CN103219641A - 同时控制脉宽和频率的激光控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种同时控制脉宽和频率的激光控制器，主要解决现有技术中由于不同的激光器的技术参数不同，特别是不同激光器其所需要的触发信号不同。不同激光器触发的激光能量以及频率也不尽相同的问题。同时解决了激光切割不同材质的材料需要的激光的参数不同的问题。本发明通过采用一种可调节式的激光控制器，根据不同的激光器调节激光控制器输出给激光器的信号的频率和脉宽来保证激光切割的质量，较好的解决了上述问题，可广泛应用于激光加工设备中。
Description
技术领域
本发明涉及一种同时控制脉宽和频率的激光控制器。
背景技术
激光通常应用与各种工业操作中，包括检查、加工以及对金属如薄钢片切割。激光切割由于工艺简单、速度快，具有切缝宽度小、切口平行度好、表面粗糙度小、尺寸精度高、工件变形和热影响区小、无机械应力及表面损伤等特点，可精确切割形状复杂的微细零件。不同的激光的频率与脉宽切割相同的材质的物料必然会产生不同的切割效果。也就是激光的频率与脉宽严重影响着切割后的物料表面的质量，因此在激光切割时就必须要求激光的频率与脉宽合适而且要尽量是无干扰的信号。而且触发激光器的信号要反应速度够快，以达到控制器控制的速度提高微细零件的切割精度。
对于那些使用脉冲方式触发的激光器，不同的方波信号对应触发激光的打点频率与打点时间不同，从而减小切割时的热效应影响区，提高切割质量与切割精度。
在其他的条件恒定的情况下，输出激光的频率越大，激光在相同时间，相同区域内打的点就会越密集，开口就更加平滑，提高切割质量。但是激光的打点越密集，激光的能量也就相对更加密集，从而增加了切割时的热效应影响区，造成钢片的烧伤。
在其它的条件恒定的情况下，输出的脉冲越大激光的打点时间越长，激光的穿透能力就越强，越容易达到较高的切割质量。然而同样的激光能量，打点时间越长，对材料表面的烧灼就越加严重，容易引起钢片的烧伤。
因而为了达到切割出更高质量的薄钢片，就需要更好地控制频率与脉冲。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有激光切割技术中，激光的频率与脉冲不易控制，激光能量密集，从而增加了切割时的热效应的问题，提供一种新的同时控制脉宽和频率的激光控制器，该激光器具有容易控制频率与脉冲，切割时的热效应小的优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种同时控制脉宽和频率的激光控制器，包括电阻、光耦Ⅰ、光耦Ⅱ、触发端和单片机，所述激光控制器的工作分为以下步骤：
a） 首先将信号源里出来的单一的高脉冲I/O信号输入到控制器中，通过电阻分压接入到光耦Ⅰ的触发端，触发光耦Ⅰ；
b） 所述光耦Ⅰ的另一端控制单片机的触发信号，同时通过PC机设定单片机输出的脉宽与频率；
c）单片机通过其输出信号，控制所述光耦Ⅱ的触发端；
d） 通过所述光耦Ⅱ控制所述控制器输出信号，来控制激光器发出特定脉宽与频率的激光。
上述技术方案中，优选的技术方案，步骤a）中通过跳线的方式选择不同的电阻来进行分压。优选的技术方案通过选择不同的连接电路调节控制器输出的信号的电压。优选的技术方案，光耦Ⅱ输出的信号还可以进入到光耦Ⅲ，通过光耦Ⅲ控制所述控制器输出信号，来控制激光器发出特定脉宽与频率的激光。
上述技术方案中，具体控制过程为：第一步由于不同控制器出来的I/O信号为不同电压值的信号，通过跳线的方式选择不同的电阻来进行分压。达到相同的触发效果，使信号源能过适应不同控制器，增加了它的适用范围。第二步是通过光耦控制的，这样有效的屏蔽了由于输入的触发信号不稳导致的信号的偏差，起到了很好的过滤作用。采用单片机程序控制，实现了频率与脉宽的可调。第二次信号隔离有效的过滤了电路中的杂波信号。
最后的输出信号同时为可调信号，可以通过选择不同的连接电路选择输出的信号的电压。
本发明中，针对不同材质的薄钢片，更改激光的打点频率与打点时间达到更高的切割精度与切割质量。并且对触发激光器的触发信号进行隔离，防止干扰。同时能够控制我们的输入与输出信号的电压。
采用本发明的方法，解决了由于不同的激光器的技术参数不同，特别是不同激光器其所需要的触发信号不同的问题，使激光器控制器的使用范围更加广泛；解决了信号传输过程中由于信号干扰导致的信号失真问题；解决了激光切割不同材质的材料需要的激光的参数不同的问题，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1 为控制器原理示意图。
图2为控制器输出的脉冲信号示意图。
图2中，t1为频率的倒数；t2为脉宽。
下面通过具体实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施例
【实施例1】
一种同时控制脉宽和频率的激光控制器，包括电阻、光耦Ⅰ、光耦Ⅱ、触发端和单片机，控制器原理见图1。所述激光控制器的工作分为以下步骤：首先将信号源里出来的单一的高脉冲I/O信号输入到控制器中，通过电阻分压接入到光耦Ⅰ的触发端，触发光耦Ⅰ；所述光耦Ⅰ的另一端控制单片机的触发信号，同时通过PC机设定单片机输出的脉宽与频率；单片机通过其输出信号，控制所述光耦Ⅱ的触发端；通过所述光耦Ⅱ控制所述控制器输出信号，来控制激光器发出特定脉宽与频率的激光，控制器输出的脉冲信号见图2。
