一种激光加工光斑控制方法及其专有装置制造方法及图纸

一种激光加工光斑控制方法及其专有装置，所述的方法包括以下步骤：将待加工的工件放置在运动工作台上；开启控制器，控制器分别控制电机、第一信号变送器、第二信号变送器发送指令带动相应的运动工作平台、振镜和激光器做相应的改变，使得激光束形成宽度为L的线性光斑，所述的线性光斑作为反射光投射到待加工的工件表面；按照本发明专利技术所述的激光加工光斑控制方法构建的专有装置，包括控制器、电机驱动器、电机、第一信号变送器、第二信号变送器、运动工作台、激光器以及振镜。本发明专利技术的有益效果是：光斑尺寸、形状和能量密度分布可以根据加工工艺的要求进行动态调整、并且结构简单、使用方便。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种激光加工光斑控制方法及其专有装置，所述的方法包括以下步骤：将待加工的工件放置在运动工作台上；开启控制器，控制器分别控制电机、第一信号变送器、第二信号变送器发送指令带动相应的运动工作平台、振镜和激光器做相应的改变，使得激光束形成宽度为L的线性光斑，所述的线性光斑作为反射光投射到待加工的工件表面；按照本专利技术所述的激光加工光斑控制方法构建的专有装置，包括控制器、电机驱动器、电机、第一信号变送器、第二信号变送器、运动工作台、激光器以及振镜。本专利技术的有益效果是：光斑尺寸、形状和能量密度分布可以根据加工工艺的要求进行动态调整、并且结构简单、使用方便。【专利说明】一种激光加工光斑控制方法及其专有装置
本专利技术涉及一种激光加工光斑控制方法及其专有装置。
技术介绍
在激光加工领域，用于激光热处理、激光熔覆、激光合金化等加工的激光光斑通常是采用一系列静态的光学镜片进行光学变换获得的，所获得的光斑形状有圆形、矩形、线形等，但这种经一系列的光学镜片整形获得的光束普遍具有以下特点:1、不便于调整光斑形状:一套光学镜片只能整形出一种形状的光斑，如果需要不同形状的光斑需要更换整形光路；2、不便于调整光斑内的光强分布特性:不同的激光加工工艺需要不同类型的光强分布特性，有的激光加工工艺需要中心能量密度高、边缘能量密度低的高斯型分布，有的激光加工工艺需要能量分布均匀的光学特性；但经静态光学镜片整形获得的光斑，其内部能量密度分布的特性是固定的，不能随工况的要求而变化。
技术实现思路
为了解决目前的激光光斑只能整形出一种形状的光斑、无法调节调整光斑内的光强分布特性以及光斑形状的问题，本专利技术提出了一种能对光斑尺寸、形状和能量密度分布可以根据加工工艺的要求进行动态调整的激光加工光斑控制方法及其专有装置。一种激光加工光斑控制方法，包括以下步骤:1)将待加工的工件放置在运动工作台上；2)开启控制器，控制器的驱动模块向电机驱动器发出运动控制指令，接收到运动控制指令的电机驱动器驱动通过电机运动带动放置在运动工作台上的工件同步运动；控制器的摆动控制模块向第一信号变送器发出摆动指令，控制与第一信号变送器相连的振镜做出相应的摆动；控制器的功率调节模块向第二信号变送器发送功率控制指令，控制与第二信号变送器相连的激光器发出相应功率的激光；3)激光器发出的点状的激光束作为入射光照射在振镜上，通过来回摆动的振镜反射的激光束形成宽度为L的线性光斑，所述的线性光斑作为反射光投射到待加工的工件表面；其中，在所形成的光斑内的每一点处的能量密度P与该点处激光输出功率f、振镜扫描速度vb、工作台运动速度Vt构成函数关系，其函数表达式为:【权利要求】1.一种激光加工光斑控制方法，包括以下步骤: 1)将待加工的工件放置在运动工作台上； 2)开启控制器，控制器的驱动模块向电机驱动器发出运动控制指令，接收到运动控制指令的电机驱动器驱动通过电机运动带动放置在运动工作台上的工件同步运动；控制器的摆动控制模块向第一信号变送器发出摆动指令，控制与第一信号变送器相连的振镜做出相应的摆动；控制器的功率调节模块向第二信号变送器发送功率控制指令，控制与第二信号变送器相连的激光器发出相应功率的激光； 3)激光器发出的点状的激光束作为入射光照射在振镜上，通过来回摆动的振镜反射的激光束形成宽度为L的线性光斑，所述的线性光斑作为反射光投射到待加工的工件表面；其中，在所形成的光斑内的每一点处的能量密度P与该点处激光输出功率f、振镜扫描速度vb、工作台运动速度Vt构成函数关系，其函数表达式为: 2.