多波長(zhǎng)激光器波長(zhǎng)切換自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，特別是一種激光器的波長(zhǎng)切換自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]早期激光熔覆系統(tǒng)中使用的光源采用CO2激光器，但由于CO2激光器本身的局限性，漿料對(duì)其吸收率低，且加工的精度低，適應(yīng)性差，操作不便，限制了 CO2激光熔覆的應(yīng)用。
[0003]目前激光微熔覆設(shè)備主要是基于單一波長(zhǎng)1064nm近紅外激光實(shí)現(xiàn)的，其輸出波長(zhǎng)比CO2激光波長(zhǎng)小一個(gè)數(shù)量級(jí)，因而使其與金屬的耦合效率高、加工性能更好。這種近紅外激光的加工機(jī)理是將光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使物質(zhì)熔化和凝結(jié)的方式實(shí)現(xiàn)微熔覆的過(guò)程，這種波長(zhǎng)激光主要用于光吸收率高的金屬基板的熔覆工藝研究。而對(duì)于那些硬度高、脆性大的非金屬材料，如硅片、砷化鎵片、碳化硅片、陶瓷、玻璃等基板材料，對(duì)紅外波長(zhǎng)激光吸收率很低，則需要更短波長(zhǎng)的綠光實(shí)現(xiàn)微熔覆的過(guò)程。波長(zhǎng)越短，激光的光子能量越高，短波長(zhǎng)激光適用于硬脆材料的熔覆布線。
[0004]材料的吸收率與生產(chǎn)效率密切相關(guān)，在激光器功率一定的前提下，采用更短波長(zhǎng)激光會(huì)大大提高材料的效率。而且短波長(zhǎng)激光將物質(zhì)分離成原子的過(guò)程是一個(gè)光化學(xué)作用的“冷”過(guò)程，對(duì)加工區(qū)域周邊幾乎無(wú)熱損傷，可獲得極高的加工質(zhì)量和加工尺寸精度，在加工精度和加工質(zhì)量要求更高場(chǎng)合具有重要的應(yīng)用。
[0005]因此，如果有一臺(tái)熔覆布線設(shè)備可以根據(jù)加工材料和精度要求的不同，選取相應(yīng)波長(zhǎng)的激光，同時(shí)滿足不同場(chǎng)合的應(yīng)用需求，將會(huì)大大提高這種設(shè)備應(yīng)用的靈活性，并拓寬這種設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域。目前存在的波長(zhǎng)切換系統(tǒng)為手動(dòng)切換，如果存在一種可以根據(jù)加工材料自動(dòng)切換波長(zhǎng)的控制系統(tǒng)，將會(huì)大大提高操作的便利性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]實(shí)用新型目的:針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種激光器波長(zhǎng)切換的自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以根據(jù)加工材料的特性，自動(dòng)選擇不同的波長(zhǎng)輸出。
[0007]技術(shù)方案:一種多波長(zhǎng)激光器波長(zhǎng)切換自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括光電探測(cè)器、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器、控制芯片、控制電機(jī)，所述光電探測(cè)器安裝在激光加工頭上，所述光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，所述控制芯片上記載有不同材料的理論返回光電信號(hào)值，所述控制電機(jī)與激光器光學(xué)器件相連。
[0008]所述控制電機(jī)有若干個(gè)，分別與不同的光學(xué)器件相連。
[0009]所述控制芯片為單片機(jī)。
[0010]本實(shí)用新型原理是:激光器向加工件發(fā)射一固定功率的激光，該激光遇到加工件后，部分反射，返回光被光電探測(cè)器所接收，電信號(hào)轉(zhuǎn)換器將返回光的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，控制芯片將電信號(hào)與已記載的理論返回光電信號(hào)值進(jìn)行比較，找出與電信號(hào)最相近的材料，控制電機(jī)根據(jù)該材料控制光學(xué)器件輸出相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。
[0011]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，結(jié)構(gòu)相對(duì)精簡(jiǎn)，能夠有效實(shí)現(xiàn)激光器根據(jù)不同材料對(duì)波長(zhǎng)的自動(dòng)選擇和切換，靈活性強(qiáng)，對(duì)激光熔覆設(shè)備的拓寬應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0015]如附圖1、2所示，一種多波長(zhǎng)激光器波長(zhǎng)切換自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括光電探測(cè)器1、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器2、控制芯片3、控制電機(jī)4。
[0016]光電探測(cè)器I安裝在激光加工頭5上。激光加工頭5向加工件6發(fā)射一固定功率的激光，該激光遇到加工件后，有部分會(huì)發(fā)生反射，形成返回光，光電探測(cè)器用來(lái)探測(cè)該返回光的能量。
[0017]光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器2將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。返回光的光信號(hào)被光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，其電壓值輸送到控制芯片3中。根據(jù)加工件的材料不同，其對(duì)激光的反射率不同，所以返回光的能量也就不同，電壓信號(hào)的電壓值也不同。
[0018]控制芯片3采用單片機(jī)MCU，在MCU的軟件程序中，存儲(chǔ)了不同材料的理論返回光電壓值，程序通過(guò)比較，加工件返回光電壓值最接近哪個(gè)理論返回光電壓值，就認(rèn)為加工件為對(duì)應(yīng)的哪種材料，然后通過(guò)MCU的輸出引腳，控制相應(yīng)的控制電機(jī)4。
[0019]控制電機(jī)4與激光器光學(xué)器件相連?？刂齐姍C(jī)有若干個(gè)，分別與不同的光學(xué)器件相連?？刂齐姍C(jī)將合適的輸出鏡片等相關(guān)光學(xué)器件擺放到相應(yīng)的位置，此時(shí)激光器的光路為輸出對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)激光的光路，由此實(shí)現(xiàn)了根據(jù)加工材料自動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同激光波長(zhǎng)的輸出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多波長(zhǎng)激光器波長(zhǎng)切換自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:包括光電探測(cè)器、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器、控制芯片、控制電機(jī)，所述光電探測(cè)器安裝在激光加工頭上，所述光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，所述控制芯片上記載有不同材料的理論返回光電信號(hào)值，所述控制電機(jī)與激光器光學(xué)器件相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長(zhǎng)激光器波長(zhǎng)切換自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制電機(jī)有若干個(gè)，分別與不同的光學(xué)器件相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長(zhǎng)激光器波長(zhǎng)切換自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制芯片為單片機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多波長(zhǎng)激光器波長(zhǎng)切換自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括光電探測(cè)器、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器、控制芯片、控制電機(jī)，所述光電探測(cè)器安裝在激光加工頭上，所述光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，所述控制芯片上記載有不同材料理論返回光的電信號(hào)值，所述控制電機(jī)與激光器光學(xué)器件相連。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，結(jié)構(gòu)相對(duì)精簡(jiǎn)，能夠有效實(shí)現(xiàn)激光器根據(jù)不同材料對(duì)波長(zhǎng)的自動(dòng)選擇和切換，靈活性強(qiáng)，對(duì)激光熔覆設(shè)備的拓寬應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
【IPC分類】G05B19/042, H01S3/10
【公開(kāi)號(hào)】CN204740459
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520327749
【發(fā)明人】吉俊文, 林學(xué)春, 陳 峰, 于海娟, 趙樹(shù)森, 趙偉芳, 伊肖靜, 南景洋
【申請(qǐng)人】江蘇中科大港激光科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年5月20日