CN109813427A - 一种激光功率的自动校正方法以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光加工领域，具体涉及一种激光功率的自动校正方法以及系统，包括以下步骤：设定功率值以及频率值；将激光器切换为光控模式，激光器以功率值和频率值连续出光，并在每次间隔第一预设时间时反馈电流值，根据多个电流值获取平均电流值；将激光器切换为电控模式，校正激光器的加工电流为平均电流值；激光器以平均电流值进行输出。在内部光调节模式下，激光器按设定的功率值以及频率值出光，再采集多个当前电流值，根据电流值得出所需使用的平均电流值，在后续外部电控模式下，激光器以平均电流值驱动，就能够以稳定的功率值进行加工，实现功率校正。

Description

一种激光功率的自动校正方法以及系统

技术领域

本发明涉及激光加工领域，具体涉及一种激光功率的自动校正方法以及系统。

背景技术

现有激光器在打标应用中，主要在电流模式下运行，采用调节电源输出电流大小的方式控制功率输出。位于激光器内部的晶体在运行一定时间后，会发生一定程度的功率衰减，其功率波动往往影响产品加工的效果，激光功率衰减的程度因不同应用场景和出光时间的长短呈非线性衰减，因而无固定的激光功率表查对，需要进行点检校对。

常用内置在激光器中的功率闭环检测单元，在光控模式下，根据设定的功率和频率可连续出光，并将自动调节激光器的电流CIP值，从而保证在点检周期内激光功率在容许的功率波动范围内稳定运行。但是，光控模式不适用于正常外控的加工情况。如果使用外置激光功率计，在测出激光器的功率值后再进行功率调控，不仅成本高，容易产生功率损耗，而且还会占用大量空间，增大机器体积，降低整体装置的操作效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光功率的自动校正方法以及系统，解决现有功率校正方法使用外置激光功率计检测成本高、效率低的问题。

为解决该技术问题，本发明提供一种激光功率的自动校正方法，所述自动校正方法包括以下步骤：设定功率值以及频率值；将激光器切换为光控模式，激光器以功率值和频率值连续出光，并在每次间隔第一预设时间时反馈电流值，根据多个电流值获取平均电流值；将激光器切换为电控模式，校正激光器的加工电流为平均电流值；激光器以平均电流值进行输出。

其中，较佳方案是，所述自动校正方法还包括以下步骤：设定误差范围；在连续预设次数采集的功率值未超出误差范围时，反馈与功率值对应的电流值，根据电流值获取平均电流值。

其中，较佳方案是，所述自动校正方法还包括以下步骤：激光器以功率值和频率值连续出光第二预设时间之后，再在每次间隔第一预设时间时反馈电流值，根据多个电流值获取平均电流值。

其中，较佳方案是，所述第一预设时间在1秒至3秒的范围内，所述第二预设时间在25秒至35秒的范围内。

其中，较佳方案是，所述预设次数在25次至35次的范围内。

其中，较佳方案是，所述自动校正方法还包括以下步骤：查询激光器所处状态，若查询时间超时，发出报警信号，若查询时间未超时，判断激光器是否处于可发出激光的准备状态，若是，控制激光器等待发出激光，若不是，再次查询激光器所处状态。

其中，较佳方案是，所述自动校正方法还包括以下步骤：编辑文档，所述文档包括功率值以及频率值；根据文档内容对激光器进行相应的设定。

其中，较佳方案是，所述文档还包括振镜的位置参数以及查询的时间参数。

其中，较佳方案是，所述自动校正方法还包括以下步骤：以串口方式连接控制器与激光器，并在激光器连续出光之前检测控制器与激光器的连接情况。

本发明还提供一种激光功率的自动校正系统，所述自动校正系统用于实现如上所述的自动校正方法，包括用于发出激光的激光器以及用于控制激光器的控制器，其中，所述控制器设定功率值以及频率值；所述控制器控制激光器切换为光控模式，所述激光器以功率值和频率值连续出光，并在每次间隔第一预设时间时反馈电流值到控制器，所述控制器根据多个电流值获取平均电流值；所述控制器控制激光器切换为电控模式，校正激光器的加工电流为平均电流值；所述激光器以平均电流值进行输出。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过设计一种激光功率的自动校正方法以及系统，在内部光调节模式下，激光器按设定的功率值以及频率值出光，再采集多个当前电流值，根据电流值得出所需使用的平均电流值，在后续外部电控模式下，激光器以平均电流值驱动，就能够以稳定的功率值进行加工，实现功率校正，并且校正成本低，无需增加额外的功率检测设备；另外，反馈的多个电流值均需未超出误差范围，方能在计算过程中使用，以此提高校正的准确性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明自动校正方法的流程框图；

图2是本发明设定误差范围并获取平均电流值的流程框图；

图3是本发明先出光第二预设时间再进行电流值反馈的流程框图；

图4是本发明编辑文档的流程框图；

图5是本发明激光器串口连接控制器的流程框图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图1至图5所示，本发明提供一种激光功率的自动校正方法的优选实施例。

