本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及激光器激光功率信號的調(diào)制方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著社會的發(fā)展和進度，大家對環(huán)保及小批量零件的生產(chǎn)要求越來越多，因此激光加工設(shè)備快速被大量廠家需求。目前的功率激光加工已廣泛涉及于激光切割、激光焊接、激光淬火、激光3d打印、激光清洗等眾多領(lǐng)域；而激光器作為激光設(shè)備一個重要的核心部件，起到一個刀具的作用，直接影響了加工的速度和質(zhì)量的好壞。

在眾多的激光加工領(lǐng)域中，要得到好的加工效果，都要求激光器能夠給出可接受范圍內(nèi)的穩(wěn)定的需求功率輸出；連續(xù)波功率和各種脈沖功率之間可以方便的切換，且控制簡單，響應速度快。例如在激光切割和焊接中，調(diào)用功率輸出的穩(wěn)定性，直接反映在切割或焊接等的速度上，若功率偏小、則會出現(xiàn)無法切透或焊透的情況，不但被加工零件報廢，甚至可能會出現(xiàn)反射回來的激光損傷設(shè)備的情況；若連續(xù)功率及脈沖之間的切換不能簡單的快速完成，則會影響剛開始切割或焊接處的質(zhì)量，造成能量弱化或過強的問題。常見的激光波形類型有：連續(xù)波、門脈沖、強脈沖、超脈沖。

傳統(tǒng)的激光器功率調(diào)制方式，主要存在以下問題：連續(xù)波電路和脈沖的切換電路實現(xiàn)方式復雜，從而導致響應速度偏慢，無法方便的調(diào)制頻率和脈沖。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種連續(xù)波電路和脈沖的切換響應速度較快的激光器激光功率信號的調(diào)制方法及裝置。

一種激光器激光功率信號的調(diào)制方法，包括：

將輸入功率信號通過第一門脈沖信號的選通控制形成第一合成信號，所述第一合成信號包括連續(xù)波信號和/或第二門脈沖信號；

將增強功率信號通過第一增強脈沖信號的選通控制形成第二增強脈沖信號；

將第一合成信號和第二增強脈沖信號合成形成第二合成信號。

上述激光器激光功率信號的調(diào)制方法中，其中第一合成信號中的第二門脈沖信號的頻率和占空比根據(jù)第一門脈沖信號通過控制選通電路確定，同時由第一門脈沖信號確定輸出是連續(xù)波信號還是第二門脈沖信號；同樣的第二增強脈沖信號的頻率和占空比由第一增強脈沖信號控制選通電路確定；因此不同輸出形式的功率調(diào)制方式簡單，邏輯清晰，提高了可靠性及響應速度，可以方便的調(diào)制各脈沖的頻率和占空比。

在其中一個實施例中，所述第一增強脈沖信號和第一門脈沖信號聯(lián)動觸發(fā)。

在其中一個實施例中，將第二合成信號通過電子關(guān)閘信號的選通控制形成第三合成信號，將第三合成信號和預燃功率信號疊加形成最終功率信號。

在其中一個實施例中，所述將輸入功率信號通過第一門脈沖信號的選通控制形成第一合成信號前包括：

根據(jù)內(nèi)控功率信號和外部輸入功率信號選取其中一個形成輸入功率信號。

在其中一個實施例中，所述根據(jù)內(nèi)控功率信號和外部輸入功率信號選取其中一個形成輸入功率信號前包括：

根據(jù)外控功率信號和反饋外控功率信號選取其中一個形成外部輸入功率信號，其中所述反饋外控功率信號根據(jù)外部輸入功率信號和激光器實際輸出功率之間的偏差計算獲取。

