測電路、負(fù)反饋控制電路，以及激光電源控制電路依次連接組成的閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)，所述激光器輸出功率檢測電路還與激光電源控制電路連接，所述激光電源控制電路包括激光電源、分別與所述激光電源連接的CPU和放電控制單元，所述CPU分別與所述放電控制單元和負(fù)反饋控制電路連接，所述放電控制單元和負(fù)反饋控制電路連接，所述激光器的輸出端還依次連接有激光入射單元、光纖和激光出射單元，由激光入射單元、光纖和激光出射單元將激光器輸出的激光傳輸?shù)郊す饧庸c進(jìn)行加工作業(yè)。這種用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)的特點是在激光加工點設(shè)有加工點激光輸出功率檢測電路，所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸入端與所述激光出射單元的輸出端通過分光耦合鏡片連接，所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端分別與所述負(fù)反饋控制電路和所述激光電源控制電路連接，用于實時檢測至少一個加工點的激光輸出功率。所述負(fù)反饋控制電路是具有反饋切換功能的負(fù)反饋控制電路，其兩個輸入端分別與所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端和所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端連接，其第三個輸入端即控制端與所述激光電源控制電路的CPU連接，其第四個輸入端即與所述激光電源控制電路的放電控制單元的輸出端連接，所述負(fù)反饋控制電路的反饋信號輸出端與所述激光電源控制電路的放電控制單元的反饋信號輸入端連接，所述激光電源控制電路的CPU自動控制接通或者根據(jù)用戶選擇控制接通所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端或所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端，切換接通其中一路功率負(fù)反饋電路工作。本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。
所述CPU自動控制接通所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端或所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端，包括以下步驟
I)所述加工點激光輸出功率檢測電路和所述激光器輸出功率檢測電路分別輸出的激光功率信號由所述CPU中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)前后兩路數(shù)字信號；2)由所述CPU中的積分程序?qū)Σ襟EI)轉(zhuǎn)換的前后兩路數(shù)字信號分別同時實時積分運算出相應(yīng)前后兩個實時積分?jǐn)?shù)值；3)由所述CPU中的比較程序?qū)Σ襟E2)的前后兩個實時積分?jǐn)?shù)值進(jìn)行比較；4)由所述CPU根據(jù)步驟3)的比較結(jié)果發(fā)送控制信號控制負(fù)反饋控制電路進(jìn)行負(fù)反饋狀態(tài)切換如果后個實時積分?jǐn)?shù)值超過前個實時積分?jǐn)?shù)值設(shè)定值時，即激光器激光功率超過加工點激光功率設(shè)定值，表明加工點激光輸出功率出現(xiàn)異常，所述CPU發(fā)送控制信號控制負(fù)反饋控制電路中的電子開關(guān)接通所述激光器激光輸出功率檢測電路的輸出端，切換接通激光器激光功率負(fù)反饋電路工作，并在外圍顯示界面上顯示處于激光器功率負(fù)反饋狀態(tài)，以明顯降低激光加工不良率，同時輸出光纖耦合傳輸系統(tǒng)中的激光入射單元、光纖和激光出射單元發(fā)生故障的報警信息，提醒有關(guān)人員確認(rèn)，以避免由于激光入射單元、光纖和激光出射單元損壞時，造成激光電源系統(tǒng)投入過大，進(jìn)而損壞激光加工設(shè)備的電源；如果后個實時積分?jǐn)?shù)值未超過前個實時積分?jǐn)?shù)值設(shè)定值時，即激光器激光功率未超過加工點激光功率設(shè)定值，表明加工點激光輸出功率正常，所述CPU發(fā)送控制信號使負(fù)反饋控制電路中的電子開關(guān)接通所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端，切換接通加工點激光功率負(fù)反饋電路工作，并在外圍顯示界面上顯示處于加工點功率負(fù)反饋狀態(tài)。