本发明专利技术涉及一种高速激光器功率控制装置及方法，其中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、用于对机床注入功率信号和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；单片机控制模块，用于根据经过模数转换后的激光机实际功率信号和机床注入功率信号，采用PID算法计算功率的调节量，并发送给反馈电路；反馈电路，用于根据功率的调节量调节对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。采用本发明专利技术的控制装置，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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光加工设备
，更具体地说，涉及。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供，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。本专利技术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。本专利技术所述的控制装置，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。本专利技术所述的控制装置，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。本专利技术所述的控制装置，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。本专利技术所述的控制装置，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。本专利技术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。本专利技术所述的控制方法，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；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；输出所述激光器功率控制信号。本专利技术所述的控制方法，其中，所述步骤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具体包括采用包括第一运算放大器、第二运算放大器和数字电位器的反馈电路计算所述激光器功率控制信号；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。本专利技术所述的控制方法，其中，所述步骤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具体包括接收所述模数转换模块发送的机床注入功率信号；接收所述模数转换模块发送的激光器实际功率信号；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；输出所述调节量。本专利技术所述的控制方法，其中，所述步骤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还包括根据所述调节量自动调节所述数字电位器抽头端的位置。本专利技术的有益效果在于通过采用单片机控制模块根据经过模数转换后的激光机实际功率信号和机床注入功率信号、采用PID算法计算功率的调节量，并发送给反馈电路； 再由反馈电路根据功率的调节量调节对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，该激光器功率控制信号即是正确的控制激光器的激光功率的信号，这样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。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1是本专利技术较佳实施例的高速激光器功率控制装置原理框图；图2是本专利技术较佳实施例的高速激光器功率控制装置中反馈电路原理框图；图3是本专利技术较佳实施例的高速激光器功率控制装置中控制信号计算单元电路图；图4是本专利技术较佳实施例的高速激光器功率控制装置中单片机控制模块原理框图。具体实施例方式本专利技术较佳实施例的高速激光器功率控制装置原理框图如图1所示，包括单片机控制模块10、机床注入功率采样模块30、激光器实际功率采样模块40、模数转换模块20和反馈电路50。其中，机床注入功率采样模块30用于采集机床注入功率信号，激光器实际功率采样模块40用于采集激光器实际功率信号，模数转换模块20用于对机床注入功率信号和激光器实际功率信号进行模数转换。其中，机床注入功率采样模块30和激光器实际功率采样模块40分别通过模数转换模块20与单片机控制模块10的输入端电连接；单片机控制模块10用于根据经过模数转换后的激光机实际功率信号和机床注入功率信号，采用比例积分微分(Proportion Integration Differentiation,PID)算法计算功率的调节量，并发送给反馈电路50 ；反馈电路50用于根据功率的调节量调节对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。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董林华，卢洪湖，彭金明，陈燚，高云峰，
申请(专利权)人：深圳市大族激光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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