3kW射頻板條CO2激光器功率控制及其穩(wěn)定性研究.pdf

1、射頻板條CO2激光器由于其緊湊的構(gòu)造與布局、良好的調(diào)制特性、高質(zhì)量的輸出光束以及經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)，作為目前激光切割、焊接的主力光源。射頻電源的功率控制是其關(guān)鍵技術(shù)之一。論文以DSP微處理器TMS320LF2407為核心設(shè)計(jì)了脈寬調(diào)制器，利用轉(zhuǎn)折鏡調(diào)節(jié)方法補(bǔ)償了激光器整形系統(tǒng)的光路偏移，使得激光器輸出最佳光束模式。論文主要內(nèi)容如下。
　　(1)合理布局激光器功率控制系統(tǒng)，包含DSP選型、硬件電路、軟件設(shè)計(jì)、人機(jī)界面四個(gè)方面。采用DSP

2、微處理器TMS320LF2407設(shè)計(jì)了調(diào)制電路，通過控制相應(yīng)的PWM控制信號的占空比來控制輸出光功率。
　　(2)研究了DSP與PLC、觸摸屏之間的串口通訊，尤其是激光器的工作模式的串口通訊，設(shè)計(jì)了DSP串口通訊主程序；分析了脈寬調(diào)制器常見的PWM信號的參數(shù)需求并完成了程序設(shè)計(jì)，滿足不同的激光加工需求。
　　(3)設(shè)計(jì)了人機(jī)界面，對激光器控制系統(tǒng)的激光電源、功率、溫度、報(bào)警、氣壓等參數(shù)進(jìn)行顯示、控制、通訊等，實(shí)現(xiàn)觸摸屏、脈寬

3、調(diào)制器、PLC之間的通訊，可以實(shí)時(shí)地對激光器的各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測控制，操作人員可根據(jù)實(shí)際需求改變相關(guān)參數(shù)，從而完成對光功率的反饋調(diào)節(jié)與監(jiān)測。
　　(4)研究了光束整形系統(tǒng)的外光路自適應(yīng)調(diào)節(jié)，通過壓電陶瓷微位移驅(qū)動的余量調(diào)節(jié)補(bǔ)償激光器運(yùn)行過程中的光路偏移問題，使得激光器的輸出功率恢復(fù)到正常值，保證了最佳的光束模式輸出，滿足激光加工行業(yè)對于高精度、高穩(wěn)定、高質(zhì)量激光光束日益增長的需要。
　　論文設(shè)計(jì)的脈寬調(diào)制器用于課題組研制的3k