具体地，参考图1，一种激光功率的自动校正方法，所述自动校正方法包括以下步骤：

步骤10、设定功率值以及频率值；

步骤20、将激光器切换为光控模式，激光器以功率值和频率值连续出光，并在每次间隔第一预设时间时反馈电流值，根据多个电流值获取平均电流值；

步骤30、将激光器切换为电控模式，校正激光器的加工电流为平均电流值；

步骤40、激光器以平均电流值进行输出。

其中，在进行自动校正之前，先设定最终激光器加工所需的功率值以及频率值。然后，第一次关闭激光使能，控制激光器的工作模式切换为内部的光控模式，进行模拟功率输出，将功率值以及频率值载入激光器。而后，第一次开启激光使能，激光器再以设定的功率值以及频率值连续出光，并在每次间隔第一预设时间时反馈电流值，值得一提的是，反馈的电流值为CIP值(英文全称为current in percent，中文全称为当前电流值)。反馈的电流值前后可能不同，在采样到多个电流值之后，根据电流值求和平均计算得出平均电流值。随后，第二次关闭激光使能，控制激光器的工作模式切换为外部的电控模式，并校正激光器的加工电流为平均电流值。最后，第二次开启激光使能，在激光器内部电源驱动下，固定地，激光器以计算得出的平均电流值以及设定的频率值进行加工输出。需要说明的是，由于激光器通过调节电流方式控制功率输出，激光器以平均电流值作驱动，实现功率校正，即是激光器在最终能够以稳定的功率进行加工输出。优选地，所述第一预设时间在1秒至3秒的范围内，并在具体设定为2秒时得到的效果最佳。当然，间隔的第一预设时间可以前后不相同，根据具体情况作出相应设定，例如先间隔1秒反馈CIP值，再间隔2秒反馈CIP值，如此重复。

再具体地，参考图2，所述自动校正方法还包括以下步骤：

步骤12、设定误差范围；

步骤21、在连续预设次数采集的功率值未超出误差范围时，反馈与功率值对应的电流值，根据电流值获取平均电流值。

其中，预先设定一误差范围，优选为与设定的功率值相差不超过2％。随后，连续在预设次数内采集功率值，并同步反馈在当前功率下对应的CIP值。若在该预设次数内采集的功率值均未超出误差范围，则说明该段时间激光器的输出功率是稳定的，此时，可根据反馈的多个CIP值求和平均计算得出平均电流值。如此一来，先是保证采集的功率值是稳定的，接下来激光器以计算得出的平均电流值进行功率输出时，也能够保证输出功率的稳定性。如果采集的功率波动较大，已超出误差范围，说明激光器的输出功率不稳定，需要继续出光并重新采集预设次数的功率值。可以预先设定一检测时间段，例如设定5分钟，若在5分钟内仍未获取预设次数的稳定功率值，则发出报警信号，并停止校正。优选地，所述预设次数在25次至35次的范围内，并在具体设定为30次时得到的效果最佳。

更具体地，参考图3，所述自动校正方法还包括以下步骤：

步骤221、激光器以功率值和频率值连续出光之后，经历第二预设时间；

步骤222、在每次间隔第一预设时间时反馈电流值，根据多个电流值获取平均电流值。

其中，先等待激光器以设定的功率值和频率值连续出光之后，经历第二预设时间，激光器内部负反馈自动增减CIP值，使得激光器功率内部测量值与设定的功率值相近，待功率较为稳定时，再在每次间隔第一预设时间时反馈电流值，并根据多个电流值获取平均电流值。由于激光器刚开始出光时，功率的波动性较大，需要先适应一段时间，待激光器的功率较为稳定后，再进行功率采集以及电流反馈，从而保证后续计算得出的平均电流值的准确性。优选地，所述第二预设时间在25秒至35秒的范围内，并根据激光器的电流整定的速度，具体设定为30秒时得到的效果最佳。

进一步地，所述自动校正方法还包括以下步骤：

查询激光器所处状态，若查询时间超时，发出报警信号，若查询时间未超时，判断激光器是否处于可发出激光的准备状态，若是，控制激光器等待发出激光，若不是，再次查询激光器所处状态。

其中，激光器在自动校正过程中，需要经历多个状态，例如，谐振腔启动、谐振腔器平衡、检测红外谐振腔、光控模式初始化、光控模式启动、操作正常、谐振腔关闭、预备、预热，在多个过程中需要查询激光器所处状态，若查询时间超时，发出报警信号，并停止校正，若查询时间未超时，根据反馈的编号判断激光器是否处于可发出激光的准备状态，若反馈的是操作正常对应的编号，则说明激光器处于准备状态，可控制激光器等待发出激光，若反馈的不是操作正常对应的编号，则在间隔一定时间后再次查询激光器所处状态。

