本實用新型專利技術公告了一種用于激光加工設備的雙路功率負反饋系統，在現有激光器功率負反饋的基礎上，在加工點設有加工點激光輸出功率檢測電路，其輸入端與激光出射單元的輸出端通過分光耦合鏡片連接，輸出端分別與具有反饋切換功能的負反饋控制電路和激光電源控制電路連接，用于實時檢測至少一個加工點的激光輸出功率，并實時地將其負反饋至激光電源控制部件的控制端，實現雙路功率負反饋，以控制激光輸出功率的大小，可以顯著提高激光輸出穩定性和激光功率控制精度，明顯改善激光加工品質，有效解決了現有激光加工設備的單一功率負反饋閉環控制系統中未包括輸出光纖耦合傳輸系統中的激光入射單元、光纖和激光出射單元而造成的輸出功率不穩定的問題。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及激光加工，特別是涉及一種用于激光加工設備的雙路功率負反饋系統。
技術介紹
現有激光加工設備大多在激光腔的輸出端設有激光功率檢測裝置，將其檢測到的激光功率實時負反饋至激光電源控制部件的控制端以控制激光輸出的大小，進而提高激光輸出的穩定性。由于這種激光功率負反饋閉環控制系統未包括激光腔鏡至激光加工點之間的輸出光纖耦合傳輸系統中的激光入射單元、光纖和激光出射單元，且這些部分出現損壞尚無法判斷，因此，嚴重制約了加工點激光輸出穩定性的提高。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是彌補上述現有技術的缺陷，提供一種用于激光加工設備的雙路功率負反饋系統。本技術的技術問題通過以下技術方案予以解決。這種用于激光加工設備的雙路功率負反饋系統，包括由激光器、設置在激光器輸出端的激光器輸出功率檢測電路、負反饋控制電路，以及激光電源控制電路依次連接組成的閉環負反饋系統，所述激光器輸出功率檢測電路還與激光電源控制電路連接，所述激光電源控制電路包括激光電源、分別與所述激光電源連接的CPU和放電控制單元，所述CPU分別與所述放電控制單元和負反饋控制電路連接，所述放電控制單元和負反饋控制電路連接，所述激光器的輸出端還依次連接有激光入射單元、光纖和激光出射單元，由激光入射單元、光纖和激光出射單元將激光器輸出的激光傳輸到激光加工點進行加工作業。這種用于激光加工設備的雙路功率負反饋系統的特點是在激光加工點設有加工點激光輸出功率檢測電路，所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸入端與所述激光出射單元的輸出端通過分光耦合鏡片連接，所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端分別與所述負反饋控制電路和所述激光電源控制電路連接，用于實時檢測至少一個加工點的激光輸出功率。所述負反饋控制電路是具有反饋切換功能的負反饋控制電路，其兩個輸入端分別與所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端和所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端連接，其第三個輸入端即控制端與所述激光電源控制電路的CPU連接，其第四個輸入端即與所述激光電源控制電路的放電控制單元的輸出端連接，所述負反饋控制電路的反饋信號輸出端與所述激光電源控制電路的放電控制單元的反饋信號輸入端連接，所述激光電源控制電路的CPU自動控制接通或者根據用戶選擇控制接通所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端或所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端，切換接通其中一路功率負反饋電路工作，包括以下步驟I)所述加工點激光輸出功率檢測電路和所述激光器輸出功率檢測電路分別輸出的激光功率信號由所述CPU中的模擬/數字轉換器轉換為相應前后兩路數字信號；2)由所述CPU中的積分程序對步驟I)轉換的前后兩路數字信號分別同時實時積分運算出相應前后兩個實時積分數值；3)由所述CPU中的比較程序對步驟2)的前后兩個實時積分數值進行比較；4)由所述CPU根據步驟3)的比較結果發送控制信號控制負反饋控制電路進行負反饋狀態切換如果后個實時積分數值超過前個實時積分數值設定值時，即激光器激光功率超過加工點激光功率設定值，表明加工點激光輸出功率出現異常，所述CPU發送控制信號控制 