[发明专利]一种高速激光器功率控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光加工设备技术领域，更具体地说，涉及一种高速激光器功率控制装置及方法。

背景技术

在现有的激光切割应用中，激光器需要提供稳定的大功率激光给机床进行切割以及快速响应机床功率信号。但因各种原因，包括气压不稳、电源功率下降等等，会造成激光器功率的不稳。

由于激光的能量由电能提供，所以控制电源就可以稳定的激光能量，也就是激光功率的波动可以通过电源来弥补。在进行机床在切割时，要求控制电路能高速、快速计算激光器的实时功率与机床的注入功率之间的差量，及时修改电源的注入电流，使激光能量的波形达到机床注入功率的波形相似。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种高速激光器功率控制装置及方法，其既能稳定激光器的激光功率，又能快速响应机床功率信号，使激光器能向机床提供稳定的激光功率进行切割。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种高速激光器功率控制装置，包括单片机控制模块、用于采集机床注入功率信号的机床注入功率采样模块、用于采集激光器实际功率信号的激光器实际功率采样模块、用于对所述机床注入功率信号和所述激光器实际功率信号进行模数转换的模数转换模块和反馈电路；其中，

所述机床注入功率采样模块和所述激光器实际功率采样模块分别通过所述模数转换模块与所述单片机控制模块的输入端电连接；

所述单片机控制模块，用于根据经过模数转换后的所述激光机实际功率信号和所述机床注入功率信号，采用PID算法计算功率的调节量，并发送给所述反馈电路；

所述反馈电路，用于根据所述功率的调节量调节对所述机床注入功率信号进行调节，得到反馈后的激光器功率控制信号。

本发明所述的控制装置，其中，所述反馈电路包括：

第一机床注入功率信号接收单元，用于接收所述机床注入功率采样模块发送的机床注入功率信号；

调节量接收单元，用于接收所述单片机控制模块发送的功率的调节量；

控制信号计算单元，用于根据所述机床注入功率信号和所述调节量计算得出所述激光器功率控制信号；

控制信号输出单元，用于输出所述激光器功率控制信号。

本发明所述的控制装置，其中，所述控制信号计算单元包括串联连接的第一运算放大器、第二运算放大器和数字电位器；其中，

所述第一运算放大器的同相输入端接入所述机床注入功率信号，所述第一运算放大器的反向输入端与输出端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述数字电位器串联；

所述数字电位器与所述调节量接收单元连接，以根据所述调节量调节抽头端的位置；

所述第二运算放大器的同相输入端连接所述数字电位器的抽头端，所述第二运算放大器的反向输入端与输出端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述输出单元连接。

本发明所述的控制装置，其中，所述单片机控制模块包括：第二机床注入功率信号接收单元、激光器实际功率信号接收单元和调节量计算单元；其中，

所述第二机床注入功率信号接收单元，用于接收所述模数转换模块发送的机床注入功率信号；

所述激光器实际功率信号接收单元，用于接收所述模数转换模块发送的激光器实际功率信号；

所述调节量计算单元，用于根据所述激光机实际功率信号和所述机床注入功率信号，采用PID算法计算功率的调节量；

调节量输出单元，用于输出所述调节量。

本发明所述的控制装置，其中，所述单片机控制模块还包括：与所述数字电位器连接的抽头位置调节控制单元，用于根据所述调节量自动调节所述数字电位器抽头端的位置。

本发明还提供了一种高速激光器功率控制方法，其中，包括步骤：

采集机床注入功率信号；

采集激光器实际功率信号；

对所述机床注入功率信号和所述激光器实际功率信号进行模数转换；

根据经过模数转换后的所述激光机实际功率信号和所述机床注入功率信号，采用PID算法计算功率的调节量；

根据所述功率的调节量调节对所述机床注入功率信号进行调节，得到反馈后的激光器功率控制信号。

本发明所述的控制方法，其中，所述步骤根据所述功率的调节量调节对所述机床注入功率信号进行调节，得到反馈后的激光器功率控制信号具体包括：

接收所述机床注入功率采样模块发送的机床注入功率信号；

接收所述单片机控制模块发送的功率的调节量；