所述后個實時積分?jǐn)?shù)值超過前個實時積分?jǐn)?shù)值的設(shè)定值，由采用的光纖、激光入射單元的鏡片和激光出射單元的鏡片的衰減性能決定。優(yōu)選的是，所述后個實時積分?jǐn)?shù)值超過前個實時積分?jǐn)?shù)值的設(shè)定值為5% 20%。本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下再進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。所述加工點激光輸出功率檢測電路與所述激光器輸出功率檢測電路的相同組成是依次連接的光電轉(zhuǎn)換器、電流電壓轉(zhuǎn)換電路和電壓放大電路，分別用于將加工點和激光器輸出的激光信號轉(zhuǎn)換成與激光功率成比例的電壓信號。所述加工點激光輸出功率檢測電路與所述激光器輸出功率檢測電路還包括與光電轉(zhuǎn)換器連接的恒溫控制電路，用于小區(qū)間溫度恒定控制，使光電轉(zhuǎn)換器件始終處于固定的溫度范圍，確保光電轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性。所述加工點激光輸出功率檢測電路還設(shè)有輸入端與所述電壓放大電路的輸出端連接的整形放大電路，用于將加工點電壓放大電路輸出的電壓信號進(jìn)行整形放大，以提高功率負(fù)反饋系統(tǒng)的抗干擾性能。所述加工點激光輸出功率檢測電路的電流電壓轉(zhuǎn)換電路中設(shè)有調(diào)整信號放大倍數(shù)的電位器，用于調(diào)節(jié)光信號的強度。所述負(fù)反饋控制電路包括兩路處理信號的疊加電路、一路由依次連接的積分電路和取樣電路組成的一路放電驅(qū)動信號處理電路，以及由依次連接的邏輯門切換電路和比例放大電路組成的另一路加工點與激光器激光輸出功率檢測信號處理電路，所述邏輯門切換電路包括第一反相器、第二反相器、第一電子開關(guān)和第二電子開關(guān)，第一電子開關(guān)和第二電子開關(guān)的受控端分別與所述第一反相器、第二反相器的輸出端連接，所述邏輯門切換電路的兩個輸入端即第二電子開關(guān)輸入端和第一電子開關(guān)的輸入端，分別與所述加工點激光輸出功率檢測電路、所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端連接，第三個輸入端即第一反相器的輸入端與所述激光電源控制電路的CPU連接，由CPU自動控制第二電子開關(guān)和第一電子開關(guān)中的一個接通或者根據(jù)用戶選擇控制第二電子開關(guān)和第一電子開關(guān)中的一個接通所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端或所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端，切換接通其中一路功率負(fù)反饋電路工作，所述疊加電路的兩個輸入端分別與所述取樣電路的輸出端和所述比例放大電路的輸出端連接，所述疊加電路的輸出端與所述放電控制單元連接，輸出負(fù)反饋控制信號至所述放電控制單元。所述CPU是包括高速數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor，縮略詞為 DSP)的CPU，其外圍電路包括輸入輸出(I/O)接口、顯示及輸入輸出單元和存儲單元，所述CPU用于整個激光加工設(shè)備的數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制，以及負(fù)反饋控制電路的切換控制。所述放電控制單元包括依次連接的脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation,縮略詞為PWM)電路和驅(qū)動電路，所述PWM電路的兩個輸入端分別與所述負(fù)反饋控制電路的疊加電路的輸出端和所述CPU的激光功率參考信號輸出端連接，所述驅(qū)動電路的輸出端與所述激光電源的驅(qū)動信號輸入端連接，所述放電控制單元用于將CPU輸出的加工要求的激光功率參考信號和所述負(fù)反饋控制電路的反饋信號分別送到PWM電路，生成PWM信號，再將所述PWM信號輸入所述驅(qū)動電路，產(chǎn)生可以驅(qū)動激光電源中的開關(guān)器件的大電流信號，所述激光電源向所述激光器提供可控電能，所述激光器將所述可控電能轉(zhuǎn)換為激光能量，由激光入射單元、光纖和激光出射單元將激光器輸出的激光傳輸?shù)郊庸c進(jìn)行加工作業(yè)。