一种激光加工系统技术方案

技术编号:18537439 阅读:22 留言:0更新日期:2018-07-28 02:20
本实用新型专利技术实施例公开了一种激光加工系统,包括激光功率输出模块、光束分离器、光电探测器、功率控制模块及人机交互模块。激光功率输出模块接收开关控制信号和电压模拟量控制信号以调制激光的输出功率;光束分离器将激光光束分为两束,将能量占比大的光束出射至待加工工件;光电探测器将采集的能量占比小的光束的光脉冲信息转化为电信号,当检测当前输出功率发生改变时,将电信号发送至功率控制模块;功率控制模块包括能量控制器和运动控制器,能量控制器根据运动控制器发送的能量目标值、电信号与用户通过人机交互模块输入的配置参数,实时计算控制电压。本申请实现了激光输出功率的实时控制,提高了激光加工的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种激光加工系统
本技术实施例涉及激光
,特别是涉及一种激光加工系统。
技术介绍
激光加工机为将从激光器发射出的激光,经光路系统,聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面,使工件达到熔点或沸点,同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动,最终使材料形成切缝,从而达到加工的目的。激光加工用不可见的光束代替了传统的机械刀,具有精度高,操作快速,不局限于加工图案的限制,自动排版节省材料,加工成本低等特点,将逐渐改进或取代于传统的金属加工工艺设备。激光刀头的机械部分与工件无接触,在工作中不会对工件表面造成划伤;工作效率高,无需后续加工;热影响区小,板材变形小,切缝窄(0.1~0.3mm);加工完成的工件没有机械应力,无剪切毛刺;加工精度高,重复性好,不损伤材料表面;数控编程,可加工任意的平面图,可以对幅面很大的整板进行加工,无需开模具,经济省时。现有技术中,在对材料进行加工过程中,无任何能量测量功能,只是在月度保养或维修过程中对功率进行测量。激光加工设备标配能量探头,加工一段时间后,系统提示测量激光能量,如果发现能量下降或衰减,就进行光路维护保养,或微调加工工艺参数进行弥补,比如提高加工次数,提供能力,降低扫描速度等;或者是在每加工完一片料后,测量一次能量,如果发现能量下降,软件自动进行一定补偿,补偿量超出一定范围后,提示要求对机台保养。激光加工设备在工件加工过程中,光束经透镜聚焦成一个很小的焦点,使焦点处达到高的功率密度,而功率密度直接决定加工的深度,从而直接影响材料加工的质量。现有技术无法在加工过程中,对激光能量进行监控和纠正,如果在加工过程中出现能量的波动或者能量衰减,会导致加工结果与预期不同,加工质量出现问题。鉴于此,如何实现激光加工过程中,对激光能量进行实时控制,以提高激光加工的稳定性,保证材料加工质量,是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种激光加工系统,以控制激光加工过程中功率的输出,提高了激光加工的稳定性,保证了材料加工质量。为解决上述技术问题,本技术实施例提供以下技术方案:本技术实施例提供了一种激光加工系统,包括:激光功率输出模块、光束分离器、光电探测器、功率控制模块及人机交互模块;所述激光功率输出模块用于接收所述功率控制模块发送的开关控制信号和电压模拟量控制信号,以同步和调制激光的输出功率;所述光束分离器用于将所述激光功率输出模块输出的激光光束,按照预设能量比例分成两束,将能量占比大的第一光束出射至待加工工件,能量占比小的第二光束入射至所述光电探测器;所述光电探测器用于将采集的所述第二光束的光脉冲信息转化为电信号,并将所述电信号发送至所述功率控制模块;所述功率控制模块包括能量控制器和运动控制器,用于将电平信号作为开关控制信号,及根据控制电压转化的电压模拟量控制信号发送至所述激光功率输出模块;所述运动控制器将所述待加工工件需求的能量目标值发送至所述能量控制器;所述能量控制器根据所述能量目标值、所述电信号与用户输入的配置参数,实时计算控制电压;所述人机交互模块用于与所述功率控制模块进行数据交互。可选的,所述激光功率输出模块包括脉冲激光器,所述脉冲激光器通过所述功率控制模块发送的开关控制信号和电压模拟量控制信号进行功率的实时调制,以输出所述待加工工件所需功率。可选的,所述激光功率输出模块包括脉冲激光器和声光调制器;所述声光调制器通过利用所述功率控制模块发送的电压模拟量控制信号对施加的电压进行调制,将接收所述脉冲激光器发射的脉冲激光光束,转化为不同光强度的一级衍射光束,并将所述一级衍射光束入射至所述光束分离器。可选的,所述光束分离器按照1:99将所述激光光束分成两束,将能量占比为99%的第一光束反射至待加工工件,将能量占比为1%的第二光束入射至所述光电探测器。可选的,所述脉冲激光器的波长为355nm、平均功率为11w、脉冲频率为40kHz-90kHz、单脉冲能量为275μj。可选的,所述人机交互模块还包括显示器,用于向用户展示当前输出的激光功率及所述待加工工件的加工状态。可选的,所述开关控制信号为TTL电平信号。可选的,还包括:报警器,用于当检测当前输出功率超过预设阈值范围时,进行报警。可选的,所述功率控制模块还包括滤波器。本技术实施例提供了一种激光加工系统,包括激光功率输出模块、光束分离器、光电探测器、功率控制模块及人机交互模块。激光功率输出模块用于接收功率控制模块发送的开关控制信号和电压模拟量控制信号,以调制激光的输出功率;光束分离器用于将激光功率输出模块输出的激光光束,按照预设能量比例分成两束,将能量占比大的第一光束出射至待加工工件,能量占比小的第二光束入射至光电探测器;光电探测器用于将采集的第二光束的光脉冲信息转化为电信号,当检测当前输出功率发生改变时,将电信号发送至功率控制模块;功率控制模块包括能量控制器和运动控制器,用于将电平信号作为开关控制信号,及根据控制电压转化的电压模拟量控制信号发送至激光功率输出模块;运动控制器将待加工工件需求的能量目标值发送至能量控制器;能量控制器根据能量目标值、电信号与用户输入的配置参数,实时计算控制电压;人机交互模块用于与功率控制模块进行数据交互。本申请提供的技术方案的优点在于,通过检测当前输出激光能量的波动,利用能量控制器根据能量目标值、能量波动信息与配置参数实时计算得到控制电压,对激光输出功率进行实时的能量补偿,从而实现在激光加工过程中,对激光功率输出模块输出的激光功率进行实时调制,准确输出加工材料所需的激光能量,有效的避免了加工过程中能量产生波动或能力衰减导致加工质量问题,提高了激光加工的稳定性,保证材料加工质量。附图说明为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的激光加工系统的一种具体实施方式结构框图;图2为本技术实施例提供的激光加工系统的另一种具体实施方式结构图;图3为本技术实施例提供的激光加工系统的再一种具体实施方式结构图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象,而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可包括没有列出的步骤或单元。在介绍了本技术实施例的技术方案后,下面详细的说明本申请的各种非限制性实施方式。首先请参见图1,图1为本技术实施例提供的激光加工系统在一种具体实施方式下本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种激光加工系统,其特征在于,包括:激光功率输出模块、光束分离器、光电探测器、功率控制模块及人机交互模块;所述激光功率输出模块用于接收所述功率控制模块发送的开关控制信号和电压模拟量控制信号,以同步和调制激光的输出功率;所述光束分离器用于将所述激光功率输出模块输出的激光光束,按照预设能量比例分成两束,将能量占比大的第一光束出射至待加工工件,能量占比小的第二光束入射至所述光电探测器;所述光电探测器用于将采集的所述第二光束的光脉冲信息转化为电信号,并将所述电信号发送至所述功率控制模块;所述功率控制模块包括能量控制器和运动控制器,用于将电平信号作为开关控制信号,及根据控制电压转化的电压模拟量控制信号发送至所述激光功率输出模块;所述运动控制器将所述待加工工件需求的能量目标值发送至所述能量控制器;所述能量控制器根据所述能量目标值、所述电信号与用户输入的配置参数,实时计算控制电压;所述人机交互模块用于与所述功率控制模块进行数据交互。

