[发明专利]一种CO2激光切割功率控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光切割领域，特别涉及一种CO2激光切割功率控制方法及系统。

背景技术

CO2激光切割控制系统是利用聚焦的高功率激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化或烧蚀，同时通过设定特定的轨迹，在工件上加工出预期图形形状。CO2激光管的功率是通过CO2激光器来控制的，运动控制器通过控制CO2激光器来控制CO2激光管的出光功率的大小，通常CO2用来控制激光功率大小的接口为模拟量(0～5V)。所以只要运动控制器输出一个模拟量(0～5V)给CO2激光器，就可以间接的控制CO2激光管的功率大小。

现有的方案主要是通过外接一个可变电阻，通过调节可变电阻的阻值来输出一个0～5V的电压给CO2激光器。这个方案的最大缺点就是在一个切割运动中，CO2激光管的功率是一个恒定值，而切割路径的速度是不断变化的，这就导致在速度低的地方激光烧蚀工件材料要严重一点，而速度高的地方激光烧蚀工件的程度有可能还不足，无法达到切割工件烧蚀均匀性的工艺要求。

发明内容

本发明在于克服现有技术的上述不足，提供一种切割功率随切割速度不断变化、到达均匀切割的CO2激光切割功率控制方法及系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种CO2激光切割功率控制方法，包括以下步骤，

S1、预先设定切割路径的最大速度、最小速度、最大速度对应的最大功率、最小速度对应的最小功率；

S2、切割开始后，运动控制器采集当前切割的运动矢量速度；

S3、根据最大速度、最小速度、最大速度对应的最大功率、最小速度对应的最小功率、当前切割的运动矢量速度计算当前的切割功率；

S4、根据当前的切割功率进行切割。

进一步地，所述计算当前的切割功率为：

其中，P_t为当前的切割功率，P_max为最大功率，P_min为最小功率，V_max为最大速度，V_min为最小速度，V_t为当前切割的运动矢量速度。

进一步地，所述当前切割的运动矢量速度的采集周期为1ms。

本发明同时提供一种CO2激光切割功率控制系统，包括数据处理器、运动控制器、CO2激光管，所述数据处理器、所述运动控制器、所述CO2激光管依次连接，

所述数据处理器中预先存储有当前切割路径的最大速度、最小速度、最大速度对应的最大功率、最小速度对应的最小功率；

运动控制器，用于切割开始后采集当前切割的运动矢量速度，并将所述运动矢量速度发送到数据处理单元中，；

所述数据处理器还用于根据最大速度、最小速度、最大速度对应的最大功率、最小速度对应的最小功率、当前切割的运动矢量速度得到当前的切割功率信号，并将所述当前的切割功率信号实时发送到运动控制器；

所述运动控制器控制C02激光管发出所述切割功率的激光进行切割。

进一步地，所述当前的切割功率为：

其中，P_t为当前的切割功率，P_max为最大功率，P_min为最小功率，V_max为最大速度，V_min为最小速度，V_t为当前切割的运动矢量速度。

进一步地，所述当前切割的运动矢量速度的采集周期为1ms。

进一步地，所述运动控制器包括依次连接的施密特触发器及DA转换电路；所述施密特触发器用于将所述切割功率信号进行反相整形、数字模拟转换后发送至C02激光管。

进一步地，所述施密特触发器为芯片SN74HC14。

进一步地，所述数据处理器为FPGA芯片。

进一步地，所述数据处理器与所述运动控制器之间还设置有高速光耦

与现有技术相比，本发明的有益效果

本发明的CO2激光切割功率控制方法能够实时精确的控制激光管的切割功率，使得在切割速度变化时，也能达到切割工件烧蚀均匀性的工艺要求。

附图说明

图1是本发明的CO2激光切割功率控制方法流程框图。

图2是本发明的CO2激光切割功率控制系统模块框图。

图3是本发明的CO2激光切割功率控制系统电路图。

具体实施方式