所述激光出射單元包括殼體、殼體上的光纖插頭、殼體內(nèi)順沿主光路排布的激光準(zhǔn)直鏡片、45°透射鏡片、激光聚焦鏡片和激光保護(hù)玻璃，以及順沿由45°透射鏡片的一透射光路排布的可見光濾光片、激光濾光鏡片和檢測光聚焦鏡片，所述檢測光聚焦鏡片的后面是安裝所述加工點激光輸出功率檢測電路的印刷電路板(PrintedCircuitBoard，縮略詞為PCB)，所述印刷電路板PCB上的器件包括光電傳感器和電流電壓轉(zhuǎn)換電路中的電位器。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是本發(fā)明在現(xiàn)有激光器功率負(fù)反饋的基礎(chǔ)上，在加工點設(shè)有加工點激光輸出功率檢測電路，并實時地將其負(fù)反饋至激光電源控制部件的控制端，實現(xiàn)雙路功率負(fù)反饋，以控制激光輸出功率的大小，可以顯著提高激光輸出穩(wěn)定性和激光功率控制精度，明顯改善激光加工品質(zhì)，有效解決了現(xiàn)有激光加工設(shè)備的單一功率負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)中未包括輸出光纖耦合傳輸系統(tǒng)中的激光入射單元、光纖和激光出射單元而造成的輸出功率不穩(wěn)定的問題。


圖I是本發(fā)明具體實施方式
的組成方框圖；圖2是圖I中的激光器輸出功率檢測電路的組成方框圖；圖3是圖I中的加工點激光輸出功率檢測電路的組成方框圖；圖4是圖I中的放電控制電路框圖5是圖I中的反饋控制切換電路框圖；圖6是圖I中激光出射單元結(jié)構(gòu)剖面圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
并對照附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明?！N如圖I 6所示的用于激光焊接機的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)，包括由激光器2、設(shè)置在激光器2輸出端的激光器輸出功率檢測電路10、負(fù)反饋控制電路9，以及激光電源控制電路依次連接組成的閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)，激光器輸出功率檢測電路10還與激光電源控制電路連接，激光電源控制電路包括激光電源I、分別與激光電源I連接的CPU 12和放電控制單元11，CPU 12是包括高速DSP的CPU，其外圍電路包括輸入輸出(I/O)接口 15、顯示及輸入輸出單元14和存儲單元13，CPU12用于整個激光加工設(shè)備的數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制，以 及負(fù)反饋控制電路9的切換控制。CPU 12分別與放電控制單元11和負(fù)反饋控制電路9連接，放電控制單元11和負(fù)反饋控制電路9連接。激光器2的輸出端還依次連接有激光入射單元3、光纖4和激光出射單元5，由激光入射單元3、光纖4和激光出射單元5將激光器2輸出的激光傳輸?shù)郊庸c8進(jìn)行加工作業(yè)。放電控制單元11包括依次連接的PWM電路24和驅(qū)動電路25，PWM電路24的兩個輸入端分別與負(fù)反饋控制電路9的疊加電路22的輸出端和CPU 12的激光功率參考信號輸出端連接，驅(qū)動電路25的輸出端與激光電源I的驅(qū)動信號輸入端連接，放電控制單元11用于將CPU12輸出的加工要求的激光功率參考信號和負(fù)反饋控制電路9的反饋信號分別送到PWM電路24，生成PWM信號，再將PWM信號輸入驅(qū)動電路25，產(chǎn)生可以驅(qū)動激光電源I中的開關(guān)器件的大電流信號，激光電源I向激光器2提供可控電能,激光器2將可控電能轉(zhuǎn)換為激光能量，由激光入射單元3、光纖4和激光出射單元5將激光器2輸出的激光傳輸?shù)郊す饧庸c8進(jìn)行加工作業(yè)。