此外，還提供一種激光器激光功率信號的調(diào)制裝置，包括：

第一選通電路，用于根據(jù)第一門脈沖信號將輸入功率信號形成第一合成信號，所述第一合成信號包括連續(xù)波信號和/或第二門脈沖信號；

第二選通電路，用于根據(jù)第一增強脈沖信號將增強功率信號形成第二增強脈沖信號；

第一合成電路，用于將第一合成信號和第二增強脈沖信號合成形成第二合成信號。

在其中一個實施例中，所述調(diào)制裝置還包括：

觸發(fā)電路，用于聯(lián)動觸發(fā)第一增強脈沖信號和第一門脈沖信號。

在其中一個實施例中，所述調(diào)制裝置還包括：

通斷開關(guān)電路，用于根據(jù)電子關(guān)閘信號將第二合成信號形成第三合成信號；

第二合成電路，用于將第三合成信號和預燃功率信號疊加形成最終功率信號。

在其中一個實施例中，所述調(diào)制裝置還包括：

第一選通器，用于根據(jù)內(nèi)控功率信號和外部輸入功率信號選取其中一個形成輸入功率信號。

在其中一個實施例中，所述調(diào)制裝置還包括：

第二選通器，用于根據(jù)外控功率信號和反饋外控功率信號選取其中一個形成外部輸入功率信號，其中所述反饋外控功率信號根據(jù)外部輸入功率信號和激光器實際輸出功率之間的偏差計算獲取。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他實施例的附圖。

圖1為一個實施例中激光器激光功率信號的調(diào)制方法的流程圖；

圖2為一個實施例中第二門脈沖信號和連續(xù)波信號示意圖；

圖3為一個實施例中第二增強脈沖示意圖；

圖4為一個實施例中激光器激光功率信號的調(diào)制裝置的框圖；

圖5為另一個實施例中激光器激光功率信號的調(diào)制裝置的示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1為一種激光器激光功率信號的調(diào)制方法，該方法包括步驟s110-s130。其中：

s110：將輸入功率信號通過第一門脈沖信號的選通控制形成第一合成信號，第一合成信號包括連續(xù)波信號和/或第二門脈沖信號；

s120：將增強功率信號通過第一增強脈沖信號的選通控制形成第二增強脈沖信號；

s130：將第一合成信號和第二增強脈沖信號合成形成第二合成信號。

上述激光器激光功率信號的調(diào)制方法中，其中第一合成信號中的第二門脈沖信號的頻率和占空比根據(jù)第一門脈沖信號通過控制第一選通電路確定，同時由第一門脈沖信號確定輸出是連續(xù)波信號還是第二門脈沖信號；同樣的第二增強脈沖信號的頻率和占空比由第一增強脈沖信號控制第二選通電路確定；因此不同輸出形式的功率調(diào)制方式簡單，邏輯清晰，提高了可靠性及響應速度，可以方便的調(diào)制各脈沖的頻率和占空比。其中第一合成信號如圖2所示，第二合成信號如圖3所示。

其中，第一增強脈沖信號和第一門脈沖信號聯(lián)動觸發(fā)?？梢院芎脤⒆罱K輸出功率的第二門脈沖信號和第二增強脈沖信號進行設(shè)置，如圖3所示，可以設(shè)置為同樣的頻率，方便控制，可以設(shè)置為在同一時刻進行觸發(fā)脈沖上升沿，可以設(shè)置為在同一時刻進行觸發(fā)脈沖下降沿，其中第二增強脈沖信號的脈沖寬度小于第二門脈沖信號的脈沖寬度。

可選地，如圖3所示，將第二合成信號通過電子關(guān)閘信號的選通控制形成第三合成信號，將第三合成信號和預燃功率信號疊加形成最終功率信號。

傳統(tǒng)的調(diào)制方法沒有充分考慮激光的輸出響應輸出時間及激光激磁電源的壽命，在不需要激光功率輸出的待機狀態(tài)中，完全停止了激磁電壓的輸出，而需要激光輸出的時候，才再次重新?lián)舸┕ぷ鹘橘|(zhì)，產(chǎn)生激光，特別是在調(diào)用激光脈沖的時候，會頻繁開關(guān)激磁電源的輸出，從而影響壽命。本實施例中，加入預燃功率信號，在機器加工的待機過程中，讓電源輸出一定功率的信號，但是又不會激勵出激光，這樣減少了電源需要反復擊穿工作介質(zhì)的次數(shù)，利于使用壽命的延長，同時又有效提高了下次激光輸出的響應速度。

其中，步驟110將輸入功率信號通過第一門脈沖信號的選通控制形成第一合成信號前包括：根據(jù)內(nèi)控功率信號和外部輸入功率信號選取其中一個形成輸入功率信號。激光功率內(nèi)外控選擇信號，用來確定激光輸出功率的控制是由外部信號控制，還是由激光控制系統(tǒng)本身內(nèi)部設(shè)定的固定值控制。

