一种激光功率跟随控制方法与流程

本发明涉及激光控制技术领域，具体涉及一种激光功率跟随控制方法，适用于异型警用壶的切割与焊接。

背景技术：

在激光加工尤其是切割焊接加工中功率控制至关重要，其控制好坏直接影响加工效果。激光加工中的功率控制包括功率控制、功率与运动的同步控制两方面内容，功率控制是指生成适当的控制信号控制激光器输出所需功率，功率与运动的同步控制指功率紧跟加工位置或速度变化以保证一致的加工质量。在异形警用壶切割及焊接中，激光功率控制直接影响着切割焊接效果，特别的在起始位置、圆弧与棱角位置，功率控制不好很容易出现过焊现象。

技术实现要素：

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种激光功率跟随控制方法。

本发明公开了一种激光功率跟随控制方法，包括：

激光功率与运动速度、轨迹运动位置、工件表面温度建立关联；

周期查询所述运动速度、轨迹运动位置和工件表面温度；

根据所述运动速度、轨迹运动位置和工件表面温度更新激光功率；

将更新的激光功率通过功率控制传递给激光器，输出对应功率的激光。

作为本发明的进一步改进，所述激光功率与运动速度、轨迹运动位置、工件表面温度建立关联，包括：

利用多线程的方法，在主线程中开辟两个线程；

一个线程实时监控轨迹运动速度、轨迹运动位置，在起始段和终止段让激光功率随着轨迹运动速度和轨迹运动位置的变化上升或下降；

另一个线程实时监测工件表面温度，引入pid控制模型，通过设定比例、积分、微分参数，实时修改功率参数。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明可应用于异形警用壶切割及焊接中，有效解决异形警用壶在起始位置、圆弧与棱角等位置功率控制不好而出现的过焊现象，可大幅提高异形警用壶的切割焊接效果，有效保障了切割焊接质量。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的激光功率跟随控制方法的流程图；

图2为本发明一种实施例公开的激光功率跟随控制方法的逻辑框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，本发明提供一种激光功率跟随控制方法，包括：

s1、激光功率与运动速度、轨迹运动位置、工件表面温度建立关联；

s2、周期查询运动速度、轨迹运动位置和工件表面温度；

s3、根据运动速度、轨迹运动位置和工件表面温度更新激光功率；

s4、将更新的激光功率通过功率控制传递给激光器，输出对应功率的激光。

其中：

如图2所示，本发明的激光功率会随运动速度、轨迹运动位置、工件表面温度的变化而变化；为实现上述功能，本发明利用多线程的方法，在主线程中开辟两个线程。一个线程监控轨迹运动速度、轨迹运动位置，在起始段和终止段让激光功率随着轨迹运动速度和轨迹运动位置的变化上升或下降；另一个线程实时监测工件表面温度信息，引入pid控制模型，通过设定比例、积分、微分参数，实时修改功率参数，使焊点温度不会波动过大，从而达到激光均匀出光，焊缝均匀的目的。

进一步，本发明起始段和终止段的距离可根据不同的需求进行设置。

进一步，在起始段和终止段中激光功率随轨迹运动速度和轨迹运动位置的变化可根据不同的需求进行设置。

本发明在上述pid控制模型中涉及到温度控制的pid算法，本发明优选采用增量式pid控制算法。

根据pid增量公式：

△u(k)＝kp(e(k)-e(k-1))+kie(k)+kd(e(k)-2e(k-1)+e(k-2))

其中kp为比例参数，ki为积分参数，kd为微分参数，e(n)为n次检测中温度理论值与实际值之差；

本发明在pid温度控制激光功率中，kp、ki、kd设定值根据焊接材料焊接工艺的不同而不同。

本发明在每执行完一个切割焊接任务后，电机轴状态置位初始位置，以确保后续流程正常。

本发明可应用于异形警用壶或其他异形件的切割及焊接中，有效解决异形警用壶或其他异形件在起始位置、圆弧与棱角等位置因功率控制不好而出现的过焊现象，可大幅提高切割焊接效果，有效保障了切割焊接质量。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种激光功率跟随控制方法，包括：激光功率与运动速度、轨迹运动位置、工件表面温度建立关联；周期查询所述运动速度、轨迹运动位置和工件表面温度；根据所述运动速度、轨迹运动位置和工件表面温度更新激光功率；将更新的激光功率通过功率控制传递给激光器，输出对应功率的激光。本发明可应用于异形警用壶切割及焊接中，有效解决异形警用壶在起始位置、圆弧与棱角等位置功率控制不好而出现的过焊现象，可大幅提高异形警用壶的切割焊接效果，有效保障了切割焊接质量。

技术研发人员：周杰;关云珲
受保护的技术使用者：湖北三江航天红峰控制有限公司
技术研发日：2019.04.11
技术公布日：2019.07.16