本發(fā)明涉及激光焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光器焊接功率控制裝置及一種激光器焊接功率控制方法。

背景技術(shù)：

武漢銳科作為國內(nèi)首個有能力自主研發(fā)光纖激光器的廠家，銳科牌光纖激光器在行業(yè)內(nèi)也具有很高的性價比，在國內(nèi)激光切割行業(yè)具有普遍的應(yīng)用。

現(xiàn)有的銳科牌光纖激光器在焊接技術(shù)領(lǐng)域卻應(yīng)用得比較少，原因在于激光焊接工藝的特殊性：起弧功率（出光功率上升段）和收弧功率（出光功率下降段）都需要漸變且可外部調(diào)節(jié)，否則，在起弧或收弧時會出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。

具體地，現(xiàn)有的控制銳科激光器出光功率的模式主要是RS232串口模式，由于受到激光器內(nèi)部功能的限制（即出光功率的上升時間和下降時間被固定限制），外部無法調(diào)節(jié)，因此，采用此種模式控制焊接起弧和收弧功率時就會容易出現(xiàn)過燒現(xiàn)象，而且，使用此種模式還需要另外配備一臺工業(yè)電腦和顯示器，成本也比較高。因此，現(xiàn)有的銳科激光器在焊接領(lǐng)域應(yīng)用得比較少。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種激光器焊接功率控制裝置及一種激光器焊接功率控制方法，可有效調(diào)節(jié)和控制PWM脈寬的逐漸增大和減小，有效避免了激光器用于激光焊接時的過燒現(xiàn)象。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種激光器焊接功率控制裝置，包括主控制器及激光器，所述主控制器上設(shè)有模擬電壓輸出端口、PWM調(diào)制脈沖輸出端口及多個IO端口，所述主控制通過模擬電壓輸出端口、PWM調(diào)制脈沖輸出端口及IO端口與激光器相連。

作為上述方案的改進，所述激光器焊接功率控制裝置還包括與所述主控制器相連的觸摸屏及機器人。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種激光器焊接功率控制方法，包括：

S1、主控制器將激光器開始出光的時間段定義為功率上升段時間，將激光器開始關(guān)光的時間段定義為功率下降段時間；

S2、主控制器調(diào)節(jié)功率上升段時間內(nèi)激光器的焊接功率脈寬，使激光器的焊接功率脈寬在功率上升段時間內(nèi)依次上升；

S3、主控制器調(diào)節(jié)功率下降段時間內(nèi)激光器的焊接功率脈寬，使激光器的焊接功率脈寬在功率下降段時間內(nèi)依次下降。

作為上述方案的改進，激光器的焊接功率脈寬在功率上升段時間內(nèi)呈階梯狀依次上升。

作為上述方案的改進，將功率上升段時間平均劃分為多個子上升段時間，每一子上升段時間內(nèi)激光器的焊接功率脈寬相同。

作為上述方案的改進，激光器的焊接功率脈寬在功率上升段時間內(nèi)由0%依次上升至100%。

作為上述方案的改進，激光器的焊接功率脈寬在功率下降段時間內(nèi)呈階梯狀依次下降。

作為上述方案的改進，將功率下降段時間平均劃分為多個子下降段時間，每一子下降段時間內(nèi)激光器的焊接功率脈寬相同。

作為上述方案的改進，激光器的焊接功率脈寬在功率下降段時間內(nèi)由100%依次下降至0%。

實施本發(fā)明，具有如下有益效果：

1、本發(fā)明通過模擬電壓輸出端口、PWM調(diào)制脈沖輸出端口及IO端口與激光器相連，并結(jié)合獨特的控制方法，采用“出光使能”外控模式實現(xiàn)對激光機的控制，從而實時調(diào)節(jié)和控制PWM脈寬的逐漸增大和減小，達到控制起弧和收弧功率漸變的目的，有效避免了激光器用于激光焊接時的過燒現(xiàn)象，從而有效地解決了銳科激光器在激光焊接領(lǐng)域的無法控制起弧和收弧功率漸變效果的難題，并且降低了控制成本。

2、本發(fā)明采用定位較為低端的西門子1200系列邏輯控制器即可滿足控制目的，成本較低，既可以用于控制激光焊接功率，又可以用于控制外部軸的動作，充分發(fā)揮了邏輯控制器的控制性能。

3、不需要另外增加工業(yè)電腦和顯示器，有效降低了成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明激光器焊接功率控制裝置中主控器的電路原理圖；

圖2是本發(fā)明激光器焊接功率控制裝置中激光器的電路原理圖；

圖3是本發(fā)明激光器焊接功率控制方法的流程圖；

圖4是本發(fā)明激光器焊接功率控制方法中功率上升段時間內(nèi)的流程圖；

圖5是本發(fā)明激光器焊接功率控制方法中功率下降段時間內(nèi)的流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。僅此聲明，本發(fā)明在文中出現(xiàn)或即將出現(xiàn)的上、下、左、右、前、后、內(nèi)、外等方位用詞，僅以本發(fā)明的附圖為基準，其并不是對本發(fā)明的具體限定。

