CN104985323B - 一种激光脉冲信号同步定向抓取的方法 - Google Patents
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Abstract
一种激光脉冲信号同步定向抓取的方法，本发明涉及激光加工领域，激光以固定频率由激光器发射出来，以脉冲的形式投射到加工件表面，来对加工件进行加工，同时以振镜的扫描速度来决定加工图案、加工速度、加工效果，但振镜的扫描速度是有固定上限的，而有些加工图案对激光脉冲的间隔有着严格的要求，但以振镜的现有速度无法达到宽间距的目标，甚至有些加工图形只需要接受一个激光脉冲或者几个激光脉冲的作用，因此对激光脉冲的同步进行定向抓取成为本发明的关键技术，目前暂无对激光脉冲进行同步筛选的实际方法，本发明可以对脉冲进行定向的筛选与控制。
Description
技术领域
本发明涉及激光领域，特别涉及一种激光脉冲信号同步定向抓取的方法。
背景技术
激光以固定频率由激光器发射出来，以脉冲的形式投射到加工件表面，来对加工件进行加工，同时以振镜的扫描速度来决定加工图案、加工速度、加工效果。但振镜的扫描速度是有固定上限的，而有些加工图案对激光脉冲的间隔有着严格的要求，但以振镜的现有速度无法达到宽间距的目标，甚至有些加工图形只需要接受一个激光脉冲或者几个激光脉冲的作用，因此对激光脉冲的同步进行定向抓取成为本发明的关键技术，目前暂无对激光脉冲进行同步筛选的实际方法，本发明可以对脉冲进行定向的筛选与控制。
发明内容
(一)发明目的
为了精确加工出所需要图案，达到理想激光加工效果，需要对激光脉冲进行筛选，使有效的脉冲投射到加工件上，精确的对目标图案进行加工。本发明有效提高了激光加工的精确性。
(二)技术方案
设计一个激光信号捕捉卡，将激光发射脉冲信号接入此板卡上，此板卡捕捉激光脉冲信号，获取激光脉冲的频率和相位，并根据设定参数发射匹配控制脉冲，板卡设定参数包括频率，每个周期脉冲输出数量以及相位调整等，可以对脉冲进行定向的筛选。最终输出匹配脉冲控制激光器输出，可以有效的控制加工效果。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种激光脉冲信号同步定向抓取的方法，由激光脉冲捕捉卡、激光器、振镜和加工件实现，所述激光脉冲捕捉卡是基于MCU控制器，并配备有输入隔离模块、输出隔离模块以及RS232通信通道，包括以下步骤：
步骤一，激光器发出的激光脉冲信号通过输入隔离模块输入到MCU之中，MCU捕捉激光脉冲信号的上升沿，并计算激光脉冲信号的频率；
步骤二，MCU根据已经设定的参数，决定匹配输出脉冲的频率以及占空比，实际输入到MCU中的激光脉冲信号与MCU捕捉到的激光脉冲信号相位之间有T1的时间偏差，MCU根据输入频率，计算匹配输出脉冲距离下一个输入的激光脉冲信号上升沿的时间T2，匹配输出脉冲在T2时间后启动，确保激光脉冲信号与匹配输出脉冲处于同一个相位；
步骤三，上位机程序通过RS232模块对匹配输出脉冲的频率和占空比以及时间T2进行修正，上位机程序将参数通过RS232模块发送到MCU之中，最终控制匹配输出脉冲输出；
步骤四，匹配输出脉冲通过输出隔离模块发送到激光器的控制端，控制激光器发出激光进入振镜，振镜按照X、Y方向对加工件进行加工，最终得到所需要的图案。
所述激光脉冲捕捉卡使用MCU控制器实时采集用来同步控制并选择所需要的激光脉冲信号，通过参数设置来选择任意同步脉冲输出，从而将单个脉冲或者连续几个脉冲筛选出来，用于高精度的图案加工。
所述激光器包含皮秒但不限定为皮秒激光器。
(三)发明效果
激光脉冲有效的选择，对脉冲的控制可以精确到单个脉冲，满足图形各种脉冲间距需求，以及定向脉冲选择需求。对激光脉冲的控制方便简单，通过软件参数设定，即可完成对任一个或者几个脉冲的选择。
