一种用于激光弱化工艺的激光能量控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于激光弱化工艺的激光能量控制系统，其包括：反馈模块，其设置在加工工件的一侧，且激光发生器产生的激光在穿过所述加工工件后被所述反馈模块感应；以及激光控制器，其分别连接所述反馈模块以及激光发生器；本实用新型专利技术可实现激光能量的闭环控制，且避免激光脉冲跳跃现象的发生，保证激光弱化加工质量。弱化加工质量。弱化加工质量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光弱化工艺的激光能量控制系统


[0001]本技术涉及激光加工领域，具体为一种用于激光弱化工艺的激光能量控制系统。

技术介绍

[0002]在激光弱化加工过程中，需要通过精确控制激光输出脉冲的频率和功率来完成被加工产品的生产。但由于激光属于高能量光束，且传统的低速传感器和放大器由于响应速度慢，反馈滞后严重，因此，在激光照射到传感器上至激光停止照射这段时间内，传统的低速传感器输出电压会保留一段时间才能回到正常值，导致激光控制器无法在这段时间内持续输出激光脉冲，必须等待反馈电压低于设定的阈值才能继续输出脉冲，使得加工过程中产生激光脉冲跳跃现象，且随着输入激光能量的增加，传统传感器滞后时间越长，激光脉冲跳跃现象越频繁，严重影响激光弱化加工的质量。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本技术提供了一种用于激光弱化工艺的激光能量控制系统，其可实现激光能量的闭环控制，且避免激光脉冲跳跃现象的发生，保证激光弱化加工质量。
[0004]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0005]提供一种用于激光弱化工艺的激光能量控制系统，其包括：
[0006]反馈模块，其设置在加工工件的一侧，且激光发生器产生的激光在穿过所述加工工件后被所述反馈模块感应；
[0007]以及激光控制器，其分别连接所述反馈模块以及激光发生器；
[0008]所述反馈模块在感应到激光后，将激光功率强度转换为反馈电压信号，并反馈给所述激光控制器，所述激光控制器根据所述反馈电压信号对激光发生器所产生激光的激光脉冲和/或激光功率进行控制。
[0009]优选的，所述反馈模块包括：
[0010]传感器，其用于感应穿过所述加工工件的激光；
[0011]以及信号转换电路，其连接所述传感器，用于在所述传感器感应到穿过所述加工工件的激光时，将激光功率强度转换为反馈电压信号，并将所述反馈电压信号反馈至所述激光控制器。
[0012]优选的，所述传感器为光电探测器，其探测的激光波长范围为2～11μm。
[0013]优选的，所述信号转换电路包括：电源接口JP1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电感L1、第二电感L2、信号放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2以及反馈电压接口P1；
[0014]其中，所述电源接口JP1具有第一引脚、第二引脚以及第三引脚，所述第一引脚连接第二电感L2的一端，所述第二电感L2的另一端接信号放大器U1的负电源端V
‑
，且所述第
一电容C1、第二电容C2并联在所述第二电感L2、信号放大器U1之间；
[0015]所述第二引脚接地GND；
[0016]所述第三引脚连接第一电感L1的一端，所述第一电感L1的另一端接信号放大器U1 的正电源端V+，且所述第三电容C3、第四电容C4并联在所述第一电感L1、信号放大器 U1之间；
[0017]所述信号放大器U1的反向输入端接所述传感器11的阴极，所述传感器11的阳极和外壳接地GND；所述信号放大器U1的正向输入端接地GND；
[0018]所述信号放大器U1的输出端接所述第二电阻R2，所述第二电阻R2的另一端接所述反馈电压接口P1，所述反馈电压接口P1连接激光控制器2；
[0019]所述信号放大器U1的反向输入端以及输出端上并联所述第一电阻R1、第五电容C5。
[0020]优选的，所述反馈电压接口P1包括SMB接口。
[0021]优选的，所述信号放大器U1的反馈电阻和电容分别为20K和1pF。
[0022]优选的，所述激光控制器根据不同的反馈电压信号对激光发生器所产生激光的激光脉冲和/或激光功率进行不同的控制。
[0023]优选的，当所述反馈电压信号≤第一电压阈值时，所述激光控制器控制激光发生器按照第一脉冲频率输出激光和/或按照第一激光功率输出激光；
[0024]当第一电压阈值＜所述反馈电压信号≤第二电压阈值时，所述激光控制器控制激光发生器按照第二脉冲频率输出激光和/或按照第二激光功率输出激光；
