激光加工系统技术方案

本发明专利技术涉及一种激光加工系统，包括：用于承载加工对象的运动平台，所述的运动平台具有分段连续加工模式；用于产生激光的激光光源；用于调整激光光源输出的激光并将其照射在加工对象上的调整光路；用于接收运动平台的至少运动速度反馈数值及位置反馈数值后，通过调整该加工段上的激光光源输出的激光的峰值功率Ｐ↓［ｎ］、调制频率ｆ↓［ｎ］、脉宽ｗ↓［ｎ］中的至少一项，以使得，本系统沿着任意加工路径加工时，照射在加工对象上的激光在沿着加工路径的单位长度上和在单位时间内具有分段一致的平均功率Ｐ↓［ｎ］的控制器。本系统的采用能够使得加工对象沿加工路径的方向上的热效应差异最大限度地降低而得到接近一致的加工质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光加工系统，该系统可以是各种基于激光的加工形式， 更具体来说，本专利技术是对激光加工系统的控制结构及控制方式的改进。
技术介绍
激光光源输出的激光，通过调整光路后以高精度照射夹持在运动平台上的 加工对象的预定位置，从而完成焊接、切割、雕刻、打标、毛化、溶覆等各种 激光加工工艺。在加工的过程中，当执行直线段的加工时，加工对象通常相对于调整光路有一个加速的起动过程、匀速直线运动过程、一个减速的停止过程； 当执行圆弧段的加工时，加工对象也会有加速、减速过程；并且一个加工对象 的各个部分可能还会存在厚度不相同或者材料不相同的情况。现有的激光加工 系统，激光光源在整个加工过程中输出的激光具有恒定的功率，则当加工对象 的运动速度发生变化时或者当加工对象的厚度等材料属性不同时，会造成各段 热效应不等并直接导致加工质量不同，某些部分由于受热过多而灼伤、某些部 分过冷而加工不足等。虽然可以通过手动调整激光光源的功率的方法来改善上 述情况，目前还没有一种激光加工系统能够实时根据加工对象的运动状态做出 调整、使得加工对象获得均匀一致的激光功率；更没有一种激光加工系统能够 实时根据加工对象的运动状态及材料属性做出调整、使得加工对象在不同的属 性段获得与之相应且均匀一致的激光功率，使加工对象沿加工路径方向上的热 效应差异最大限度地降低。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服现有技术的不足而提供一种激光加工系统，该 系统能够根据加工情况进行调整，从而使得沿着加工对象的加工路径能够获得 均一的加工质量。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是 一种激光加工系统，包括 用于承载加工对象的运动平台，所述的运动平台具有连续加工模式； 用于产生激光的激光光源；用于调整激光光源输出的激光并将其照射在加工对象上的调整光路； 用于接收运动平台的至少运动速度反馈数值后，通过调整激光光源输出的 激光的峰值功率P、调制频率/、脉宽w中的至少一项，以使得，本系统沿着任意加工路径加工时，照射在加工对象上的激光在沿着加工路径的单位长度上和在单位时间内具有一致的平均功率？的控制器；其中，？ = JP.W./且(W〈1//)。为达到上述目的，本专利技术采用的又一种技术方案是 一种激光加工系统， 包括用于承载加工对象的运动平台，所述的运动平台具有分段连续加工模式； 用于产生激光的激光光源；用于调整激光光源输出的激光并将其照射在加工对象上的调整光路； 用于接收运动平台的至少运动速度反馈数值及位置反馈数值后，通过调整该加工段上的激光光源输出的激光的峰值功率Pn、调制频率/n、脉宽Wn中的至少一项，以使得，本系统沿着任意加工路径加工时，照射在加工对象上的激光在沿着加工路径的单位长度上和在单位时间内具有分段一致的平均功率》"的控 制器；其中，且— <1// )。由于上述技术方案运用，本专利技术所获得的一种激光加工系统能够实时根据 加工对象的相对运动状态，以及材料属性，做出调整、使得加工对象在不同的 属性段获得与之相应且均匀一致的激光功率，使加工对象沿加工路径的方向上 的热效应差异最大限度地降低而得到接近一致的加工质量。附图说明图1为本专利技术的原理其中，1、运动平台，2、加工对象，3、控制器，4、激光光源，5、调整 光路。具体实施例方式实施例1一种激光加工系统，用于加工沿着加工路径具有连续属性的加工对象2,该 系统包括用于承载加工对象2的运动平台1,所述的运动平台1具有连续加工模式； 用于产生激光的激光光源4;用于调整激光光源4输出的激光并将其照射在加工对象2上的调整光路5; 用于实时接收运动平台1的至少运动速度V反馈数值后，通过调整激光光源4输出的激光的峰值功率P、脉宽w、调制频率/中的至少一项，以使得，本系统沿着任意加工路径加工时，照射在加工对象2上的激光在沿着加工路径的单位长度上和在单位时间内具有一致的平均功率^的控制器3。