率相符；
[0065] 本步骤中，步骤S5中，主控制器将用于控制激光器输出功率的电流值作为控制信 号一并发给下位机控制器，主控制器输出的电流值的范围2-80mA;下位机控制器根据发来 的电流值对H个支管路上的电磁阀开闭进行调整。
[0066] 具体调整方案详见表1
[0067] 表1电磁阀开闭方案表
[0068]
[006引表1中，打勾表示打开，否则为关闭。
[0070] S6、激光器工作时，将检测到的谐振腔气压与预设的工作气压值进行比较，并据此 调节真空泉的转速和抽废气比例阀的开度，使谐振腔的气压与工作气压值保持相等。
[00川实施例二
[0072] 本实施例中用进气比例阀16替代阀实施例一种的阀组件，下位机控制器发出的 信号经D/A转换器发送给进气比例阀。其他器件不变。
[0073] 本实施例补气系统控制方法与实施例一大致相同，只有在控制第一、第二、第H电 磁阀时改为控制进气比例阀。
[0074] W上两种方案下，极大的节省了用气量。同时延长了真空泉和电磁阀的寿命，而 且真空泉可W平滑控制抽气速度，送样可W使得谐振腔内总是保持很稳定的工作气压，得 到很稳定的激光功率，很大程度提高了加工工艺。
[0075] 除上述实施例外，本发明还可W有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形 成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种C02激光器智能补气系统，包括供气系统和辅助补气系统，所述供气系统包括 与光学谐振腔进气口连接的工作气体进气管道、N2进气管道，所述N2进气管道上安装有充 N2电磁阀，所述辅助补气系统包括与光学谐振腔出气口连接的抽真空管路和抽废气管路， 所述抽真空管路上安装有主抽真空电磁阀，所述抽废气管路上安装有涡轮风机，所述抽真 空管路和抽废气管路与真空泵连接，其特征在于：所述供气系统的工作气体进气管道上安 装有受控于激光器控制系统的流量控制装置，光学谐振腔内装有用于监测光学谐振腔气压 的气压传感器，所述抽废气管路上安装有位于涡轮风机后方的受控于激光器控制系统的抽 废气比例阀，所述真空泵连接受控于激光器控制系统的变频器，激光器控制系统根据光学 谐振腔内的气压变化控制真空泵转速、抽废气比例阀开度、流量控制装置的流量，使光学谐 振腔内的气压达到目标值或维持稳定。2. 根据权利要求1所述的C02激光器智能补气系统，其特征在于：所述流量控制装置 为进气比例阀。3. 根据权利要求1所述的C02激光器智能补气系统，其特征在于：所述工作气体进气 管道具有三个并联的支管路，所述流量控制装置包括安装在每个支管路上的节流阀和受控 激光器控制系统的进气电磁阀，三个支管路上的节流阀口径各不相同，组合后获得7种进 气流量。4. 根据权利要求3所述的C02激光器智能补气系统，其特征在于：所述激光控制系统 与变频器之间通过485总线进行通讯；激光控制系统与抽废气比例阀之间接有D/A转换单 JLi〇5. 根据权利要求3所述的C02激光器智能补气系统，其特征在于：所述激光器控制系 统包括通过总线通讯的主控制器和下位机控制器，激光器通入谐振腔内的电流值通过电源 模块反馈给主控制器；三个并联支管路上的电磁阀、控制真空泵转速的变频器、抽废气比例 阀及气压传感器与下位机控制器连接，所述电源模块通过电流采样电路获取激光器通入谐 振腔内的电流值，所述电流采样电路包括依次连接的电流传感器、跟随放大电路、A/D转换 器，所述下位机控制器与抽废气比例阀之间连接有D/A转换器，气压传感器与下位机控制 器之间连接有跟随放大电路和D/A转换器。 