CN109217080A - 一种准分子激光气体控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种准分子激光气体控制方法，包括：获取激光器的工作状态和输入的气体压力数据，进行数据分析处理；根据所述分析处理后的数据结合用户的使用习惯自动绘制出功率曲线；根据得到的功率曲线判断当前激光器功率是否不足，若不足，则提升激光器的激发电压；当提升激发电压无效的时候，根据预设的阈值控制混合阀工作，将需要的气体比例输入激光器的工作腔；本发明还公开了一种准分子激光气体控制装置；本发明通过对输入的气体进行自动调配，有效地对气体组份的管理、实时监测气体的状态，进而实现提高激光器在生产过程中的激光效率。

Description

一种准分子激光气体控制方法及装置

技术领域

本发明涉及激光气体控制领域，尤其涉及一种准分子激光气体控制方法及装置。

背景技术

激光器是现代激光加工系统中必不可少的核心组件之一，随着激光加工技术的发展，激光器也在不断向前发展，出现了许多新型激光器，早期激光加工用激光器主要是大功率气体激光器和灯泵浦固体YAG激光器，从激光加工技术的发展历史来看，首先出现的激光器是在20世纪70年代中期的封离式激光管，发展至今，已经出现了第五代激光器——扩散冷却型激光器。从发展上可以看出，早期的激光器趋向激光功率提高的发展方向，但当激光功率达到一定要求后，激光器的光束质量受到重视，激光器的发展随之转移到调高光束质量上，出现的接近衍射极限的扩散冷却板条式激光器有较好的光束质量，已经推出就得到了广泛的应用，尤其是在激光切割领域，受到众多企业的青睐。

在现有技术中，都是采用人工调节对激光器的气体进行控制，但人工调节的方法准确性不高，不能对激光器的气体比例进行实时调整，不能实时监测气体的状态，导致在生产过程中激光效率低下。

发明内容

本发明提供了一种准分子激光气体控制方法及装置，以解决气体调节准确性不高，不能对激光器的气体比例进行实时调整，不能实时监测气体的状态技术问题，从而对输入的气体进行自动调配，有效地对气体组份的管理、实时监测气体的状态，进而实现提高激光器在生产过程中的激光效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种准分子激光气体控制方法，包括：

获取激光器的工作状态和输入的气体压力数据，进行数据分析处理；

根据所述分析处理后的数据结合用户的使用习惯自动绘制出功率曲线；

根据得到的功率曲线判断当前激光器功率是否不足，若不足，则提升激光器的激发电压；

当提升激发电压无效的时候，根据预设的阈值控制混合阀工作，将需要的气体比例输入激光器的工作腔。

作为优选方案，所述当提升激发电压无效的时候，根据预设的阈值控制混合阀工作，将需要的气体比例输入激光器的工作腔，具体包括：

根据预设的补充氟气次数上限和高压降低超过预设的阈值的情况结合，对激光器进行补充氟气或对激光器进行部分换气；

对激光器进行部分换气后，判断激光器的高压降低是否超过预设的阈值，结合预设的换气次数上限对激光器进行换气。

作为优选方案，所述根据预设的补充氟气次数上限和高压降低超过预设的阈值的情况结合，对激光器进行补充氟气或对激光器进行部分换气，包括：

根据预设的补充氟气次数上限判断当前补充氟气的次数是否达到上限，若是，则对激光器进行部分换气，若否，则执行下一步；

继续对激光器进行补充氟气，判断当前激光器的高压降低是否超过预设的阈值，若是，则激光器继续运行，若否，则对激光器进行部分换气。

作为优选方案，所述对激光器进行部分换气后，判断激光器的高压降低是否超过预设的阈值，结合预设的换气次数上限对激光器进行换气，包括：

对激光器进行部分换气后，判断激光器的高压降低是否超过预设的阈值，若是，则激光器继续运行，若否，则根据预设的换气次数上限判断当前部分换气次数是否达到上限；

如果当前部分换气的次数没有达到预设的换气次数上限，则将激光器运行直至高压再次达到设定的上限后继续进行部分换气；

如果当前部分换气的次数达到预设的换气次数上限，则将激光器运行直至高压再次达到设定的上限后激光器显示相应的警告提示词，当激光器运行直至电源电压输出上限后激光器停机并显示相应的警告提示词。

作为优选方案，所述准分子激光气体控制方法还包括：

对激光能量进行测试，再结合存放时间，对气体进行控制，对一些存放时间过长，且输出功率过低的进行自动洗气工序，将激光器内的气体进行排出控制，并且输出专用的气体进行清洗激光器的腔体，再重新按照比例，压力将所需的气体进行混合，输入激光器的腔体内。