【技术特征摘要】
1.一种激光加工系统,其特征在于,包括:激光功率输出模块、光束分离器、光电探测器、功率控制模块及人机交互模块;所述激光功率输出模块用于接收所述功率控制模块发送的开关控制信号和电压模拟量控制信号,以同步和调制激光的输出功率;所述光束分离器用于将所述激光功率输出模块输出的激光光束,按照预设能量比例分成两束,将能量占比大的第一光束出射至待加工工件,能量占比小的第二光束入射至所述光电探测器;所述光电探测器用于将采集的所述第二光束的光脉冲信息转化为电信号,并将所述电信号发送至所述功率控制模块;所述功率控制模块包括能量控制器和运动控制器,用于将电平信号作为开关控制信号,及根据控制电压转化的电压模拟量控制信号发送至所述激光功率输出模块;所述运动控制器将所述待加工工件需求的能量目标值发送至所述能量控制器;所述能量控制器根据所述能量目标值、所述电信号与用户输入的配置参数,实时计算控制电压;所述人机交互模块用于与所述功率控制模块进行数据交互。2.根据权利要求1所述的激光加工系统,其特征在于,所述激光功率输出模块包括脉冲激光器,所述脉冲激光器通过所述功率控制模块发送的开关控制信号和电压模拟量控制信号进行功率的实时调制,以输出所述待加工工件所需功率。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员:余廷勋高垒甘明辉徐地明
申请(专利权)人:广东正业科技股份有限公司
类型:新型
国别省市:广东,44

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