進一步地，根據(jù)內(nèi)控功率信號和外部輸入功率信號選取其中一個形成輸入功率信號前包括：根據(jù)外控功率信號和反饋外控功率信號選取其中一個形成外部輸入功率信號，其中反饋外控功率信號根據(jù)外部輸入功率信號和激光器實際輸出功率之間的偏差計算獲取。

傳統(tǒng)的調(diào)制方法中連續(xù)波功率是開環(huán)控制，這樣在外部調(diào)用激光功率電壓不變的情況下，則有可能出現(xiàn)功率的偏大幅度的不穩(wěn)定，例如：機器剛開始工作的一段時間，或者其它原因?qū)е碌墓β仕p和增強；本實施例加入反饋功率外控，讓激光器在外控工作時候，功率控制環(huán)節(jié)形成閉環(huán)，從而得到需要的穩(wěn)定的功率輸出。其中，外控功率信號可以由激光加工系統(tǒng)(例如切割機床)提供的外控功率電壓信號。反饋外控功率信號可以是激光器控制系統(tǒng)根據(jù)檢測機床需要的功率和激光器實際輸出功率之間偏差，而提供的已經(jīng)帶了補償?shù)男盘枴?/p>

此外，本發(fā)明實施例還提供一種激光器激光功率信號的調(diào)制裝置，該裝置包括第一選通電路210、第二選通電路220和第一合成電路230。其中：

第一選通電路210用于根據(jù)第一門脈沖信號將輸入功率信號形成第一合成信號，第一合成信號包括連續(xù)波信號和/或第二門脈沖信號；第一選通電路210可以是高速信號選通電路。

第二選通電路220用于根據(jù)第一增強脈沖信號將增強功率信號形成第二增強脈沖信號；第二選通電路220可以是高速信號選通電路。

第一合成電路230用于將第一合成信號和第二增強脈沖信號合成形成第二合成信號。

上述激光器激光功率信號的調(diào)制方法中，其中第一合成信號中的第二門脈沖信號的頻率和占空比根據(jù)第一門脈沖信號通過控制第一選通電路210確定，同時由第一門脈沖信號確定輸出是連續(xù)波信號還是第二門脈沖信號；同樣的第二增強脈沖信號的頻率和占空比由第一增強脈沖信號控制第二選通電路220確定；因此不同輸出形式的功率調(diào)制方式簡單，邏輯清晰，提高了可靠性及響應速度，可以方便的調(diào)制各脈沖的頻率和占空比。

可選地，調(diào)制裝置還包括觸發(fā)電路，該觸發(fā)電路用于聯(lián)動觸發(fā)第一增強脈沖信號和第一門脈沖信號。保持第二門脈沖信號好第二增強脈沖信號同步?？梢院芎脤⒆罱K輸出功率的第二門脈沖信號和第二增強脈沖信號進行設(shè)置。

可選地，調(diào)制裝置還包括通斷開關(guān)電路和第二合成電路，該通斷開關(guān)電路用于根據(jù)電子關(guān)閘信號將第二合成信號形成第三合成信號；該通斷開關(guān)電路可以是一個高速信號通斷開關(guān)，決定其輸出信號的有無。該第二合成電路用于將第三合成信號和預燃功率信號疊加形成最終功率信號。第二合成電路加入預燃功率信號后，在機器加工的待機過程中即通斷開關(guān)電路斷開使第三合成信號沒有輸出時，讓電源輸出一定功率的信號即預燃功率信號，但是又不會激勵出激光，這樣減少了電源需要反復擊穿工作介質(zhì)的次數(shù)，利于使用壽命的延長，同時又有效提高了下次激光輸出的響應速度。

可選地，調(diào)制裝置還包括第一選通器，該第一選通器用于根據(jù)內(nèi)控功率信號和外部輸入功率信號選取其中一個形成輸入功率信號。第一選通器可以是一個二選一信號選通器。第一選通器根據(jù)激光功率內(nèi)外控選擇信號，用來確定激光輸出功率的控制是由外部信號控制，還是由激光控制系統(tǒng)本身內(nèi)部設(shè)定的固定值控制。