作为优选方案，所述预设的补充氟气次数上限为三次；所述预设的换气次数上限为三次。

一种准分子激光气体控制装置，包括：控制器、功率监控器、气压控制器和混气装置，

所述功率监控器用于对激光器的运行功率进行监控，并采集所述激光器的运行功率数据；所述气压控制器用于获取输入的气体压力数据；所述混气装置用于混合气体并对激光器进行补充气体作用；所述控制器用于控制所述功率监控器、所述气压控制器和所述混气装置，并进行数据处理操作，所述控制器还用于控制激光器的电压；所述控制器与所述功率监控器、所述气压控制器、所述混气装置依次连接。

作为优选方案，所述混气装置为不锈钢材质。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

1、不需要人为直接操作气体的调配工作，机器会自动根据输出的功率、气体压力、激发电压、存放时间等这些参数自动进行气体的管理工作。

2、有效实现对气体组份的管理、性能的维持，达到最大化节约气体，提高出光效率。

附图说明

图1：为本发明控制方法实施例中的步骤流程示意图；

图2：为本发明控制装置实施例中的装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，本发明优选实施例提供了一种准分子激光气体控制方法，包括：

S1，获取激光器的工作状态和输入的气体压力数据，进行数据分析处理；

S2，根据所述分析处理后的数据结合用户的使用习惯自动绘制出功率曲线；

S3，根据得到的功率曲线判断当前激光器功率是否不足，若不足，则提升激光器的激发电压；

S4，当提升激发电压无效的时候，根据预设的阈值控制混合阀工作，将需要的气体比例输入激光器的工作腔。

在本实施例中，所述步骤S4当提升激发电压无效的时候，根据预设的阈值控制混合阀工作，将需要的气体比例输入激光器的工作腔，具体包括：

S41，根据预设的补充氟气次数上限和高压降低超过预设的阈值的情况结合，对激光器进行补充氟气或对激光器进行部分换气；

S42，对激光器进行部分换气后，判断激光器的高压降低是否超过预设的阈值，结合预设的换气次数上限对激光器进行换气。

在本实施例中，所述步骤S41根据预设的补充氟气次数上限和高压降低超过预设的阈值的情况结合，对激光器进行补充氟气或对激光器进行部分换气，包括：

S411，根据预设的补充氟气次数上限判断当前补充氟气的次数是否达到上限，若是，则对激光器进行部分换气，若否，则执行下一步；

S412，继续对激光器进行补充氟气，判断当前激光器的高压降低是否超过预设的阈值，若是，则激光器继续运行，若否，则对激光器进行部分换气。

在本实施例中，所述S42对激光器进行部分换气后，判断激光器的高压降低是否超过预设的阈值，结合预设的换气次数上限对激光器进行换气，包括：

S421，对激光器进行部分换气后，判断激光器的高压降低是否超过预设的阈值，若是，则激光器继续运行，若否，则根据预设的换气次数上限判断当前部分换气次数是否达到上限；

S422，如果当前部分换气的次数没有达到预设的换气次数上限，则将激光器运行直至高压再次达到设定的上限后继续进行部分换气；

S423，如果当前部分换气的次数达到预设的换气次数上限，则将激光器运行直至高压再次达到设定的上限后激光器显示相应的警告提示词，当激光器运行直至电源电压输出上限后激光器停机并显示相应的警告提示词。

在本实施例中，所述准分子激光气体控制方法还包括：

对激光能量进行测试，再结合存放时间，对气体进行控制，对一些存放时间过长，且输出功率过低的进行自动洗气工序，将激光器内的气体进行排出控制，并且输出专用的气体进行清洗激光器的腔体，再重新按照比例，压力将所需的气体进行混合，输入激光器的腔体内。

在本实施例中，所述预设的补充氟气次数上限为三次；所述预设的换气次数上限为三次。

请参照图2，本发明实施例还提供了一种准分子激光气体控制装置，包括：控制器、功率监控器、气压控制器和混气装置，

所述功率监控器用于对激光器的运行功率进行监控，并采集所述激光器的运行功率数据；所述气压控制器用于获取输入的气体压力数据；所述混气装置用于混合气体并对激光器进行补充气体作用；所述控制器用于控制所述功率监控器、所述气压控制器和所述混气装置，并进行数据处理操作，所述控制器还用于控制激光器的电压；所述控制器与所述功率监控器、所述气压控制器、所述混气装置依次连接。

在本实施例中，所述混气装置为不锈钢材质。

下面结合实施例，对本发明进行详细说明。

准分子激光气体控制装置，采用高性能的单片机作为控制主控，从总控制器获取到激光器的工作状态，进行分析数据，并且通过数字气压计对输入的气体压力进行数据获取。针对使用情况与功率输出状态的数据，根据用户的使用习惯，自动绘制出功率曲线。并且针对功率不足的问题，反馈到主控制器，主控制器主动提升激发电压。当提升激发电压无效的时候，准分子激光气体控制装置会根据阈值，控制混合阀的工作(混合气体加一个不锈钢混合器，促使气体浓度均匀)，将需要的气体比例输入激光器的工作腔。