加工點激光輸出功率檢測電路6設(shè)置在激光加工點8，加工點激光輸出功率檢測電路6的輸入端與激光出射單元5的輸出端通過分光耦合鏡片(附圖中未畫出)連接，加工點激光輸出功率檢測電路6的輸出端分別與負(fù)反饋控制電路9和激光電源控制電路連接，用于實時檢測至少一個加工點的激光輸出功率。激光器輸出功率檢測電路10包括依次連接的光電轉(zhuǎn)換器16、電流電壓轉(zhuǎn)換電路17、電壓放大電路18，和與光電轉(zhuǎn)換器16連接的恒溫控制電路19，恒溫控制電路19用于小區(qū)間溫度恒定控制，使光電轉(zhuǎn)換器16始終處于固定的溫度范圍，激光器輸出功率檢測電路10用于將激光器2輸出的激光信號轉(zhuǎn)換成與激光功率成比例的電壓信號。加工點激光輸出功率檢測電路6包括依次連接的光電轉(zhuǎn)換器36、電流電壓轉(zhuǎn)換電路17'、電壓放大電路18'，和與光電轉(zhuǎn)換器36連接的恒溫控制電路19'，恒溫控制電路19'用于小區(qū)間溫度恒定控制，使光電轉(zhuǎn)換器36始終處于固定的溫度范圍，加工點激光輸出功率檢測電路6用于將加工點8輸出的激光信號轉(zhuǎn)換成與激光功率成比例的電壓信號。加工點激光輸出功率檢測電路6還設(shè)有輸入端與電壓放大電路18'的輸出端連接的整形放大電路7，用于將加工點電壓放大電路18'輸出的電壓信號進(jìn)行整形放大，以提高功率負(fù)反饋系統(tǒng)的抗干擾性能。加工點激光輸出功率檢測電路6的電流電壓轉(zhuǎn)換電路17'中設(shè)有調(diào)整信號放大倍數(shù)的電位器37，用于調(diào)節(jié)光信號的強度。激光出射單元5包括殼體、殼體上的光纖插頭30、殼體內(nèi)順沿主光路排布的激光準(zhǔn)直鏡片31、45°透射鏡片32、激光聚焦鏡片38和激光保護(hù)玻璃39，以及順沿由45°透射鏡片32的一透射光路排布的可見光濾光片33、激光濾光鏡片34和檢測光聚焦鏡片35,檢測光聚焦鏡片35的后面是安裝加工點激光輸出功率檢測電路6的印刷電路板PCB，印刷電路板PCB上的 器件包括光電傳感器36和電流電壓轉(zhuǎn)換電路17'中的電位器37。負(fù)反饋控制電路9是具有反饋切換功能的負(fù)反饋控制電路。負(fù)反饋控制電路9包括兩路處理信號的疊加電路22、一路由依次連接的積分電路20和取樣電路21組成的一路放電驅(qū)動信號處理電路，以及由依次連接的邏輯門切換電路和比例放大電路23組成的另一路加工點與激光器激光輸出功率檢測信號處理電路，邏輯門切換電路包括第一反相器29、第二反相器28、第一電子開關(guān)26和第二電子開關(guān)27，第一電子開關(guān)26和第二電子開關(guān)27的受控端分別與第一反相器29、第二反相器28的輸出端連接，邏輯門切換電路的兩個輸入端即第二電子開關(guān)27輸入端和第一電子開關(guān)26的輸入端,分別與加工點激光輸出功率檢測電路6、激光器輸出功率檢測電路10的輸出端連接，第三個輸入端即第一反相器29的輸入端與激光電源控制電路的CPU 12連接，由CPU12自動控制第二電子開關(guān)27和第一電子開關(guān)26中的一個接通或者根據(jù)用戶選擇控制第二電子開關(guān)27和第一電子開關(guān)26中的一個接通加工點激光輸出功率檢測電路6的輸出端或激光器輸出功率檢測電路10的輸出端，切換接通其中一路功率負(fù)反饋電路工作，疊加電路22的兩個輸入端分別與取樣電路21的輸出端和比例放大電路23的輸出端連接，疊加電路22的輸出端輸出負(fù)反饋控制信號至放電控制單元11的PWM電路24。負(fù)反饋控制電路9的兩個輸入端分別與加工點激光輸出功率檢測電路6的輸出端和激光器輸出功率檢測電路10的輸出端連接，其第三個輸入端即控制端與所述激光電源控制電路的CPU連接，其第四個輸入端即與所述激光電源控制電路的放電控制單元11的輸出端連接，負(fù)反饋控制電路9的反饋信號輸出端與激光電源控制電路的放電控制單元11的PWM電路24的反饋信號輸入端連接，激光電源控制電路的CPU12自動控制接通或者根據(jù)用戶選擇控制接通加工點激光輸出功率檢測電路6的輸出端或激光器輸出功率檢測電路10的輸出端，切換接通其中一路功率負(fù)反饋電路工作，包括以下步驟I)加工點激光輸出功率檢測電路6和激光器輸出功率檢測電路10分別輸出的激光功率信號由CPU12中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)前后兩路數(shù)字信號；2)由CPU12中的積分程序?qū)Σ襟EI)轉(zhuǎn)換的前后兩路數(shù)字信號分別同時實時積分運算出相應(yīng)前后兩個實時積分?jǐn)?shù)值；3)由