負反饋控制電路中的電子開關接通所述激光器激光輸出功率檢測電路的輸出端，切換接通激光器激光功率負反饋電路工作，并在外圍顯示界面上顯示處于激光器功率負反饋狀態，以明顯降低激光加工不良率，同時輸出光纖耦合傳輸系統中的激光入射單元、光纖和激光出射單元發生故障的報警信息，提醒有關人員確認，以避免由于激光入射單元、光纖和激光出射單元損壞時，造成激光電源系統投入過大，進而損壞激光加工設備的電源；如果后個實時積分數值未超過前個實時積分數值設定值時，即激光器激光功率未超過加工點激光功率設定值，表明加工點激光輸出功率正常，所述CPU發送控制信號使負反饋控制電路中的電子開關接通所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端，切換接通加工點激光功率負反饋電路工作，并在外圍顯示界面上顯示處于加工點功率負反饋狀態。所述后個實時積分數值超過前個實時積分數值的設定值，由采用的光纖、激光入射單元的鏡片和激光出射單元的鏡片的衰減性能決定。優選的是，所述后個實時積分數值超過前個實時積分數值的設定值為5% 20%。本技術的技術問題通過以下再進一步的技術方案予以解決。所述加工點激光輸出功率檢測電路與所述激光器輸出功率檢測電路的相同組成是依次連接的光電轉換器、電流電壓轉換電路和電壓放大電路，分別用于將加工點和激光器輸出的激光信號轉換成與激光功率成比例的電壓信號。所述加工點激光輸出功率檢測電路與所述激光器輸出功率檢測電路還包括與光電轉換器連接的恒溫控制電路，用于小區間溫度恒定控制，使光電轉換器件始終處于固定的溫度范圍，確保光電轉換的準確性。所述加工點激光輸出功率檢測電路還設有輸入端與所述電壓放大電路的輸出端連接的整形放大電路，用于將加工點電壓放大電路輸出的電壓信號進行整形放大，以提高功率負反饋系統的抗干擾性能。所述加工點激光輸出功率檢測電路的電流電壓轉換電路中設有調整信號放大倍數的電位器，用于調節光信號的強度。所述負反饋控制電路包括兩路處理信號的疊加電路、一路由依次連接的積分電路和取樣電路組成的一路放電驅動信號處理電路，以及由依次連接的邏輯門切換電路和比例放大電路組成的另一路加工點與激光器激光輸出功率檢測信號處理電路，所述邏輯門切換電路包括第一反相器、第二反相器、第一電子開關和第二電子開關，第一電子開關和第二電子開關的受控端分別與所述第一反相器、第二反相器的輸出端連接，所述邏輯門切換電路的兩個輸入端即第二電子開關輸入端和第一電子開關的輸入端，分別與所述加工點激光輸出功率檢測電路、所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端連接，第三個輸入端即第一反相器的輸入端與所述激光電源控制電路的CPU連接，由CPU自動控制第二電子開關和第一電子開關中的一個接通或者根據用戶選擇控制第二電子開關和第一電子開關中的一個接通所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端或所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端，切換接通其中一路功率負反饋電路工作，所述疊加電路的兩個輸入端分別與所述取樣電路的輸出端和所述比例放大電路的輸出端連接，所述疊加電路的輸出端與所述放電控制單元連接，輸出負反饋控制信號至所述放電控制單元。所述CPU是包括高速數字信號處理器(Digital Signal Processor，縮略詞為DSP)的CPU，其外圍電路包括輸入輸出(I/O)接口、顯示及輸入輸出單元和存儲單元，所述CPU用于整個激光加工設備的數據處理和系統控制，以及負反饋控制電路的切換控制。