【实施例2】
一种同时控制脉宽和频率的激光控制器，包括电阻、光耦Ⅰ、光耦Ⅱ、触发端和单片机，所述激光控制器的工作分为以下步骤：首先将信号源里出来的单一的高脉冲I/O信号输入到控制器中，通过电阻分压接入到光耦Ⅰ的触发端，触发光耦Ⅰ；所述光耦Ⅰ的另一端控制单片机的触发信号，同时通过PC机设定单片机输出的脉宽与频率；单片机通过其输出信号，控制所述光耦Ⅱ的触发端；通过所述光耦Ⅱ控制所述控制器输出信号，来控制激光器发出特定脉宽与频率的激光。 通过跳线的方式选择不同的电阻来进行分压。通过选择不同的连接电路调节控制器输出的信号的电压。
【实施例3】
一种同时控制脉宽和频率的激光控制器，包括电阻、光耦Ⅰ、光耦Ⅱ、触发端和单片机，所述激光控制器的工作分为以下步骤：首先将信号源里出来的单一的高脉冲I/O信号输入到控制器中，通过电阻分压接入到光耦Ⅰ的触发端，触发光耦Ⅰ；所述光耦Ⅰ的另一端控制单片机的触发信号，同时通过PC机设定单片机输出的脉宽与频率；单片机通过其输出信号，控制所述光耦Ⅱ的触发端；光耦Ⅱ输出的信号还可以进入到光耦Ⅲ，通过光耦Ⅲ控制所述控制器输出信号，来控制激光器发出特定脉宽与频率的激光。
通过跳线的方式选择不同的电阻来进行分压。通过选择不同的连接电路调节控制器输出的信号的电压。
【实施例4】
一种同时控制脉宽和频率的激光控制器，包括电阻、光耦Ⅰ、光耦Ⅱ、触发端和单片机，所述激光控制器的工作分为以下步骤：首先将信号源里出来的单一的高脉冲I/O信号输入到控制器中，通过电阻分压接入到光耦Ⅰ的触发端，触发光耦Ⅰ；所述光耦Ⅰ的另一端控制单片机的触发信号，同时通过PC机设定单片机输出的脉宽与频率；单片机通过其输出信号，控制所述光耦Ⅱ的触发端；通过所述光耦Ⅱ控制所述控制器输出信号，来控制激光器发出特定脉宽与频率的激光。
具体控制过程为：第一步由于不同控制器出来的I/O信号为不同电压值的信号，通过跳线的方式选择不同的电阻来进行分压。达到相同的触发效果，使信号源能过适应不同控制器，增加了它的适用范围。第二步是通过光耦控制的，这样有效的屏蔽了由于输入的触发信号不稳导致的信号的偏差，起到了很好的过滤作用。采用单片机程序控制，实现了频率与脉宽的可调。第二次信号隔离有效的过滤了电路中的杂波信号。
最后的输出信号同时为可调信号，可以通过选择不同的连接电路选择输出的信号的电压。
本发明中，针对不同材质的薄钢片，更改激光的打点频率与打点时间达到更高的切割精度与切割质量。并且对触发激光器的触发信号进行隔离，防止干扰。同时能够控制我们的输入与输出信号的电压，使次激光控制器能够适用于广泛的激光加工设备中。
Claims (4)
1.一种同时控制脉宽和频率的激光控制器，包括电阻、光耦Ⅰ、光耦Ⅱ、触发端和单片机，所述激光控制器的工作分为以下步骤：
首先将信号源里出来的单一的高脉冲I/O信号输入到控制器中，通过电阻分压接入到光耦Ⅰ的触发端，触发光耦Ⅰ；
所述光耦Ⅰ的另一端控制单片机的触发信号，同时通过PC机设定单片机输出的脉宽与频率；
单片机通过其输出信号，控制所述光耦Ⅱ的触发端；
通过所述光耦Ⅱ控制所述控制器输出信号，来控制激光器发出特定脉宽与频率的激光。
2.根据权利要求1所述的同时控制脉宽和频率的激光控制器，其特征在于步骤a）中，通过跳线的方式选择不同的电阻来进行分压。
3.根据权利要求1所述的同时控制脉宽和频率的激光控制器，其特征在于通过选择不同的连接电路调节控制器输出的信号的电压。
4.根据权利要求1所述的同时控制脉宽和频率的激光控制器，其特征在于光耦Ⅱ输出的信号还可以进入到光耦Ⅲ，通过光耦Ⅲ控制所述控制器输出信号，来控制激光器发出特定脉宽与频率的激光。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114599132A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-06-07 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种成像照明光源驱动脉冲产生装置及摄影照明装置 |
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| US20090245300A1 (en) * | 2008-03-25 | 2009-10-01 | Electro Scientific Industries, Inc. | Systems and methods for laser pulse equalization |
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| CN102205476A (zh) * | 2011-05-26 | 2011-10-05 | 太原市星云焊接设备有限公司 | 高频软开关逆变数字化多功能焊机 |
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