附图说明
图1为一种激光脉冲信号同步定向抓取系统图；
图2为一种激光脉冲信号捕捉卡系统图；
图3为一种激光脉冲信号捕捉卡时序图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步说明，如图1、2、3所示，本发明的核心部分为激光信号捕捉卡，同步处理激光脉冲信号，该卡是基于MCU(单片机)控制器，并配备输入信号隔离、输出信号隔离与增强单元、以及RS232通信通道等组成的。具体工作流程如下：
(1)激光脉冲信号通过输入隔离模块，将信号输入到MCU(单片机)之中，MCU捕捉该信号的上升沿，并计算信号的频率。由于捕捉需要一定时间，所以实际的脉冲相位与捕捉到的相位存在时间偏差T1。
(2)MCU根据已经设定的参数，决定匹配输出脉冲的频率，以及占空比，如第一条所讲，输入脉冲与MCU捕捉到脉冲相位之间有T1偏差，MCU可根据输入频率，计算匹配输出距离下一个输入脉冲上升沿的时间T2，匹配输出就是在T2时间后启动，确保激光脉冲与匹配信号输出处于同一个相位。
(3)匹配脉冲的频率和占空比，甚至T2时间的修正，均可通过上位机程序完成，上位机程序将参数通过RS232模块发送到MCU之中，最终控制匹配脉冲输出。
(4)匹配脉冲信号发送到激光器，激光器发出激光进入振镜，振镜按照X、Y方向对加工件进行加工，最终得到所需要的图案。
所述激光脉冲捕捉卡使用MCU控制器实时采集用来同步控制并选择所需要的激光脉冲信号，通过参数设置来选择任意同步脉冲输出，从而将单个脉冲或者连续几个脉冲筛选出来，用于高精度的图案加工。
所述激光器包含皮秒但不限定为皮秒激光器。
以上内容仅仅提供了本发明的优选的实施方式，本技术领域的普通技术人员根据本发明所述的文字描述、附图及权利要求书能够很容易想到的，在不脱离权利要求书所限定的本发明的构思和范围的条件下做出的变化和改动，显然这些变化和改动仍然在本发明的权利要求所限定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种激光脉冲信号同步定向抓取的方法，由激光脉冲捕捉卡、激光器、振镜和加工件实现，所述激光脉冲捕捉卡是基于MCU控制器，并配备有输入隔离模块、输出隔离模块以及RS232通信通道，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，激光器发出的激光脉冲信号通过输入隔离模块输入到MCU之中，MCU捕捉激光脉冲信号的上升沿，并计算激光脉冲信号的频率；
步骤二，MCU根据已经设定的参数，决定匹配输出脉冲的频率以及占空比，实际输入到MCU中的激光脉冲信号与MCU捕捉到的激光脉冲信号相位之间有T1的时间偏差，MCU根据输入频率，计算匹配输出脉冲距离下一个输入的激光脉冲信号上升沿的时间T2，匹配输出脉冲在T2时间后启动，确保激光脉冲信号与匹配输出脉冲处于同一个相位；
步骤三，上位机程序通过RS232模块对匹配输出脉冲的频率和占空比以及时间T2进行修正，上位机程序将参数通过RS232模块发送到MCU之中，最终控制匹配输出脉冲；
步骤四，匹配输出脉冲通过输出隔离模块发送到激光器的控制端，控制激光器发出激光进入振镜，振镜按照X、Y方向对加工件进行加工，最终得到所需要的图案。
2.根据权利要求1所述的一种激光脉冲信号同步定向抓取的方法，其特征在于，所述激光脉冲捕捉卡使用MCU控制器实时采集用来同步控制并选择所需要的激光脉冲信号，通过参数设置来选择任意同步脉冲输出，从而将单个脉冲或者连续几个脉冲筛选出来，用于高精度的图案加工。
3.根据权利要求1或2所述的一种激光脉冲信号同步定向抓取的方法，其特征在于，所述激光器包含皮秒但不限定为皮秒激光器。
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