所述放電控制單元包括依次連接的脈寬調制(Pulse Width Modulation,縮略詞為PWM)電路和驅動電路，所述PWM電路的兩個輸入端分別與所述負反饋控制電路的疊加電路的輸出端和所述CPU的激光功率參考信號輸出端連接，所述驅動電路的輸出端與所述激 光電源的驅動信號輸入端連接，所述放電控制單元用于將CPU輸出的加工要求的激光功率參考信號和所述負反饋控制電路的反饋信號分別送到PWM電路，生成PWM信號，再將所述PWM信號輸入所述驅動電路，產生可以驅動激光電源中的開關器件的大電流信號，所述激光電源向所述激光器提供可控電能，所述激光器將所述可控電能轉換為激光能量，由激光入射單元、光纖和激光出射單本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于激光加工設備的雙路功率負反饋系統，包括由激光器、設置在激光器輸出端的激光器輸出功率檢測電路、負反饋控制電路，以及激光電源控制電路依次連接組成的閉環負反饋系統，所述激光器輸出功率檢測電路還與激光電源控制電路連接，所述激光電源控制電路包括激光電源、分別與所述激光電源連接的CPU和放電控制單元，所述CPU分別與所述放電控制單元和負反饋控制電路連接，所述放電控制單元和負反饋控制電路連接，所述激光器的輸出端還依次連接有激光入射單元、光纖和激光出射單元，其特征在于：在激光加工點設有加工點激光輸出功率檢測電路，所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸入端與所述激光出射單元的輸出端通過分光耦合鏡片連接，所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端分別與所述負反饋控制電路和所述激光電源控制電路連接；所述負反饋控制電路是具有反饋切換功能的負反饋控制電路，其兩個輸入端分別與所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端和所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端連接，其第三個輸入端即控制端與所述激光電源控制電路的CPU連接，其第四個輸入端即與所述激光電源控制電路的放電控制單元的輸出端連接，所述負反饋控制電路的反饋信號輸出端與所述激光電源控制電路的放電控制單元的反饋信號輸入端連接。...
【技術特征摘要】
1.ー種用于激光加工設備的雙路功率負反饋系統，包括由激光器、設置在激光器輸出端的激光器輸出功率檢測電路、負反饋控制電路，以及激光電源控制電路依次連接組成的閉環負反饋系統，所述激光器輸出功率檢測電路還與激光電源控制電路連接，所述激光電源控制電路包括激光電源、分別與所述激光電源連接的CPU和放電控制単元，所述CPU分別與所述放電控制單元和負反饋控制電路連接，所述放電控制單元和負反饋控制電路連接，所述激光器的輸出端還依次連接有激光入射単元、光纖和激光出射単元，其特征在于 在激光加工點設有加工點激光輸出功率檢測電路，所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸入端與所述激光出射単元的輸出端通過分光耦合鏡片連接，所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端分別與所述負反饋控制電路和所述激光電源控制電路連接； 所述負反饋控制電路是具有反饋切換功能的負反饋控制電路，其兩個輸入端分別與所述加工點激光輸出功率檢測電路的輸出端和所述激光器輸出功率檢測電路的輸出端連接，其第三個輸入端即控制端與所述激光電源控制電路的CPU連接，其第四個輸入端即與所述激光電源控制電路的放電控制単元的輸出端連接，所述負反饋控制電路的反饋信號輸出端與所述激光電源控制電路的放電控制単元的反饋信號輸入端連接。2.如權利要求I所述的用于激光加工設備的雙路功率負反饋系統，其特征在于 所述加工點激光輸出功率檢測電路與所述激光器輸出功率檢測電路的相同組成是依次連接的光電轉換器、電流電壓轉換電路和電壓放大電路。3.如權利要求I或2所述的用于激光加工設備的雙路功率負反饋系統，其特征在于 所述加工點激光輸出功率檢測電路與所述激光器輸出功率檢測電路還包括與光電轉換器連接的恒溫控制電路。4.如權利要求3所述的用于激光加工設備的雙路功率負反饋系統，其特征在于 所述加工點激光輸出功率檢測電路還設有輸入端與所述電壓放大電路的輸出端連接的整形放大電路。5.如權利要求4所述的用于激光加工設備的雙路功率負反饋系統，其特征在于 所述加工點激光輸出功率檢測電路的電流電壓轉換電路中設...
【專利技術屬性】
技術研發人員：牛增強，張肽峰，周航，
申請(專利權)人：深圳市聯贏激光股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：
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