CPU12中的比較程序?qū)Σ襟E2)的前后兩個實時積分?jǐn)?shù)值進(jìn)行比較；4)由CPU12根據(jù)步驟3)的比較結(jié)果發(fā)送控制信號控制負(fù)反饋控制電路9進(jìn)行負(fù)反饋狀態(tài)切換如果后個實時積分?jǐn)?shù)值超過前個實時積分?jǐn)?shù)值12%時，即激光器激光功率超過加工點激光功率12%，表明加工點激光輸出功率出現(xiàn)異常，CPU12發(fā)送控制信號控制負(fù)反饋控制電路9中的第一電子開關(guān)26接通激光器激光輸出功率檢測電路10的輸出端，切換接通激光器激光功率負(fù)反饋電路工作，并在外圍顯示界面上顯示處于激光器功率負(fù)反饋狀態(tài)，以明顯降低激光加工不良率，同時輸出光纖I禹合傳輸系統(tǒng)中的激光入射單兀3、光纖4和激光出射單元5發(fā)生故障的報警信息，提醒有關(guān)人員確認(rèn)，以避免由于激光入射單元3、光纖4和激光出射單元5損壞時，造成激光電源系統(tǒng)投入過大，進(jìn)而損壞激光加工設(shè)備的電源；如果后個實時積分?jǐn)?shù)值未超過前個實時積分?jǐn)?shù)值12%時，即激光器激光功率未超過加工點激光功率12%，表明加工點激光輸出功率正常，CPU12發(fā)送控制信號使負(fù)反饋控制電路9中的第二電子開關(guān)27接通加工點激光輸出功率檢測電路6的輸出端，切換接通加工點激光功率負(fù)反饋電路工作，并在外圍顯示界面上顯示處于加工點功率負(fù)反饋狀態(tài)。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng) 視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)，包括由激光器、設(shè)置在激光器輸出端的激光器輸出功率檢測電路、負(fù)反饋控制電路，以及激光電源控制電路依次連接組成的閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)，所述激光器輸出功率檢測電路還與激光電源控制電路連接，所述激光電源控制電路包括激光電源、分別與所述激光電源連接的CPU和放電控制單元，所述CPU分別與所述放電控制單元和負(fù)反饋控制電路連接，所述放電控制單元和負(fù)反饋控制電路連接，所述激光器的輸出端還依次連接有激光入射單元、光纖和激光出射單元，由激光入射單元、光纖和激光出射單元將激光器輸出的激光傳輸?shù)郊す饧庸c進(jìn)行加工作業(yè)，其特征在于 在激光加工點設(shè)有加工點激光輸出功率檢測電路，所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸入端與所述激光出射單元的輸出端通過分光耦合鏡片連接，所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端分別與所述負(fù)反饋控制電路和所述激光電源控制電路連接，用于實時檢測至少一個加工點的激光輸出功率； 所述負(fù)反饋控制電路是具有反饋切換功能的負(fù)反饋控制電路，其兩個輸入端分別與所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端和所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端連接，其第三個輸入端即控制端與所述激光電源控制電路的CPU連接，其第四個輸入端即與所述激光電源控制電路的放電控制單元的輸出端連接，所述負(fù)反饋控制電路的反饋信號輸出端與所述激光電源控制電路的放電控制單元的反饋信號輸入端連接，所述激光電源控制電路的CPU自動控制接通或者根據(jù)用戶選擇控制接通所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端或所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端，切換接通其中一路功率負(fù)反饋電路工作。
