[发明专利]全固态大功率激光器通用控制器

摘要

全固态大功率激光器通用控制器是由硬件和软件两大部份组成，硬件包括信号检测及执行单元、操作单元和主控单元；信号检测及执行单元，包括激光头电源控制及检测机构、冷却水控制及检测机构、保护气控制及检测机构、光腔漏水检测机构、光闸开关控制机构和功率探测机构；操作单元包括箱体、控制面板及装设在控制面板上的液晶显示屏、7个控制按键及与其相对应的7个状态指示灯、五个设置按键和急停按扭；主控单元包括电源模块和主控器；主控器采用双CPU结构。软件包括系统主控程序、自动开停机程序、报警程序；本发明设计科学，性能稳定、运行可靠，具有极强的实用性和先进性，安装方便、操作简单、运营成本低，适宜激光加工行业使用。

主权项

1、全固态大功率激光器通用控制器是由硬件和软件两大部份组成，所述的硬件包括信号检测及执行单元、操作单元和主控单元；其特征在于：所述的信号检测及执行单元，包括激光头电源控制及检测机构、冷却水控制及检测机构、保护气控制及检测机构、光腔漏水检测机构、光闸开关控制机构和功率探测机构；激光头电源控制及检测机构包括激光头电源(15)、主控器(19)和串口(20)；激光头电源(15)的输出端通过导线与激光头(12)的电源输入端对应连接，激光头电源(15)的控制端、电流和电压的检测端通过导线分别与串口(20)的对应端相连接，串口(20)与主控器(19)对应端脚连接；冷却水控制及检测机构包括冷水机(8)、流量控制开关(10)；冷水机(8)的水出口(7)与激光头冷水入口(21)连接，激光头冷水出口(22)经冷水流量控制开关(10)与冷水机(8)的回水口(9)相连接，冷水机(8)的控制端与串口(20)的对应端相连接，串口(20)与主控器(19)对应端脚连接；在光纤头26、激光头冷水入口(21)、镜片冷却水入口(16)三个部位分别设置第一温度检测点(25)，第二温度检测点(23)，第三温度检测点(24)，信号检测采用PT100铂电阻再通过温度变送器变为4-20mA模拟信号，温度变送器分别对应与线性光耦隔离电路相连接，经A/D模数转换与主控器(19)对应端脚连接；保护气控制及检测机构包括电磁阀(14)和气体流量控制开关(13)；电磁阀(14)的入口端通过软管与保护气源相连接，电磁阀(14)的出口端经气体流量控制开关(13)与激光器(1)的保护气进口(27)连接，电磁阀(14)的控制端与串口(20)的对应端相连接，串口(20)与主控器(19)对应端脚连接；光腔漏水检测机构包括漏水探测器(28)，漏水探测器(28)为第一电极板(29)和第二电极板(30)分别嵌入激光器(1)底板上，两条电极板(29)和(30)的同方向的一端各连接一导线，导线另一端与主控器(19)对应端脚连接；激光器(1)内设有三个漏水检测点，第一漏水检测点(6)设置在激光头冷水入口(21)处，第二漏水检测点(11)设置在激光头冷水出口(22)处，第三漏水检测点(18)设置在透镜组(5)的一侧；光闸开关控制机构，包括光闸电机(3)、全返镜(32)和吸光筒(4)；光闸电机(3)轴的前端设有光闸(17)，光闸(17)与光闸电机(3)的轴固定连接，光闸电机(3)的控制端通过导线与主控器(19)对应端脚连接；吸光筒(4)为带有水冷夹套的圆筒，位于激光器(1)的一侧，吸光筒(4)的轴线与光闸(40)平面成45°角；功率探测机构包括功率探测器(2)、折返镜(31)；功率探测器(2)装设在激光器(1)的右侧壁面上，功率探测器(2)的光线接收部件与折返镜(31)通过的光线相一致，功率探测器(2)的输出端与主控器(19)的对应端脚连接，主控器(19)相应端脚与放大器连接并经AD转换输出；上述全固态大功率激光器通用控制器设置有外部控制设备的联动控制接口(39)；联动控制接口(39)采用4位光隔输入及4位光隔输出连接外部被控制系统的接口；所述操作单元包括箱体(40)、控制面板(34)及装设在控制面板(34)上的液晶显示屏(36)、7个控制按键(35)及与其相对应的7个状态指示灯、五个设置按键(33)和急停按扭(37)；各控制按键、设置按键、状态指示灯和急停按扭(37)分别与主控器(19)相应端脚相连接；控制面板(34)装设在箱体(40)上部的正面；所述主控单元包括电源模块(38)和主控器(19)；电源模块(38)为二路隔离的电源模块(38)，其中第一组开关电源为24VDC输出，第二组开关电源为5VDC输出，电源模块(38)装设在主控器(19)上，主控器(19)装设在箱体(40)内的上部；主控器(19)采用双CPU结构，主、从CPU之间采用标准串口(20)并通过读写控制线进行通讯；外部控制设备的联动控制接口(39)与光耦隔离器对应连接，光耦隔离器与I/O输入输出接口连接，I/O输入输出接口与主控器(19)的CPU对应端连接；主控器(19)的CPU的相应输出端与对应的光耦隔离器连接，光耦隔离器与对应的驱动继电器相连接；所述软件包括系统主控程序、自动开停机程序、报警程序；所述主控程序包括按自动键开机子程序、自动打开保护气开关并检测保护气是否正常子程序、预充保护气和防止镜片结露子程序；自动打开激光器冷水机构并检测水路是否正常子程序、检测开机温度是否在规定范围内并通过冷却水调整温度下降或上升至规定的温度子程序、所有设备及参数符合要求后自动打开激光头电源子程序、小电流预热一分钟子程序和按预置功率自动提升功率至要预置功率子程序；所述自动开停机程序包括功率给定时控制电流上升及下降均缓慢步进调整子程序；按电源关机键后电源电流先自动缓慢步下降至0A，再关闭电源子程序、5秒钟后再自动关闭水冷机组子程序和运行过程中开机警示灯闪亮子程序；所述报警程序是由以下子程序组成：激光器保护气未开超过三分钟报警子程序，或镜片冷却水未开报警子程序，或激光头冷却水未开报警子程序，或光纤温度过高报警子程序，或冷却水温度过高报警子程序，或激光器漏水报警子程序，或激光器运行电流过大报警子程序，或激光器运行电压过高报警子程序，或自动运行时外围执行设备的I/O口接收到故障报警子程序。