[0025]当第二电压阈值＜所述反馈电压信号≤第三电压阈值时，所述激光控制器控制激光发生器按照第三脉冲频率输出激光和/或按照第三激光功率输出激光；
[0026]当所述反馈电压信号＞第三电压阈值时，所述激光控制器控制激光发生器按照第四脉冲频率输出激光和/或按照第四激光功率输出激光。
[0027]优选的，第一电压阈值为0.5V、第二电压阈值为1.0V、第三电压阈值为1.5V。
[0028]优选的，第一激光功率为100％激光功率，第二激光功率为50％激光功率，第三激光功率为30％激光功率，第四激光功率为0％激光功率。
[0029]与现有技术相比，本技术具备以下有益效果：
[0030]本技术可将透过工件的激光能量迅速转换为反馈电压信号，并反馈至激光控制器，使得激光控制器可根据不同的反馈电压信号自动实现不同脉冲频率和/或不同激光功率的输出，实现激光能量的闭环控制，且避免激光脉冲跳跃现象的发生，保证激光弱化加工质量。
附图说明
[0031]图1为本技术用于激光弱化工艺的激光能量控制系统的整体结构图；
[0032]图2a为本技术反馈模块的结构示意图；
[0033]图2b为本技术信号转换电路的电路图；
[0034]图3为现有技术与本技术的反馈模块的反馈结果示意图。
具体实施方式
[0035]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
[0036]实施例一：
[0037]如图1所示，本实施例提供了一种用于激光弱化工艺的激光能量控制系统，其包括：
[0038]反馈模块1，其设置在加工工件100(如非金属材料工件等)的一侧，且激光发生器 200产生的激光在穿过所述加工工件100后被所述反馈模块1感应；
[0039]以及激光控制器2，其分别连接所述反馈模块1以及激光发生器200；
[0040]所述反馈模块1在感应到激光后，将激光功率强度转换为反馈电压信号，并反馈给所述激光控制器2，所述激光控制器2根据所述反馈电压信号对激光发生器200所产生激光的激光脉冲和/或激光功率进行控制，以实现对激光能量的闭环控制。
[0041]具体的，所述反馈模块1包括：
[0042]传感器11，其用于感应穿过所述加工工件100的激光；本实施例中，所述传感器11 为光电探测器，其可以探测的激光波长范围为2～11μm；
[0043]以及信号转换电路12，其连接所述传感器11，用于在所述传感器11感应到穿过所述加工工件10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于激光弱化工艺的激光能量控制系统，其特征在于，包括：反馈模块，其设置在加工工件的一侧，且激光发生器产生的激光在穿过所述加工工件后被所述反馈模块感应；以及激光控制器，其分别连接所述反馈模块以及激光发生器；所述反馈模块在感应到激光后，将激光功率强度转换为反馈电压信号，并反馈给所述激光控制器，所述激光控制器根据所述反馈电压信号对激光发生器所产生激光的激光脉冲和/或激光功率进行控制。2.如权利要求1所述的激光能量控制系统，其特征在于，所述反馈模块包括：传感器，其用于感应穿过所述加工工件的激光；以及信号转换电路，其连接所述传感器，用于在所述传感器感应到穿过所述加工工件的激光时，将激光功率强度转换为反馈电压信号，并将所述反馈电压信号反馈至所述激光控制器。3.如权利要求2所述的激光能量控制系统，其特征在于，所述传感器为光电探测器，其探测的激光波长范围为2～11μm。4.如权利要求2所述的激光能量控制系统，其特征在于，所述信号转换电路包括：电源接口JP1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电感L1、第二电感L2、信号放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2以及反馈电压接口P1；其中，所述电源接口JP1具有第一引脚、第二引脚以及第三引脚，所述第一引脚连接第二电感L2的一端，所述第二电感L2的另一端接信号放大器U1的负电源端V
‑
，且所述第一电容C1、第二电容C2并联在所述第二电感L2、信号放大器U1之间；所述第二引脚接地GND；所述第三引脚连接第一电感L1的一端，所述第一电感L1的另一端接信号放大器U1的正电源端V+，且所述第三电容C3、第四电容C4并联在所述第一电感L1、信号放大器U1之间；所述信号放大器U1的反向输入端接所述传感器11的阴极...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖群，李敏，黎涛，李果，吴苶，
申请(专利权)人：华工法利莱切焊系统工程有限公司，
类型：新型
国别省市：