定时器，进入输入接口的输入信号和从输出接口出来的输出信号均为脉冲信号，输出信号由输入信号的边沿触发，输出信号具有可输定的脉宽。
[0031]更进一步地，所述定时器是由单稳芯片组成的，输出信号的脉宽由电位器设定。
[0032]或者更进一步地，所述定时器是由可编程定时芯片组成的，输出信号的脉宽由可编程定时芯片设定。具体地，所述脉冲宽度设定装置包括单板机和PC/104定时接口卡，单板机采用PC/104模块。更具体地，所述脉冲宽度设定装置的输出信号的脉宽由工控机通过485总线传给单板机，再由单板机控制定时器来实现。
[0033]还提供了这种提高圆周无规则毛化微坑均匀性的控制系统的控制方法，其包括以下步骤:
[0034](I)通过在伪随机延时装置之后连接脉冲宽度设定装置，使输出信号的脉宽可设定；
[0035](2)通过将声光电源设置在外控方式，使射频输出时间受脉冲宽度控制。
[0036]以下给出本发明的具体的例子。
[0037]本发明提供的控制系统，包括工控机、可控分布接口卡、双路隔离D/A卡、增量编码器、变频器、主轴电机、纵向及横向伺服驱动器、纵向及横向伺服电机、激光电源、激光器、声光电源和声光开关等部件。工控机内AT总线上装有一块可控分布接口卡、一块电隔离双路D/A接口卡。主轴电机连同辊旋转时增量编码器输出反映辊周向位置的脉冲信号，脉冲信号传给工控机内的可控分布接口卡，经计算机分频处理后输出一路控制脉冲激光的可控分布信号控制伪随机延时装置，另一路脉冲信号通过纵向伺服驱动器驱动纵向伺服电机。可控分布信号经伪随机延时装置输出伪随机延时信号，经脉宽设定装置输出脉宽预先设定的固定的信号控制声光电源输出对应的射频信号，再经激光器内的声光开关产生脉冲激光。可控分布接口卡还输出一路脉冲信号，通过横向伺服驱动器驱动横向伺服电机。可控分布接口卡还输出一组开关信号，通过变频器、伺服驱动器、激光电源控制主轴电机、纵向及横向伺服电机的启停和激光器的开关。工控机内的一块D / A接口卡发两路模拟信号给激光器电源，一路控制激光器的功率，另一路给变频器，变频器驱动主轴电机，转速无级可调。工控机通过485总线设定伪随机延时装置和脉宽设定装置的工作参数。
[0038]伪随机延时装置的外部信号有三路:输入、输出和485总线接口。输入信号和输出信号都是脉冲信号。输出信号由输入信号的上升沿触发，经随机延时后输出，输出信号的脉宽固定，其大小可通过485总线设定。
[0039]从图3可知，在现有圆周无规则毛化控制系统中，伪随机延时装置输出信号的频率是变化的，射频输出时间即对应光脉冲的激励时间也是变化的，而脉冲激光的释放时间是固定的且比较窄，结果导致脉冲激光能量的不均匀和波形的不一致。
[0040]从图4可知，在本发明提供的圆周无规则毛化控制系统中，脉冲宽度设定装置的输出脉宽(高电平)是相等的，射频输出时间也是相等的，而脉冲激光的释放时间是可变的且比较宽。激光输出波形可分成前后两部分。前一部分激光功率较高，时间较短且相对固定，使金属材料产生熔化、气化，产生微坑，后一部分激光功率基本就是连续功率，时间较长且变化，其功率密度未达到使金属材料熔化的阈值，对微坑基本无影响。根据以上激光输出波形的特点，以及激光与金属材料相互作用的特性，就能提高圆周无规则毛化微坑的均匀性。图3、图4激光输出信号中的横向虚线表示使金属材料熔化的光功率密度值，即阈值。
[0041]脉冲宽度设定装置的功能就是单稳电路，可用单稳芯片实现，用电位器设定脉冲宽度，其缺点是无法通过软件数字设定，精度较差。在本发明实施例采用可编程定时器，用软件设定。脉冲宽度设定装置示意图如图5所示。该装置内含单板机和PC/104定时接口卡。单板机采用PC/104模块，它提供了完整PC的全部功能。PC/104定时接口卡由输入接口、定时器和输出接口组成。输入接口用于输入信号的电平转换;定时器用于产生定时，其值由工控机通过485总线传给单板机;输出接口用于输出信号的电平转换和驱动。PC/104定时接口卡安装在单板机的PC/104扩展总线上。
