全固態(tài)激光器控制器

一、 概述激光器保護(hù)控制器可實(shí)現(xiàn)激光器的操作控制、保護(hù)等功能；1.控制功能：控制功能主要包括激光器及輔助設(shè)備的手動(dòng)\自動(dòng)開啟、關(guān)閉及聯(lián)動(dòng)。所有激光器操作控制均圍繞方便，安全兩方面設(shè)計(jì)。系統(tǒng)控制采用手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式操作。手動(dòng)方式主要用于激光器及外部設(shè)備的調(diào)試，以及功率的設(shè)置，可脫離機(jī)器人直接通過面板按鍵控制激光器及外部設(shè)備啟停。自動(dòng)方式用于激光器實(shí)際工作時(shí)的激光器的快速啟停及運(yùn)行控制。并可接受外部機(jī)器人控制信息。在用戶有可能發(fā)生誤操作的一些項(xiàng)目中不與執(zhí)行并有提示信息，最大限度地限制用戶的非法控制操作。2.保護(hù)功能：全固體激光器的主要部分是鈀條、晶體棒、光纖、鏡片以及電源及其它控制電路，而其中鈀條、晶體棒、光纖及鏡片等又是及易損壞的部件，因此對(duì)它們的保護(hù)是控制系統(tǒng)的重點(diǎn)。對(duì)于鈀條、晶體棒、光纖部分，損壞的主要原因是由于溫度過高、輸入電流電壓過高、輸入電流突變等原因引起的，而這些部件的降溫是依靠水冷系統(tǒng)來完成。因此，在激光控制部分做到無水不開電源，控制電流緩慢步進(jìn)變化，并對(duì)這些部件的溫度、水系統(tǒng)工作狀態(tài)、電源電流、電壓的進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)快速處理保護(hù)就可以很好避免這些部件的損壞。同時(shí)，水系統(tǒng)漏水也會(huì)損壞鈀條、電源及控制電路，系統(tǒng)還具有光腔內(nèi)漏水的檢測(cè)。對(duì)于鏡片部分，溫度過低易結(jié)露，出激光后易造成鏡片損壞。而溫度過高也可造成鏡片炸裂，因此也應(yīng)做好開機(jī)溫度檢測(cè)。同時(shí)，為防止光腔內(nèi)結(jié)露，還在開機(jī)時(shí)還要求進(jìn)行預(yù)充高純氮，以驅(qū)散水蒸氣并增加腔內(nèi)氣壓以防止灰塵進(jìn)入腔內(nèi)。系統(tǒng)設(shè)置了以下傳感器及監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為系統(tǒng)保護(hù)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)：/ 各電源的電流、電壓信息各一路；/ 激光頭熱沉水流量開關(guān)一路；/ 激光頭晶體棒水流量開關(guān)一路；/ 保護(hù)氣流量開關(guān)一路；/ 激光頭熱沉冷卻水入口溫度檢測(cè)一路；/ 激光頭晶體棒冷卻水入口溫度檢測(cè)一路；/ 各激光頭冷卻水出口溫度各兩路；/ 鏡片冷卻水溫度一路；/光纖頭溫度一路；/光腔漏水檢測(cè)點(diǎn)三路；激光頭是全固態(tài)激光器的核心，也是最易損壞的部件?；趯?duì)激光器頭部分的保護(hù)功能，不管是手動(dòng)還是自動(dòng)操作，激光頭電源只有在滿足開機(jī)條件時(shí)才能開啟，且每次開激光頭電源均需小電流預(yù)熱1分鐘方能正常按給定功率工作。同時(shí)激光頭電源供電時(shí)所有水、氣系統(tǒng)均不能關(guān)閉，而且激光頭電源關(guān)閉時(shí)水系統(tǒng)還需延時(shí)數(shù)秒才自動(dòng)關(guān)閉。在開機(jī)狀態(tài)下，一旦檢測(cè)到異常，系統(tǒng)將自動(dòng)及時(shí)地?cái)嚯姅嗨?，保證系統(tǒng)不至損壞。設(shè)置急停按鈕，在緊急情況下可通過按急停按鈕速地?cái)嚯姅嗨?激光頭電源開機(jī)條件：/光腔保護(hù)氣充氣超過二分鐘；/激光頭冷卻水打開且有一定壓力的水流；/激光頭冷卻水、光纖頭冷卻水、鏡片冷卻等溫度均低去相應(yīng)設(shè)定上限值；/光腔內(nèi)無漏水；/冷卻水入口溫度在開機(jī)溫度范圍內(nèi)。二、系統(tǒng)功能控制流程：開機(jī)過程控制流程：按自動(dòng)鍵開機(jī)；預(yù)充保護(hù)氣(高純氮?dú)?二分鐘，以防止鏡片結(jié)露；打開激光頭冷卻水冷機(jī)組及鏡片冷卻水泵；檢測(cè)到水路正常后溫度下降(上升)至要求的溫度自動(dòng)打開激光器電源小電流預(yù)熱一分鐘。以上過程正常后方可進(jìn)行正常出激光控制?？刂七^程：功率給定時(shí)控制電流上升及下降均緩慢步進(jìn)調(diào)整。運(yùn)行過程中有開機(jī)警示燈閃亮。關(guān)機(jī)過程控制流程：按電源(關(guān)機(jī))鍵；電源電流先自動(dòng)緩慢步下降至0A,再關(guān)閉電源。數(shù)秒鐘后再自動(dòng)關(guān)閉激光頭冷卻水冷機(jī)組及鏡片冷卻水泵。報(bào)警功能遇下列情況之一，若在激光器電源未開機(jī)狀態(tài)，電源將無法打開。如是此時(shí)激光器正在工作，則立即產(chǎn)生報(bào)警（蜂鳴器響）并自動(dòng)斷電斷水：光腔保護(hù)氣缺失超過三分鐘；激光頭熱沉冷卻水缺失激光頭熱沉冷卻水缺失；激光頭熱沉冷卻水溫度過高激光頭熱沉冷卻水溫度過高鏡片冷卻水溫度過高；光纖頭溫度過高；激光器漏水；激光器運(yùn)行電流過大；激光器運(yùn)行電壓過高。。報(bào)警后按任一方向鍵（“\? “〉”“M”）可報(bào)警復(fù)位。3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)構(gòu)成控制系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)圖控制電路由CPU控制部分、外部傳感器等組成的主控電路系統(tǒng)及外部電源開關(guān)、交流接觸器等組成的強(qiáng)電系統(tǒng)部分組成。外部水泵、電源等由接觸器控制。強(qiáng)電部分由CPU通過弱電通過繼電器進(jìn)行隔離控制。2.主控系統(tǒng)主控電路系統(tǒng)由電源模塊、計(jì)算機(jī)板、外圍控制板及按鍵板等部分組成。電源模塊輸出三組隔離的電源，分別由兩個(gè)開關(guān)電源完成。其中第一個(gè)開關(guān)電源為單24VDC輸出，作為外圍控制板及所有傳感器有外部隔離控制（電磁閥等）供電。第二路輸出5VDC，提供給計(jì)算機(jī)板作為計(jì)算機(jī)板主電源及信號(hào)采集處理電路電源。自動(dòng)運(yùn)行接口為激光器與機(jī)器人接口。采用4位光隔輸入及4位光隔輸出：光隔輸入4位（機(jī)器人給激光器）：計(jì)算機(jī)開關(guān)請(qǐng)求：