參見圖1及圖2，圖1及圖2顯示了本發(fā)明激光器焊接功率控制裝置的具體結(jié)構(gòu)，其包括主控制器及與所述主控器相連的激光器。具體地，所述主控制器上設(shè)有模擬電壓輸出端口、PWM調(diào)制脈沖輸出端口及若干個IO端口，所述主控制通過模擬電壓輸出端口、PWM調(diào)制脈沖輸出端口及IO端口與激光器相連。相應(yīng)地，所述IO端口至少為兩個，但不以此為限制。

需要說明的是，現(xiàn)有的控制銳科激光器出光功率的模式主要是RS232串口模式，但是由于受到激光器內(nèi)部功能的限制，采用此種模式控制焊接起弧和收弧功率時就會容易出現(xiàn)過燒現(xiàn)象，而且，使用此種模式還需要另外配備一臺工業(yè)電腦和顯示器，成本也比較高。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本發(fā)明通過PWM調(diào)制脈沖方式實現(xiàn)對激光機的控制，從而實時調(diào)節(jié)和控制PWM脈寬的逐漸增大和減小，達到控制起弧和收弧功率漸變的目的，有效避免了激光器用于激光焊接時的過燒現(xiàn)象，而且，還不需要另外增加工業(yè)電腦和顯示器，有效降低了成本。

如圖1所示，所述主控器為西門子1200系列邏輯控制器，所述主控器的型號優(yōu)選為6ES7 215-1AG40-0XB0。本發(fā)明采用定位較為低端的西門子1200系列邏輯控制器即可滿足控制目的，成本較低，既可以用于控制激光焊接功率，又可以用于控制外部軸的動作，充分發(fā)揮了邏輯控制器的控制性能。

如圖2所示，所述激光器為銳科激光器，所述激光器的型號優(yōu)選為RAYCUS-500。具體地，所述激光器上設(shè)有同軸線接口，所述主控制器的PWM調(diào)制脈沖輸出端口與激光器的同軸線接口相連，從而實現(xiàn)主控器與激光器的PWM使能控制。

進一步，所述激光器焊接功率控制裝置還包括與所述主控制器相連的觸摸屏及機器人。用戶通過觸摸屏可向主控器輸入數(shù)據(jù)及控制命令，方便、快捷。

需要說明的是，本發(fā)明中主控器對激光器采用“出光使能”外控模式，實時調(diào)節(jié)和控制PWM脈寬的逐漸增大和減小，達到控制起弧和收弧功率漸變的目的。

圖3是本發(fā)明激光器焊接功率控制方法的流程圖，包括：

S1、主控制器將激光器開始出光的時間段定義為功率上升段時間，將激光器開始關(guān)光的時間段定義為功率下降段時間；

需要說明的是，“功率上升段時間”即為“起弧段時間”，“功率下降段時間”即為“收弧段時間”，本發(fā)明通過分別調(diào)節(jié)功率上升段時間及功率下降段時間內(nèi)激光器的焊接功率脈寬，達到控制起弧和收弧功率漸變的目的。

S2、主控制器調(diào)節(jié)功率上升段時間內(nèi)激光器的焊接功率脈寬，使激光器的焊接功率脈寬在功率上升段時間內(nèi)依次上升。

工作過程中，激光器的焊接功率脈寬在功率上升段時間內(nèi)呈階梯狀依次上升，具體由0%依次上升至100%。同時，將功率上升段時間平均劃分為多個子上升段時間，每一子上升段時間內(nèi)激光器的焊接功率脈寬相同。

需要說明的是，用戶可通過觸摸屏向主控器輸入數(shù)據(jù)（如，激光焊接工藝參數(shù)）以調(diào)節(jié)功率上升段時間內(nèi)激光器的焊接功率脈寬上升速度。

S3、主控制器調(diào)節(jié)功率下降段時間內(nèi)激光器的焊接功率脈寬，使激光器的焊接功率脈寬在功率下降段時間內(nèi)依次下降。

工作過程中，激光器的焊接功率脈寬在功率下降段時間內(nèi)呈階梯狀依次下降，具體由100%依次下降至0%。同時，將功率下降段時間平均劃分為多個子下降段時間，每一子下降段時間內(nèi)激光器的焊接功率脈寬相同。

需要說明的是，用戶可通過觸摸屏向主控器輸入數(shù)據(jù)（如，激光焊接工藝參數(shù)）以調(diào)節(jié)功率下降段時間內(nèi)激光器的焊接功率脈寬下降速度。

由上可知，本發(fā)明通過獨特的控制方法，實時調(diào)節(jié)和控制焊接功率脈寬的逐漸增大和減小，達到控制起弧和收弧功率漸變的目的，有效避免了銳科激光器用于激光焊接時的過燒現(xiàn)象，從而有效解決銳科激光器在激光焊接領(lǐng)域的無法控制起弧和收弧功率漸變效果的難題，并且降低了控制成本。