[0042]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种提高圆周无规则毛化微坑均匀性的控制系统，其特征在于:其包括工控机、可控分布接口卡、AT总线、双路隔离D/A卡、增量编码器、变频器、主轴电机、纵向及横向伺服驱动器、纵向及横向伺服电机、激光电源、激光器、声光电源、声光开关、伪随机延时装置、脉冲宽度设定装置、485总线； 工控机，通过AT总线分别连接可控分布接口卡和双路隔离D/A卡； 可控分布接口卡对反映辊周向位置的增量编码器的信号进行分频处理后输出多路信号:其中一路信号为可控分布信号，经伪随机延时装置输出伪随机延时信号，经脉冲宽度设定装置输出脉宽预先设定的信号来控制声光电源输出对应的射频信号，再经激光器内的声光开关产生脉冲激光;其中两路信号为脉冲信号，分别经伺服驱动器控制纵向和横向的伺服电机运动;其它多路信号为开关信号，通过变频器、伺服驱动器、激光电源控制主轴电机、纵向及横向伺服电机的启停和激光器的开关； 双路隔离D/A卡输出两路模拟量，分别控制主轴电机的转速和激光器的功率； 工控机通过485总线设定伪随机延时装置和脉冲宽度设定装置的工作参数。2.根据权利要求1所述的提高圆周无规则毛化微坑均匀性的控制系统，其特征在于:所述脉冲宽度设定装置包括输入接口、输出接口和定时器，进入输入接口的输入信号和从输出接口出来的输出信号均为脉冲信号，输出信号由输入信号的边沿触发，输出信号具有可输定的脉宽。3.根据权利要求2所述的提高圆周无规则毛化微坑均匀性的控制系统，其特征在于:所述定时器是由单稳芯片组成的，输出信号的脉宽由电位器设定。4.根据权利要求2所述的提高圆周无规则毛化微坑均匀性的控制系统，其特征在于:所述定时器是由可编程定时芯片组成的，输出信号的脉宽由可编程定时芯片设定。5.根据权利要求4所述的提高圆周无规则毛化微坑均匀性的控制系统，其特征在于:所述脉冲宽度设定装置包括单板机和PC/104定时接口卡，单板机采用PC/104模块。6.根据权利要求5所述的提高圆周无规则毛化微坑均匀性的控制系统，其特征在于:所述脉冲宽度设定装置的输出信号的脉宽由工控机通过485总线传给单板机，再由单板机控制定时器来实现。7.—种根据权利要求1所述的提高圆周无规则毛化微坑均匀性的控制系统的控制方法，其特征在于:其包括以下步骤: (1)通过在伪随机延时装置之后连接脉冲宽度设定装置，使输出信号的脉宽可设定； (2)通过将声光电源设置在外控方式，使射频输出时间受脉冲宽度控制。
【专利摘要】本发明公开一种提高圆周无规则毛化微坑均匀性的控制系统，其脉冲激光的激励时间是相等的，释放时间是可变的，使其功率波形有效部分基本一致，从而提高了圆周无规则毛化微坑的均匀性，因此能够提高激光毛化板的质量。其包括工控机、可控分布接口卡、AT总线、双路隔离D/A卡、增量编码器、变频器、主轴电机、纵向及横向伺服驱动器、纵向及横向伺服电机、激光电源、激光器、声光电源、声光开关、伪随机延时装置、脉冲宽度设定装置、485总线。还提供了控制方法。
【IPC分类】B23K26/352, B23K26/0622
【公开号】CN105562933
【申请号】CN201610095086
【发明人】王红才, 王小环, 杨明江, 占剑, 覃志康
【申请人】中国科学院力学研究所
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年2月22日