2.如權(quán)利要求I所述的用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于 所述CPU自動控制接通所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端或所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端，包括以下步驟 1)所述加工點激光輸出功率檢測電路和所述激光器輸出功率檢測電路分別輸出的激光功率信號由所述CPU中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)前后兩路數(shù)字信號； 2)由所述CPU中的積分程序?qū)Σ襟EI)轉(zhuǎn)換的前后兩路數(shù)字信號分別同時實時積分運算出相應(yīng)前后兩個實時積分?jǐn)?shù)值； 3)由所述CPU中的比較程序?qū)Σ襟E2)的前后兩個實時積分?jǐn)?shù)值進(jìn)行比較； 4)由所述CPU根據(jù)步驟3)的比較結(jié)果發(fā)送控制信號控制負(fù)反饋控制電路進(jìn)行負(fù)反饋狀態(tài)切換 如果后個實時積分?jǐn)?shù)值超過前個實時積分?jǐn)?shù)值設(shè)定值時，即激光器激光功率超過加工點激光功率設(shè)定值表明加工點激光輸出功率出現(xiàn)異常，所述CPU發(fā)送控制信號控制負(fù)反饋控制電路中的電子開關(guān)接通所述激光器激光輸出功率檢測電路的輸出端，切換接通激光器激光功率負(fù)反饋電路工作，并在外圍顯示界面上顯示處于激光器功率負(fù)反饋狀態(tài)，以明顯降低激光加工不良率，同時輸出光纖耦合傳輸系統(tǒng)中的激光入射單元、光纖和激光出射單元發(fā)生故障的報警信息，提醒有關(guān)人員確認(rèn)，以避免由于激光入射單元、光纖和激光出射單元損壞時，造成激光電源系統(tǒng)投入過大，進(jìn)而損壞激光加工設(shè)備的電源； 如果后個實時積分?jǐn)?shù)值未超過前個實時積分?jǐn)?shù)值設(shè)定值時，即激光器激光功率未超過加工點激光功率設(shè)定值，表明加工點激光輸出功率正常，所述CPU發(fā)送控制信號使負(fù)反饋控制電路中的電子開關(guān)接通所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端，切換接通加工點激光功率負(fù)反饋電路工作，并在外圍顯示界面上顯示處于加工點功率負(fù)反饋狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于 所述后個實時積分?jǐn)?shù)值超過前個實時積分?jǐn)?shù)值的設(shè)定值，由采用的光纖、激光入射單兀的鏡片和激光出射單兀的鏡片的裳減性能決定。
4.如權(quán)利要求3所述的用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于 所述加工點激光輸出功率檢測電路與所述激光器輸出功率檢測電路的相同組成是依次連接的光電轉(zhuǎn)換器、電流電壓轉(zhuǎn)換電路和電壓放大電路，分別用于將加工點和激光器輸出的激光信號轉(zhuǎn)換成與激光功率成比例的電壓信號； 所述加工點激光輸出功率檢測電路與所述激光器輸出功率檢測電路還包括與光電轉(zhuǎn)換器連接的恒溫控制電路，用于小區(qū)間溫度恒定控制，使光電轉(zhuǎn)換器件始終處于固定的溫度范圍。
5.如權(quán)利要求4所述的用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于 所述加工點激光輸出功率檢測電路還設(shè)有輸入端與所述電壓放大電路的輸出端連接的整形放大電路，用于將加工點電壓放大電路輸出的電壓信號進(jìn)行整形放大，以提高功率負(fù)反饋系統(tǒng)的抗干擾性能。
6.如權(quán)利要求5所述的用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于 所述加工點激光輸出功率檢測電路的電流電壓轉(zhuǎn)換電路中設(shè)有調(diào)整信號放大倍數(shù)的電位器，用于調(diào)節(jié)光信號的強度。
7.如權(quán)利要求6所述的用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于 