再进一步地，参考图4，所述自动校正方法还包括以下步骤：

步骤11、编辑文档，所述文档包括功率值以及频率值；

步骤13、根据文档内容对激光器进行相应的设定。

其中，在进行自动校正之前，预先编辑控制器内存储的文档内容，所述文档包括必备的功率值以及频率值。另外，所述文档还可设定振镜的位置参数，以便激光指向安全区域，以及包括查询激光器所处状态的时间参数。除上述之外，所述文档还可设定首脉冲抑制模式FPC、触发电平反转、是否使能AOM模拟量输入、制定内部模拟量抑制比例、门开关。在编辑完毕之后，保存文档，再进行激光功率的自动校正，而控制器会控制激光器依照文档内容进行相应设定。在完成自动校正之后，文档会自动保存平均电流值，激光器在进行输出时，会以恒定的平均电流值进行功率输出。

在本实施例中，参考图5，所述自动校正方法还包括以下步骤：

步骤05、以串口方式连接控制器与激光器，并在激光器连续出光之前检测控制器与激光器的连接情况。

其中，所述自动校正方法需要依赖用于控制激光器的控制器，而激光器与控制器之间是通过串口方式实现连接，输出传输速度快，能够提高自动校正的效率。并且，在激光器开启光控模式，进行连续出光之前，需要检查控制器与激光器的连接情况，若检查出两者并非通过串口方式连接，需要发出报警信号。当然，也可以在激光器载入设定的文档内容时就检查控制器与激光器的连接情况。

本发明还提供一种激光功率的自动校正系统的较佳实施例。

具体地，一种激光功率的自动校正系统，所述自动校正系统用于实现如上所述的自动校正方法，包括用于发出激光的激光器以及用于控制激光器的控制器，其中，所述控制器设定功率值以及频率值；所述控制器控制激光器切换为光控模式，所述激光器以功率值和频率值连续出光，并在每次间隔第一预设时间时反馈电流值到控制器，所述控制器根据多个电流值获取平均电流值；所述控制器控制激光器切换为电控模式，校正激光器的加工电流为平均电流值；所述激光器以平均电流值进行输出。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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内。

Claims (10)

1.一种激光功率的自动校正方法，其特征在于，所述自动校正方法包括以下步骤：

设定功率值以及频率值；

将激光器切换为光控模式，激光器以功率值和频率值连续出光，并在每次间隔第一预设时间时反馈电流值，根据多个电流值获取平均电流值；

将激光器切换为电控模式，校正激光器的加工电流为平均电流值；

激光器以平均电流值进行输出。

2.根据权利要求1所述的自动校正方法，其特征在于，所述自动校正方法还包括以下步骤：

设定误差范围；

在连续预设次数采集的功率值未超出误差范围时，反馈与功率值对应的电流值，根据电流值获取平均电流值。

3.根据权利要求2所述的自动校正方法，其特征在于，所述自动校正方法还包括以下步骤：

激光器以功率值和频率值连续出光之后，经历第二预设时间，再在每次间隔第一预设时间时反馈电流值，根据多个电流值获取平均电流值。

4.根据权利要求3所述的自动校正方法，其特征在于，所述第一预设时间在1秒至3秒的范围内，所述第二预设时间在25秒至35秒的范围内。

5.根据权利要求2所述的自动校正方法，其特征在于，所述预设次数在25次至35次的范围内。

6.根据权利要求1至5任一所述的自动校正方法，其特征在于，所述自动校正方法还包括以下步骤：

查询激光器所处状态，若查询时间超时，发出报警信号，若查询时间未超时，判断激光器是否处于可发出激光的准备状态，若是，控制激光器等待发出激光，若不是，再次查询激光器所处状态。

7.根据权利要求6所述的自动校正方法，其特征在于，所述自动校正方法还包括以下步骤：

编辑文档，所述文档包括功率值以及频率值；

根据文档内容对激光器进行相应的设定。

8.根据权利要求7所述的自动校正方法，其特征在于，所述文档还包括振镜的位置参数以及查询的时间参数。

9.根据权利要求1所述的自动校正方法，其特征在于，所述自动校正方法还包括以下步骤：

以串口方式连接控制器与激光器，并在激光器连续出光之前检测控制器与激光器的连接情况。

10.一种激光功率的自动校正系统，其特征在于，所述自动校正系统用于实现如权利要求1至9任一所述的自动校正方法，包括用于发出激光的激光器以及用于控制激光器的控制器，其中，所述控制器设定功率值以及频率值；所述控制器控制激光器切换为光控模式，所述激光器以功率值和频率值连续出光，并在每次间隔第一预设时间时反馈电流值到控制器，所述控制器根据多个电流值获取平均电流值；所述控制器控制激光器切换为电控模式，校正激光器的加工电流为平均电流值；所述激光器以平均电流值进行输出。