激光器脉冲同步控制方法及系统与流程

本发明涉及激光控制领域，尤其涉及一种激光器脉冲同步控制方法及系统。

背景技术：

现有的激光器脉冲同步控制方法主要有以下两种：

1. 玻璃及蓝宝石切割中为了在曲线中等间距打点，常使用PSO（Position Synchronized Output）模式，即位置同步模式。由直线电机控制器追踪位置，每到一个目标位置时，发出PSO信号使激光器出光。由于电机有加减速，这些信号的时间间隔并不确定。

2. 见图1，现有激光器普遍通过出光信号（GATE信号）的时间长短来控制出光时间，同时每个激光脉冲前确定延时（t1）会有一个同步信号（SYNC信号），当GATE信号包裹住若干个SYNC信号时，激光器会输出相同个数的脉冲，这种控制方式在GATE信号时间较长时（如激光器连续出光烧蚀）没有问题。当需要精确控制到个位数脉冲个数时，GATE信号的宽度会很敏感的影响出光脉冲个数，如图2，同样设置一个激光震荡周期长度的GATE信号，会出现两种情况，图2中第一个GATE信号会触发一个脉冲，第二个GATE信号会输出两个脉冲或者漏脉冲（与激光器相关），这样会严重影响加工质量甚至导致加工失败。

为了对激光脉冲进行精准控制，即在接收到出光信号（PSO信号）后准确输出一个或若干个激光脉冲，需要在接收到PSO信号后在准确位置输出准确宽度的GATE信号。因此，有必要设计了一款控制系统专门用来精确控制激光脉冲输出。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种激光器脉冲同步控制方法及系统，旨在用于解决现有的激光器脉冲同步控制方法不能精确控制脉冲个数的问题。

本发明是这样实现的：

一方面，本发明提供一种激光器脉冲同步控制方法，包括以下步骤：

控制板实时接收激光器输出的SYNC信号和直线电机控制器输出的PSO信号；

控制板接收到PSO信号后，等待第一个SYNC信号，接收到SYNC信号的上升沿后，延时时间t，延时结束后，输出GATE信号，同时检测SYNC信号进行计数，达到设置的脉冲数后，再延时时间t，关闭GATE信号。

进一步地，该延时时间t的结束时刻处于两个SYNC信号之间的时刻。

另一方面，本发明还提供一种激光器脉冲同步控制系统，包括控制板，所述控制板上设置有单片机，所述控制板上还设置有与所述单片机电连接的供电接口、PSO控制信号输入端口、SYNC同步信号输入端口、GATE信号输出端口以及RS232通信端口，所述供电接口用于连接供电模块，所述PSO控制信号输入端口用于连接直线电机控制器的差分PSO信号输出端口，所述SYNC同步信号输入端口用于连接激光器的同步信号输出端口，所述GATE信号输出端口用于连接激光器控制端口，所述RS232通信端口用于连接进行参数调节和控制的PC机。

进一步地，所述控制板上还设置有74HC74 D触发器，所述74HC74 D触发器连接于所述单片机与所述SYNC同步信号输入端口之间，用于在收到SYNC信号后，将输出信号翻转，再将这个加宽的信号传输给单片机进行处理。

进一步地，所述控制板上还设置有max232芯片，所述max232芯片连接于所述单片机与所述RS232通信端口之间。

进一步地，所述控制板上还设置有MAX490芯片，所述MAX490芯片连接于所述单片机与所述PSO控制信号输入端口之间，用于将PSO信号转换为单端信号，然后输出到单片机进行处理。

进一步地，所述控制板上还设置有AS1117M3芯片，所述AS1117M3芯片与所述单片机连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的这种激光器脉冲同步控制方法及系统，可以保证GATE信号准确包络确定个数的SYNC信号从而输出确定个数的脉冲；控制板通过激光器自身同步信号控制出光个数，控制准确快速；该系统体积小巧，易安装，占空间小；该系统设置多个端口，方便连接到各个设备上，使用灵活；该系统能通过串口连接的PC机很方便的改变控制参数，可以适用于各种超快激光器。

附图说明

图1为现有技术的一种激光器脉冲同步控制时序图；

图2为现有技术的一种激光器脉冲同步控制时序图；

图3为本实施例提供的一种激光器脉冲同步控制方法的时序图；

图4为本实施例提供的一种激光器脉冲同步控制系统的原理图；

图5为本实施例提供的一种激光器脉冲同步控制系统部分电路原理图；

图6为本实施例提供的一种激光器脉冲同步控制系统部分电路原理图

图7为本实施例提供的一种激光器脉冲同步控制系统部分电路原理图

图8为本实施例提供的一种激光器脉冲同步控制系统部分电路原理图

图9为本实施例提供的一种激光器脉冲同步控制系统部分电路原理图。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3所示，本发明实施例提供一种激光器脉冲同步控制方法，包括以下步骤：