所述負(fù)反饋控制電路包括兩路處理信號的疊加電路、一路由依次連接的積分電路和取樣電路組成的一路放電驅(qū)動信號處理電路，以及由依次連接的邏輯門切換電路和比例放大電路組成的另一路加工點與激光器激光輸出功率檢測信號處理電路，所述邏輯門切換電路包括第一反相器、第二反相器、第一電子開關(guān)和第二電子開關(guān)，第一電子開關(guān)和第二電子開關(guān)的受控端分別與所述第一反相器、第二反相器的輸出端連接，所述邏輯門切換電路的兩個輸入端即第二電子開關(guān)輸入端和第一電子開關(guān)的輸入端，分別與所述加工點激光輸出功率檢測電路、所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端連接，第三個輸入端即第一反相器的輸入端與所述激光電源控制電路的CPU連接，由CPU自動控制第二電子開關(guān)和第一電子開關(guān)中的一個接通或者根據(jù)用戶選擇控制第二電子開關(guān)和第一電子開關(guān)中的一個接通所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端或所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端，切換接通其中一路功率負(fù)反饋電路工作，所述疊加電路的兩個輸入端分別與所述取樣電路的輸出端和所述比例放大電路的輸出端連接，所述疊加電路的輸出端與所述放電控制單元連接，輸出負(fù)反饋控制信號至所述放電控制單元。
8.如權(quán)利要求7所述的用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于所述CPU是包括高速數(shù)字信號處理器DSP的CPU，其外圍電路包括輸入輸出接口、顯示及輸入輸出單元和存儲單元，所述CPU用于整個激光加工設(shè)備的數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制，以及負(fù)反饋控制電路的切換控制。
9.如權(quán)利要求8所述的用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于 所述放電控制單元包括依次連接的脈寬調(diào)制PWM電路和開關(guān)驅(qū)動電路，所述PWM電路的兩個輸入端分別與所述負(fù)反饋控制電路的疊加電路的輸出端和所述CPU的激光功率參考信號輸出端連接，所述開關(guān)驅(qū)動電路的輸出端與所述激光電源的驅(qū)動信號輸入端連接，所述放電控制單元用于將CPU輸出的加工要求的激光功率參考信號和所述負(fù)反饋控制電路的反饋信號分別送到PWM電路，生成PWM信號，再將所述PWM信號輸入所述開關(guān)驅(qū)動電路，產(chǎn)生可以驅(qū)動激光電源中的開關(guān)器件的大電流信號，所述激光電源向所述激光器提供可控電能，所述激光器將所述可控電能轉(zhuǎn)換為激光能量，由激光入射單元、光纖和激光出射單元將激光器輸出的激光傳輸?shù)郊庸c進(jìn)行加工作業(yè)。
10.如權(quán)利要求9所述的用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于 所述激光出射單元包括殼體、殼體上的光纖插頭、殼體內(nèi)順沿主光路排布的激光準(zhǔn)直鏡片、45°透射鏡片、激光聚焦鏡片和激光保護(hù)玻璃，以及順沿由45°透射鏡片的一透射光路排布的可見光濾光片、激光濾光鏡片和檢測光聚焦鏡片，所述檢測光聚焦鏡片的后面是安裝所述加工點激光輸出功率檢測電路的印刷電路板，所述印刷電路板上的器件包括光電傳感器和電流電壓轉(zhuǎn)換電路中的電位器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于激光加工設(shè)備的雙路功率負(fù)反饋系統(tǒng)，在現(xiàn)有激光器功率負(fù)反饋的基礎(chǔ)上，在加工點設(shè)有加工點激光輸出功率檢測電路，其輸入端與激光出射單元的輸出端通過分光耦合鏡片連接，輸出端分別與具有反饋切換功能的負(fù)反饋控制電路和激光電源控制電路連接，用于實時檢測至少一個加工點的激光輸出功率，并實時地將其負(fù)反饋至激光電源控制部件的控制端，實現(xiàn)雙路功率負(fù)反饋，以控制激光輸出功率的大小，可以顯著提高激光輸出穩(wěn)定性和激光功率控制精度，明顯改善激光加工品質(zhì)，有效解決了現(xiàn)有激光加工設(shè)備的單一功率負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)中未包括輸出光纖耦合傳輸系統(tǒng)中的激光入射單元、光纖和激光出射單元而造成的輸出功率不穩(wěn)定的問題。
文檔編號G05B19/18GK102637012SQ20121009603
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者周航, 張肽峰, 牛增強 申請人:深圳市聯(lián)贏激光股份有限公司