首先获取激光器的工作状态和输入的气体压力数据，进行数据分析处理；根据所述分析处理后的数据结合用户的使用习惯自动绘制出功率曲线；根据得到的功率曲线判断当前激光器功率是否不足，若不足，则提升激光器的激发电压；判断当前补充氟气的次数是否达到三次，若是，则对激光器进行部分换气，若否，则执行下一步；继续对激光器进行补充氟气，判断当前激光器的高压降低是否超过预设的阈值，若是，则激光器继续运行，若否，则对激光器进行部分换气。对激光器进行部分换气后，判断激光器的高压降低是否超过预设的阈值，若是，则激光器继续运行，若否，则判断当前部分换气次数是否达到三次；如果当前部分换气的次数没有达到三次，则将激光器运行直至高压再次达到设定的上限后继续进行部分换气；如果当前部分换气的次数达到三次，则将激光器运行直至高压再次达到设定的上限后激光器显示相应的警告提示词，当激光器运行直至电源电压输出上限后激光器停机并显示相应的警告提示词。

最后，准分子激光气体控制装置内置气体存放管理的算法，针对一些使用时间不稳定的用户(气体在激光器的腔体内存放并不是稳定状态的，会随着存放的时间越长，出光效率就越低)，使用前针对激光能量进行测试，再结合存放时间，这两个参数对气体进行控制。对一些存放时间过长，且输出功率过低的进行自动洗气工序。将激光器内的气体进行排出控制，并且输出专用的气体进行清洗激光器的腔体，再重新按照比例，压力将所需的气体进行混合，输入激光器的腔体内。

本发明通过获取功率数据和气压数据，结合控制器控制混气装置，解决气体调节准确性不高，不能对激光器的气体比例进行实时调整，不能实时监测气体的状态技术问题，从而对输入的气体进行自动调配，有效地对气体组份的管理、实时监测气体的状态，进而实现提高激光器在生产过程中的激光效率。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种准分子激光气体控制方法，其特征在于，包括：

获取激光器的工作状态和输入的气体压力数据，进行数据分析处理；

根据所述分析处理后的数据结合用户的使用习惯自动绘制出功率曲线；

根据得到的功率曲线判断当前激光器功率是否不足，若不足，则提升激光器的激发电压；

当提升激发电压无效的时候，根据预设的阈值控制混合阀工作，将需要的气体比例输入激光器的工作腔。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述当提升激发电压无效的时候，根据预设的阈值控制混合阀工作，将需要的气体比例输入激光器的工作腔，具体包括：

根据预设的补充氟气次数上限和高压降低超过预设的阈值的情况结合，对激光器进行补充氟气或对激光器进行部分换气；

对激光器进行部分换气后，判断激光器的高压降低是否超过预设的阈值，结合预设的换气次数上限对激光器进行换气。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据预设的补充氟气次数上限和高压降低超过预设的阈值的情况结合，对激光器进行补充氟气或对激光器进行部分换气，包括：

根据预设的补充氟气次数上限判断当前补充氟气的次数是否达到上限，若是，则对激光器进行部分换气，若否，则执行下一步；

继续对激光器进行补充氟气，判断当前激光器的高压降低是否超过预设的阈值，若是，则激光器继续运行，若否，则对激光器进行部分换气。

4.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述对激光器进行部分换气后，判断激光器的高压降低是否超过预设的阈值，结合预设的换气次数上限对激光器进行换气，包括：

对激光器进行部分换气后，判断激光器的高压降低是否超过预设的阈值，若是，则激光器继续运行，若否，则根据预设的换气次数上限判断当前部分换气次数是否达到上限；

如果当前部分换气的次数没有达到预设的换气次数上限，则将激光器运行直至高压再次达到设定的上限后继续进行部分换气；

如果当前部分换气的次数达到预设的换气次数上限，则将激光器运行直至高压再次达到设定的上限后激光器显示相应的警告提示词，当激光器运行直至电源电压输出上限后激光器停机并显示相应的警告提示词。

5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

对激光能量进行测试，再结合存放时间，对气体进行控制，对一些存放时间过长，且输出功率过低的进行自动洗气工序，将激光器内的气体进行排出控制，并且输出专用的气体进行清洗激光器的腔体，再重新按照比例，压力将所需的气体进行混合，输入激光器的腔体内。

6.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述预设的补充氟气次数上限为三次；所述预设的换气次数上限为三次。

7.一种用于执行权利要求1至权利要求6任一项所述的控制方法的控制装置，其特征在于，包括：控制器、功率监控器、气压控制器和混气装置，

所述功率监控器用于对激光器的运行功率进行监控，并采集所述激光器的运行功率数据；所述气压控制器用于获取输入的气体压力数据；所述混气装置用于混合气体并对激光器进行补充气体作用；所述控制器用于控制所述功率监控器、所述气压控制器和所述混气装置，并进行数据处理操作，所述控制器还用于控制激光器的电压；所述控制器与所述功率监控器、所述气压控制器、所述混气装置依次连接。

8.如权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述混气装置为不锈钢材质。