下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步地詳細描述。

如圖4所示，激光器焊接功率控制方法中功率上升段時間內(nèi)的流程如下：

A1、開始；

A2、將功率上升段時間平均劃分為10等份；

A3、判斷是否首次啟動焊接模式，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟A4;

A4、PWM功率脈寬百分比初始化（置為0%）；

A5、開光命令PWM使能打開；

A6、判斷PWM功率脈寬是否為0%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟A7，否則轉(zhuǎn)步驟A4；

A7、計時達到當前每份上升時間；

A8、PWM功率脈寬置為10%；

A9、判斷PWM功率脈寬是否置為10%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟A10，否則轉(zhuǎn)步驟A8；

A10、計時達到當前每份上升時間；

A11、PWM功率脈寬置為20%；

A12、判斷PWM功率脈寬是否置為20%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟A13，否則轉(zhuǎn)步驟A11；

A13、計時達到當前每份上升時間；

A14、PWM功率脈寬置為30%；

A15、判斷PWM功率脈寬是否置為30%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟A16，否則轉(zhuǎn)步驟A14；

A16、計時達到當前每份上升時間；

A17、PWM功率脈寬置為40%；

A18、判斷PWM功率脈寬是否置為40%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟A19，否則轉(zhuǎn)步驟A17；

A19、計時達到當前每份上升時間；

A20、PWM功率脈寬置為50%；

A21、判斷PWM功率脈寬是否置為50%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟A22，否則轉(zhuǎn)步驟A20；

A22、計時達到當前每份上升時間；

A23、PWM功率脈寬置為60%；

A24、判斷PWM功率脈寬是否置為60%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟A25，否則轉(zhuǎn)步驟A23；

A25、計時達到當前每份上升時間；

A26、PWM功率脈寬置為70%；

A27、判斷PWM功率脈寬是否置為70%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟A28，否則轉(zhuǎn)步驟A26；

A28、計時達到當前每份上升時間；

A29、PWM功率脈寬置為80%；

A30、判斷PWM功率脈寬是否置為80%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟A31，否則轉(zhuǎn)步驟A29；

A31、PWM功率脈寬置為90%；

A32、判斷PWM功率脈寬是否置為90%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟A33，否則轉(zhuǎn)步驟A31；

A33、計時達到當前每份上升時間；

A34、PWM功率脈寬置為100%。

如圖5所示，激光器焊接功率控制方法中功率下降段時間內(nèi)的流程如下：

B1、開始；

B2、將功率下降段時間平均分為10等份；

B3、開關(guān)命令關(guān)閉；

B4、判斷是否達到當前總的下降時間，判斷為是時，PWM使能關(guān)閉，否則轉(zhuǎn)步驟B5；

B5、PWM使能打開保持；

B6、判斷91%≤PWM功率脈寬≤100%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟B7；

B7、計時達到當前每份下降時間；

B8、PWM功率脈寬置為90%；

B9、判斷81%≤PWM功率脈寬≤90%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟B10，否則轉(zhuǎn)步驟B8；

B10、計時達到當前每份下降時間；

B11、PWM功率脈寬置為80%；

B12、判斷71%≤PWM功率脈寬≤80%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟B13，否則轉(zhuǎn)步驟B11；

B13、計時達到當前每份下降時間；

B14、PWM功率脈寬置為70%；

B15、判斷61%≤PWM功率脈寬≤70%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟B16，否則轉(zhuǎn)步驟B14；

B16、計時達到當前每份下降時間；

B17、PWM功率脈寬置為60%；

B18、判斷51%≤PWM功率脈寬≤60%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟B19，否則轉(zhuǎn)步驟B17；

B19、計時達到當前每份下降時間；

B20、PWM功率脈寬置為50%；

B21、判斷41%≤PWM功率脈寬≤50%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟B22，否則轉(zhuǎn)步驟B20；

B22、計時達到當前每份下降時間；

B23、PWM功率脈寬置為40%；

B24、判斷31%≤PWM功率脈寬≤40%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟B25，否則轉(zhuǎn)步驟B23；

B25、計時達到當前每份下降時間；

B26、PWM功率脈寬置為30%；

B27、判斷21%≤PWM功率脈寬≤30%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟B28，否則轉(zhuǎn)步驟B26；

B28、計時達到當前每份下降時間；

B29、PWM功率脈寬置為20%；

B30、判斷11%≤PWM功率脈寬≤20%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟B31，否則轉(zhuǎn)步驟B29；

B31、PWM功率脈寬置為10%；

B32、判斷1%≤PWM功率脈寬≤10%，判斷為是時，轉(zhuǎn)步驟B33，否則轉(zhuǎn)步驟B31；

B33、計時達到當前每份下降時間；

B34、PWM功率脈寬置為0%。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。