控制板实时接收激光器输出的SYNC信号（同步信号）和直线电机控制器输出的PSO信号（位置同步输出信号）；

控制板接收到PSO信号后，等待第一个SYNC信号，接收到SYNC信号的上升沿后，延时时间t，延时结束后，输出GATE信号（出光信号），同时检测SYNC信号进行计数，达到设置的脉冲数后，再延时时间t，关闭GATE信号。

该延时时间t的长短根据激光器不同而不同，可以对其进行设置，设置目标为延时时间t的结束时刻处于两个SYNC信号之间的时刻，以避免出现不确定个数的脉冲。

本发明的上述控制方法可以保证GATE信号准确包络确定个数的SYNC信号从而输出确定个数的脉冲，达到在确定位置输出准确脉冲的目的。例如需要输出两个脉冲，如图3所示，无论PSO信号与SYNC信号位置关系如何，总能保证输出的GATE信号完整包络住两个SYNC信号，从而输出两个脉冲。

如图4和图5所示，本发明实施例还提供一种激光器脉冲同步控制系统，用于实现上述控制方法，该系统包括控制板，所述控制板上设置有单片机1，所述控制板上还设置有与所述单片机1电连接的供电接口1、PSO控制信号输入端口7、SYNC同步信号输入端口9、GATE信号输出端口10以及RS232通信端口4；所述供电接口1用于连接供电模块，具体为5V供电接口，可以连接到机柜中5V供电模块；所述PSO控制信号输入端口7用于连接直线电机控制器的差分PSO信号输出端口；所述SYNC同步信号输入端口9用于连接激光器的同步信号输出端口，根据激光器不同此信号来自于激光头或者激光器的控制箱；所述GATE信号输出端口用于连接激光器控制端口，根据激光器不同使用BNC端口或者SMA端口；所述RS232通信端口4用于连接进行参数调节和控制的PC机，使用串口软件进行阐述调节和控制。所述单片机实时接收激光器输出的SYNC信号和直线电机控制器输出的PSO信号，在接收到PSO信号后，等待第一个SYNC信号，接收到SYNC信号的上升沿后，延时时间t，延时结束后，输出GATE信号，同时检测SYNC信号进行计数，达到设置的脉冲数后，再延时时间t，关闭GATE信号。该延时时间t的长短根据激光器不同而不同，可以对其进行设置，设置目标为延时时间t的结束时刻处于两个SYNC信号之间的时刻，以避免出现不确定个数的脉冲。

本发明的上述控制系统，可以实现GATE信号准确包络确定个数的SYNC信号从而输出确定个数的脉冲；控制板通过激光器自身SYNC同步信号控制出光个数，控制准确快速；该系统体积小巧，易安装，占空间小；该系统设置多个端口，方便连接到各个设备上，使用灵活；该系统能通过串口连接的PC机很方便的改变控制参数，可以适用于各种超快激光器。

如图6所示，作为本实施例的优选方案，所述控制板上还设置有74HC74 D触发器8，所述74HC74 D触发器8连接于所述单片机1与所述SYNC同步信号输入端口9之间，用于在收到SYNC信号后，将输出信号翻转，再将这个加宽的信号传输给单片机1进行处理，避免某些激光器的SYNC信号宽度较窄，单片机1不能抓取的问题。

如图8所示，作为本实施例的优选方案，所述控制板上还设置有max232芯片3，所述max232芯片3连接于所述单片机1与所述RS232通信端口4之间，通过max232芯片3用于进行电平转换，实现单片机1和PC机串口通信，以此设置不同需求的延时时间和脉冲个数等控制信号。

如图7所示，为了减少信号传输过程中的失真，实际使用的PSO信号为差分信号，作为本实施例的优选方案，所述控制板上还设置有MAX490芯片6，所述MAX490芯片6连接于所述单片机1与所述PSO控制信号输入端口7之间，用于将PSO信号转换为单端信号，然后输出到单片机1进行处理。

如图9所示，作为本实施例的优选方案，所述控制板上还设置有AS1117M3芯片5，所述AS1117M3芯片5与所述单片机1连接，用于进行稳压，保护电路，提高脉冲同步控制系统稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。