6. C02激光器智能补气系统的控制方法，步骤如下： 51、 激光器开始工作时，主控制器通过下位机控制器把辅助补气系统中的主抽真空电 磁阀和抽废气比例阀打开，抽废气比例阀的开度为全开，通过下位机控制器控制变频器启 动真空泵，以最大速度对光学谐振腔抽气； 52、 实时通过压力传感器采集谐振腔内的气压，并依次经跟随放大电路、A/D转换器、下 位机控制器将气压信号反馈给主控制器； 53、 当谐振腔内的气压值低于预设的真空气压，关闭主抽真空电磁阀，通过变频器将真 空泵的工作频率调节到最低工作频率，抽废气比例阀的开度调节为最小开度； 54、 主控制器通过下位机控制器将供气系统中三个支管路上的电磁阀全部打开，通过 工作气体进气管道以最大充气速度向光学谐振腔内充工作气体； 55、 当谐振腔内的气压值达到预设的工作气压，主控制器调整三个支管路上的电磁阀 的开闭，使进气量与激光器功率相符； 56、 激光器工作时，将检测到的谐振腔气压与预设的工作气压值进行比较，并据此调节 真空泵的转速和抽废气比例阀的开度，使谐振腔的气压与工作气压值保持相等。7. 根据权利要求6所述的C02激光器智能补气系统的控制方法，其特征在于：三个支 管路上的大口径节流阀开度为60%，中口径节流阀开度为30%，小口径节流阀开度为10%。8. 根据权利要求6所述的C02激光器智能补气系统的控制方法，其特征在于：所述真 空泵的最低工作频率为20Hz，抽废气比例阀的最小开度为10%。9. 根据权利要求6所述的C02激光器智能补气系统的控制方法，其特征在于：步骤S5 中，主控制器将用于控制激光器输出功率的电流值作为控制信号一并发给下位机控制器， 所述电流值的范围2-80mA;下位机控制器根据发来的电流值对三个支管路上的电磁阀开 闭进行调整，具体的： 当下位机控制器接收到的信号小于12mA时，打开小口径节流阀对应的电磁阀； 当下位机控制器接收到的信号介于13-24mA时，打开中口径节流阀对应的电磁阀； 当下位机控制器接收到的信号介于25-35mA时，打开小中口径节流阀对应的电磁阀和 中口径节流阀对应的电磁阀； 当下位机控制器接收到的信号介于36-46mA时，打开大口径节流阀对应的电磁阀； 当下位机控制器接收到的信号介于47-57mA时，打开大口径节流阀对应的电磁阀和小 口径节流阀对应的电磁阀； 当下位机控制器接收到的信号介于58-68mA时，打开大口径节流阀对应的电磁阀和中 口径节流阀对应的电磁阀； 当下位机控制器接收到的信号大于68mA时，三个电磁阀全部打开。 10. C02激光器智能补气系统的控制方法，步骤如下： 51、 激光器开始工作时，主控制器通过下位机控制器把辅助补气系统中的主抽真空电 磁阀和抽废气比例阀打开，抽废气比例阀的开度为全开，通过下位机控制器控制变频器启 动真空泵，以最大速度对光学谐振腔抽气； 52、 实时通过压力传感器采集谐振腔内的气压，并依次经跟随放大电路、A/D转换器、下 位机控制器将气压信号反馈给主控制器； 53、 当谐振腔内的气压值低于预设的真空气压，关闭主抽真空电磁阀，通过变频器将真 空泵的工作频率调节到最低工作频率，抽废气比例阀的开度调节为最小开度； 54、 主控制器通过下位机控制器将进气比例阀的开度开到最大，通过工作气体进气管 道以最大充气速度向光学谐振腔内充工作气体； 55、 当谐振腔内的气压值达到预设的工作气压，主控制器调整进气比例阀的开度，使进 气量与激光器功率相符； 56、 激光器工作时，将检测到的谐振腔气压与预设的工作气压值进行比较，并据此调节 真空泵的转速和抽废气比例阀的开度，使谐振腔的气压与工作气压值保持相等。
【专利摘要】本发明涉及一种CO2激光器智能补气系统，包括供气系统和辅助补气系统，供气系统中设置受控于激光控制系统的进气比例阀或阀组件，用于控制进气量；辅助补气系统中设置受控于激光控制系统的变频器，用于控制真空泵的工作频率，受控于激光控制系统的抽废气比例阀，用于抽废气管路的开度大小，从而控制抽气速度，确保工作腔内的气压满足要求。两者结合，能够为谐振腔提供稳定的工作气体。由于本发明的进气和抽气根据激光器所需功率自动调节，因此使激光器的工作更稳定，也能节省工作气体。
【IPC分类】H01S3/036
【公开号】CN105406328
【申请号】CN201410469844
【发明人】陆荣鑑
【申请人】江苏津荣激光科技有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2014年9月15日