激光功率控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种激光功率控制方法及系统。该激光功率控制方法包括如下步骤：步骤一、当前插补周期开始时，更新插补点的位置和加工速度，更新所需的输出激光功率；步骤二、根据激光器输出激光功率与控制信号间定量的函数关系，向激光器发出相应的控制信号；步骤三、引入激光器实际的输出激光功率作为反馈功率，对实际的输出激光功率进行闭环控制；步骤四、根据所述的插补点的位置和加工速度控制机床按给定轨迹运动；步骤五、当前插补周期完成，开始新的插补周期，返回步骤一。本发明专利技术还提供了应用该激光功率控制方法的激光功率控制系统。本发明专利技术的激光功率控制方法及系统实现了高精度的激光功率控制，实现了激光功率与加工速度的同步控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光加工
，特别涉及一种激光功率控制方法及系统。
技术介绍
激光加工由于具有非接触、工件无变形、切缝质量好、加工速度快、容易与数控技术结合等诸多特点，已广泛地应用于汽车、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业部门。目前，工业应用中已开发出20多种激光加工技术，包括激光打标、激光雕刻、激光切割、激光焊接等。激光加工中，切缝的深度、宽度、粗糙度等与激光能量密度密切相关。激光轨迹加工中，材料的加工质量与其单位面积接收的激光能量有关，即与激光能量密度有关。激光能量密度越大，切缝深度就越深、切缝宽度越宽、切缝越粗糙。激光能量密度与输出激光功率以及加工速度有关，如式(1)所示。权利要求1.一种激光功率控制方法，其特征在于，包括如下步骤步骤一、当前插补周期开始时，更新当前插补周期对应的插补点的位置和加工速度，根据给定的激光能量密度更新当前插补周期所需的输出激光功率；步骤二、当前插补周期开始时，根据激光器输出激光功率与控制信号间定量的函数关系，以所需的输出激光功率作为初始的控制功率向激光器发出相应的控制信号；步骤三、当前插补周期中，引入激光器实际的输出激光功率作为反馈功率，根据所需的输出激光功率与反馈功率之差调整控制功率，并相应调整控制信号，从而对实际的输出激光功率进行闭环控制；步骤四、当前插补周期中，根据所述的插补点的位置和加工速度控制机床按给定轨迹运动；步骤五、当前插补周期完成，开始新的插补周期，返回步骤一。2.如权利要求1所述的激光功率控制方法，其特征在于，步骤三中按采样周期与控制周期相互间隔的周期方式进行闭环控制；在采样周期测量反馈功率；在控制周期根据所需的输出激光功率与反馈功率之差调整控制功率，并相应调整控制信号。3.如权利要求1或2所述的激光功率控制方法，其特征在于，所述激光器输出功率与控制信号间定量的函数关系通过对激光器输出激光功率P。ut与控制信号u的实验关系曲线 U-Pout进行多段线性近似获得，对实验关系曲线u-P。ut进行N段线性近似后相应的关系曲线以两个包含N+1个元素的一维数组表示4.如权利要求1所述的激光功率控制方法，其特征在于，还包括预先建立多个激光器的输出激光功率与控制信号间定量的函数关系，建立激光器数据库来保存各激光器的输出激光功率与控制信号间定量的函数关系及光斑直径。5.一种激光功率控制系统，其特征在于，包括运动规划单元、位置控制模块、伺服电机、功率控制模块、激光器数据库及激光器，运动规划单元通讯连接位置控制模块，位置控制模块通讯连接伺服电机，功率控制模块分别与运动规划单元、激光器数据库及激光器通讯连接；在每个插补周期内，位置控制模块根据运动规划单元传递的当前插补周期的插补点信息控制伺服电机驱动机床按照给定轨迹运动；在每个插补周期内，运动规划单元向功率控制模块传递当前插补周期的加工速度的信息，激光器数据库向功率控制模块传递控制信号与输出激光功率的函数关系及光斑直径的信息，功率控制模块向激光器传递控制信号以使其输出所需的输出激光功率，激光器将其实际的输出激光功率反馈至功率控制模块以使其调整控制信号，从而对实际的输出激光功率进行闭环控制。全文摘要本专利技术涉及一种激光功率控制方法及系统。该激光功率控制方法包括如下步骤步骤一、当前插补周期开始时，更新插补点的位置和加工速度，更新所需的输出激光功率；步骤二、根据激光器输出激光功率与控制信号间定量的函数关系，向激光器发出相应的控制信号；步骤三、引入激光器实际的输出激光功率作为反馈功率，对实际的输出激光功率进行闭环控制；步骤四、根据所述的插补点的位置和加工速度控制机床按给定轨迹运动；步骤五、当前插补周期完成，开始新的插补周期，返回步骤一。本专利技术还提供了应用该激光功率控制方法的激光功率控制系统。本专利技术的激光功率控制方法及系统实现了高精度的激光功率控制，实现了激光功率与加工速度的同步控制。文档编号G05B19/18GK102193519SQ201110091540公开日2011年9月21日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日专利技术者唐凤, 宋义方, 王世勇 申请人:华南理工大学, 广东大族粤铭激光科技股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种激光功率控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、当前插补周期开始时，更新当前插补周期对应的插补点的位置和加工速度，根据给定的激光能量密度更新当前插补周期所需的输出激光功率；步骤二、当前插补周期开始时，根据激光器输出激光功率与控制信号间定量的函数关系，以所需的输出激光功率作为初始的控制功率向激光器发出相应的控制信号；步骤三、当前插补周期中，引入激光器实际的输出激光功率作为反馈功率，根据所需的输出激光功率与反馈功率之差调整控制功率，并相应调整控制信号，从而对实际的输出激光功率进行闭环控制；步骤四、当前插补周期中，根据所述的插补点的位置和加工速度控制机床按给定轨迹运动；步骤五、当前插补周期完成，开始新的插补周期，返回步骤一。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王世勇，唐凤，宋义方，
申请(专利权)人：广东大族粤铭激光科技股份有限公司，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：44