采用上述结构的激光加工系统，当运动平台1出现加速、减速的状态时，控制器3能够对平均功率？做出实时的调整，以使得当运动平台1的运动速度V变化时，平均功率^随之同趋势变化，则能够确保每处的加工质量均一。现有的激光加工系统的运动平台1,为了确保加工对象2的精确定位与准确 运动，运动平台l具有位置反馈、运动速度反馈、运动加速度反馈等反馈环节， 以实现对加工对象2的更好控制。其中运动速度反馈是运动平台1的基本要求， 可以采用光尺来检测运动平台1的运动速度。本控制器所接收的运动平台1的 运动速度V反馈数值是从运动平台1的运动速度反馈中读取的。由于存在如下关系式P:fvv/且—<1//)，则控制器3可以通过调整峰值 功率P、脉宽w、调制频率/中的任意一项、任意两项的组合、三项的组合来达 到调整平均功率^的目的，优选调整其中的任意一项的方式。实施例2一种激光加工系统，用于加工沿着加工路径具有分段连续属性的加工对象 2,该系统包括用于承载加工对象2的运动平台1,所述的运动平台l具有根 据加工对象2的属性而分段连续加工的加工模式；用于产生激光的激光光源4;用于调整激光光源4输出的激光并将其照射在加工对象2上的调整光路5; 用于实时接收运动平台1的至少运动速度V反馈数值及位置反馈数值后，通过调整该加工段上的激光光源4输出的激光的峰值功率Pn、调制频率/n、脉宽Wn中的至少一项，以使得，本系统沿着任意加工路径加工时，照射在加工对 象2上的激光在沿着加工路径的单位长度上和在单位时间内具有分段一致的平均功率A的控制器3。采用上述结构的激光加工系统，主要用于加工沿着加工路径厚度不一致或 者材料不相同的加工对象2。此时运动平台1会根据加工对象2的实际情况自动设定加工流程，或者由操作工手动编排加工流程，对于不同段的加工对象2采 用不同加工速度、设置不同峰值功率。作为本专利技术来说，控制器3需要结合运 动平台1的加工流程来做出适当调整，运动平台1根据加工对象2不同段的特 点做出不同的加工流程设置，加工对象2的不同段之间的信息通过运动平台1 的位置反馈信息来表达，该位置反馈信息也被控制器3读取，从而使得控制器3 能够与运动平台1同步调整，使得加工对象2获得分段均匀的加工质量。由于存在如下关系式叉=尸 .气./ 且(气<1// )，控制器3依据速度及材料属 性分段调整算法如下1.在调制频率/ 和脉宽，不变的情况下，控制器3实时输出激光光源4的瞬时峰0".V'Pmaxn/值功率控制量A/ v max n2. 在峰值功率Pn和脉宽^不变的情况下，控制器3实时输出激光光源4的瞬时调制频率控制量/"="〗.V . y鹏( W < 1 / / max "且W < 1 / / );/ Vmaxn3. 在峰值功率Pn和调制频率/n不变的情况下，控制器3实时输出激光光源4的瞬时脉宽控制量w"-"〖.V.w咖xX^ (/ <1/ 鹏"且/ <1/懒)；/ Vmaxn4. 在峰值功率Pn不变的情况下，控制器3实时计算或査表找到相应的调制频率和脉宽控制量去控制激光光源4，并使得Hv/^"'V'w鹏"鹏X^ ;/V max n5. 控制器3实时计算或査表找到相应的工作峰值功率、调制频率和脉宽控制量去控制激光光源4，并使得/^w/^":'V ,"'本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工系统，包括：　用于承载加工对象的运动平台，所述的运动平台具有连续加工模式；　用于产生激光的激光光源；　用于调整激光光源输出的激光并将其照射在加工对象上的调整光路；　其特征在于：该激光加工系统还包括用于接收运动平台的至少运动速度反馈数值后，通过调整激光光源输出的激光的峰值功率Ｐ、调制频率ｆ、脉宽ｗ中的至少一项，以使得，本系统沿着任意加工路径加工时，照射在加工对象上的激光在沿着加工路径的单位长度上和在单位时间内具有一致的平均功率＊的控制器；　其中，＊＝Ｐ.ｗ.ｆ　且（ｗ＜１／ｆ）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宁军，
申请(专利权)人：昆山思拓机器系统有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]