按照权利要求1所述的激光加工光斑控制方法构建的专有装置，其特征在于:包括控制器、电机驱动器、电机、第一信号变送器、第二信号变送器、运动工作台、激光器以及振镜，所述的控制器的驱动模块与电机驱动器的信号输入端相连，所述的电机驱动器的信号输出端与电机相连，所述的电机的输出轴与所述的运动工作台固定；所述的控制器的摆动控制模块与第一信号变送器的信号输入端相连，所述的第一信号变送器的信号输出端与振镜相连；所述的控制器的功率调节模块与所述的第二信号变送器的信号输入端相连，所述的第二信号变送器的信号输出端与所述的激光器相连。3.如权利要求2所述的专有装置，其特征在于:所述的控制器为PLC、计算机、数字信号处理器或单片机。4.如权利要求2所述的专有装置，其特征在于:所述的第二信号变送器采用电流或电压模拟量信号接口的变送器、并行通讯数字接口或串行通讯数字接口的变送器。5.如权利要求2所述的专有装置，其特征在于:所述的振镜为I维扫描振镜、2维扫描振镜或具有自动聚焦功能的扫描振镜装置。6.如权利要求2所述的专有装置，其特征在于:所述的电机采用交流伺服电机或步进电机。7.如权利要求2所述的专有装置，其特征在于:所述的第一信号变送器采用电流或电压模拟量信号变送器、并行通讯数字接口或串行通讯数字接口变送器。8.如权利要求1~7任意一项权利要求所述的专有装置，其特征在于:所述的控制器采用的是使用数字信号处理器开发的控制器；第二信号变送器采用的是电压模拟量信号变送器；振镜采用的是1维扫描振镜；电机采用步进电机；第一信号变送器采用的是电压模拟量信号变送器。【文档编号】B23K26/06GK103817433SQ201410030553【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日 【专利技术者】胡晓冬, 姚建华, 徐元飞 申请人:浙江工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工光斑控制方法，包括以下步骤：1）将待加工的工件放置在运动工作台上；2）开启控制器，控制器的驱动模块向电机驱动器发出运动控制指令，接收到运动控制指令的电机驱动器驱动通过电机运动带动放置在运动工作台上的工件同步运动；控制器的摆动控制模块向第一信号变送器发出摆动指令，控制与第一信号变送器相连的振镜做出相应的摆动；控制器的功率调节模块向第二信号变送器发送功率控制指令，控制与第二信号变送器相连的激光器发出相应功率的激光；3）激光器发出的点状的激光束作为入射光照射在振镜上，通过来回摆动的振镜反射的激光束形成宽度为L的线性光斑，所述的线性光斑作为反射光投射到待加工的工件表面；其中，在所形成的光斑内的每一点处的能量密度p与该点处激光输出功率f、振镜扫描速度vb、工作台运动速度vt构成函数关系，其函数表达式为：p(x,y)=f(x,y)v(x,y)---(1)]]>式（1）中，p(x,y)为光斑内某点所要求的能量密度；f(x,y)为在该点处激光器的输出功率；v(x,y)为在该点处光束投影相对于工件的运动速度，其v(x,y)大小为振镜扫描速度vb与工作台运动速度vt的矢量和，即：v(x,y)=vb→+vt→---(2);]]>在满足式（1）中所要求的函数关系的前提下，振镜完成1个周期的扫描轨迹的时间小于等于0.02秒。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓冬，姚建华，徐元飞，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：