進一步地，調(diào)制裝置還包括第二選通器，該第二選通器用于根據(jù)外控功率信號和反饋外控功率信號選取其中一個形成外部輸入功率信號，其中反饋外控功率信號根據(jù)外部輸入功率信號和激光器實際輸出功率之間的偏差計算獲取。第二選通器可以是一個二選一信號選通器。第二選通器選擇反饋功率外控，讓激光器在外控工作時候，功率控制環(huán)節(jié)形成閉環(huán)，從而得到需要的穩(wěn)定的功率輸出。其中，外控功率信號可以由激光加工系統(tǒng)(例如切割機床)提供的外控功率電壓信號。反饋外控功率信號可以是激光器控制系統(tǒng)根據(jù)檢測機床需要的功率和激光器實際輸出功率之間偏差，而提供的已經(jīng)帶了補償?shù)男盘枴?/p>

具體的，圖4為一實施例中激光器激光功率信號的調(diào)制裝置，該裝置包括第二選通器280、第一選通器270、第一選通電路210、第一選通電路220、第一合成電路230、通斷開關(guān)240、第二合成電路250和功率控制輸出端260。其中：

第二選通器280的輸入端分別輸入外控功率信號和反饋外控功率信號，通過功率反饋開關(guān)信號控制選擇其中一個輸出到后面；其中外控功率信號可以通過激光加工系統(tǒng)281(例如切割機床)輸入，反饋外控功率可以是激光器控制系統(tǒng)的反饋模塊282根據(jù)檢測機床需要的功率和激光器實際輸出功率之間偏差而提供的已經(jīng)帶了補償?shù)男盘?。功率反饋開關(guān)信號可以是激光控制系統(tǒng)的第一控制單元283輸出。第二選通器280可以為一個二選一信號選通器。

第一選通器270輸入端分別為內(nèi)控功率和根據(jù)第二選通器的輸入外控功率信號和反饋外控功率信號選出的功率信號，通過功率內(nèi)外控信號控制選擇其中一個輸出到后面；這個所選出的信號，決定了連續(xù)波功率幅值大小，其為連續(xù)的模擬量。其中激光功率內(nèi)外控選擇信號可以由激光控制系統(tǒng)內(nèi)部的第二控制單元272設(shè)定的固定值控制。其中內(nèi)控功率可以由激光控制系統(tǒng)內(nèi)部的內(nèi)控功率發(fā)生器271輸出需要的電壓。第一選通器270可以為一個二選一信號選通器。

第一選通電路210輸入端輸入第一選通器選出的功率信號，通過第一門脈沖信號(gatepluse信號)確定是輸出門脈沖信號即第二門脈沖信號，還是連續(xù)波信號，以及確定第二門脈沖信號的頻率及占空比。其中第一門脈沖信號可以是激光控制系統(tǒng)內(nèi)部的門脈沖發(fā)生器211發(fā)出。第一選通電路210，可以為一個高速信號選通電路。

第一選通電路220輸入端為增強功率信號，通過第一增強脈沖信號(strongpluse信號)來確定其輸出的第二增強脈沖信號的頻率及占空比；且通過調(diào)制裝置來確保連續(xù)波、第一門脈沖信號及第一增強脈沖信號同一時間只能以一種有效狀態(tài)出現(xiàn)。其中增強功率信號可以是激光控制系統(tǒng)內(nèi)部的增強功率發(fā)生器221發(fā)出。其中第一增強脈沖信號可以是激光控制系統(tǒng)內(nèi)部的增強脈沖發(fā)生器222發(fā)出。第一選通電路220可以為一個高速信號選通電路。

第一合成電路230用于將第一選通電路確定的第二門脈沖信號和第二選通電路確定的第二增強脈沖信號進行疊加合成為第二合成信號。

通斷開關(guān)240輸入端輸入第二合成信號，并通過通斷信號(elshutter信號)來決定其輸出信號的有無。其中通斷信號可以是激光控制系統(tǒng)內(nèi)部的通斷控制器241發(fā)出，通斷控制器241可以為電子光閘。通斷開關(guān)240可以為一個高速信號通斷開關(guān)。

第二合成電路250用于將預燃功率信號和前面通斷開關(guān)控制的輸出信號再次疊加形成第三合成信號，從而完成了最終功率調(diào)制需要的最終功率信號，用于功率輸出控制。其中預燃功率信號可以是激光控制系統(tǒng)內(nèi)部的預燃功率發(fā)生器251發(fā)出。

功率控制輸出端260用于將第三合成信號輸出。

上述實施方式中的激光器激光功率信號的調(diào)制方法及調(diào)制裝置可適用于高功率激光器、co2激光器等多種類型激光器，不同的是脈沖功率的種類不一樣。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。