光纤激光器的控制,太让人好奇了

 公司新闻     |      2019-03-18 08:40
  对于光纤激光器,大家的认识可能只是用来切割金属的,从未深入了解过光纤激光器。光纤激光器究竟是怎样控制的大家都知道吗?今天我们就来深入了解一下!
 
  下面小编就给大家介绍一下光纤激光器的控制,相关内容是什么?
 
  光纤激光器的控制:
 
  光纤激光器(Fiber Laser)是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来:在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度,造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”,当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。
 
光纤激光器
 
  光纤激光器内部构造
 
  光纤激光器原理光纤激光器主要由泵浦源、耦合器、掺稀土元素光纤、谐振腔等 部件构成。泵浦源由一个或多个大功率激光二极管阵列构成,其发出 的泵浦光经特殊的泵浦结构耦合入作为增益介质的掺稀土元素光纤,泵浦波长上的光子被掺杂光纤介质吸收,形成粒子数反转,受激发射的光波经谐振腔镜的反馈和振荡形成激光输出。
 
  光纤激光器管脚号信号说明:
 
  1)设置针1~8的电平信号,通过电平信号的组合来设置泵浦激光二极管的电流,即激光器的输出功率,可以通过1~8针可以设置0~255范围内的编码,对应于0~100%的功率输出(实际光学功率输出可能并非与这些设置成线性关系)
 
  2)针10~15、24都是数字地
 
  3)针17是外部提供的5V直流,给告警信号提供电源。
 
  4)针18是激光器MO开启信号。针19是激光器出光信号输入脚,"1"信号开激光器,"0"信号关激光器。采用5V电平。 在开启19针激光器之前必须先开启MO信号,否则有可能损坏激光器。MO信号(18针)必须早于19针信号至少5ms。
 
  5)针20是频率调制信号,采用5V电平。调制频率的范围为20kHz~60kHz。(根据激光器功率等级不同会略有差异) 注意:频率信号必须在激光器出光信号之前至少5ms给出,否则容易损坏激光器。
 
  6)告警信号
 
  [激光功率控制器 LPC-1]可以控制激光器的功率,频率,开关状态,适用于如下几类激光器: 小功率光纤激光器(DB25 通用接口) CO2 激光器(PWM 信号接口) 大功率光纤激光器(RS232 接口)
 
光纤激光器
 
  [激光功率控制器 LPC-P]可以用模拟量控制大功率激光器,见其说明书。[激光功率控制器]主要应用在需要脱机,独立的控制激光的场合,比如流水线 PLC 通过 Y 点位控制激光开关,PLC 通信(modbus)控制激光器频率,功率等参数;其他运动控制系统,CNC 系统通过输出信号控制激光开关。[激光功率控制器]主要应用行业:激光划片,激光切割,激光焊接,激光打孔,激光飞行系统。
 
  光纤激光器控制器结构
 
  开窗尺寸为:73.4*41.4MM
 
  光纤激光器控制器的接口定义:
 
  CON1 :电源接口。4pin 引脚分别为 5V-(GND),RXD,TXD,5V+。
 
  【5V+】接5V 开关电源正极,【5V-】接 5V 开关电源负极
 
  CON2  :标准 IPG 光纤激光器接口
 
  CON3 :激光开/关外控接口,两引脚短接为开光,断开为关光。
 
  此控制器设计小巧,现有手持式,使用非常方便。
 
  非常试用于生产、研发以及检测。
 
  注意事项
 
  请遵守所有的关于激光的安全说明(包括但不于描述于激光器以及本文档中的相关章节)
 
   无论任何时候,请在开启了[激光功率控制器]电源及其他控制部分电源后再打开激光器电源。否则,可能会因不可控的激光光束而造成伤害。
 
   [激光功率控制器]被设计用来控制激光器。因此,所有有关激光器系统的安全指示都应该被客户了解并施行。客户必须严格遵守相关的安全操作指示并独立地负责所用的激光系统的安全。
 
  安全规则可能因国家不同而有所差异。客户有责任遵守当地的所有规定。
 
光纤激光器
 
  高功率、高亮度光纤激光器使远程激光扫描(RLS)应用飞速发展。相比其他技术,RLS具有更强的灵活性和更快的加工速度,并且极大程度的缩短了大尺寸工件的加工周期。
 
  那么,高亮度(光束参数乘积[BPP]<1.5 mm-mrad)光纤激光器是如何在远程激光扫描应用中发挥其性能优势的呢?
 
  由于特殊的光学性能,恩耐高亮度光纤激光器能够使系统集成商实现远程加工,有效提升远程加工头在作业中的安全性。并且通过与快速定位光束的扫描头相结合,恩耐已经成功实现了对铝、铜等高导热金属,以及新型、轻质碳纤维复合材料的远程激光切割、刻蚀与焊接。
 
  焊接解决方案的选择对于每个应用来说都是一个复杂的问题。一般来说,短焊缝数量越多,并且分布在较大的面积上(例如门、座椅结构以及汽车总成的车体部件)。相比固定光学头焊接,远程激光焊接(RLW)的优势也更大。恩耐已经有采用RLW 技术后加工周期缩短高达 50% 的案例。图 2 为部分示例,其中的焊接需求因 RLW 系统而受益。示例同时涵盖了高密度焊缝焊接、精密焊接 (a, b) 以及具有多条焊缝的大尺寸结构焊接等情况。尤其是我们从 (c) 中看到,此部件的部分焊缝从顶板一直延续到底板。这种类型的结构采用传统焊接头进行焊接并不容易实现。
 
  此外,RLW 可以为焊接工艺控制提供很多先进功能,例如,如果需要使焊接点在焊接区域内进行摆动,或加工过程包含复杂的焊接形状(圆形,C形等),采用扫描方式的加工速度和精度会比使用机器人进行小幅度高速运动的效果更好。RLW 扫描头的扫描速度可以达到每分钟90至180m,而传统机器人的运动速度只有约 10m/min。
 
光纤激光器
 
  高亮度光纤激光器加工高导热材料时,是采用小光斑,以保持焊接小孔的稳定,但此加工方式可能会使加工过程过于剧烈,产生大量焊接飞溅。实验证明,高亮度激光器配合远程扫描头的高速定位,显著减少焊接飞溅,这是通过光束摆动确保焊接小孔稳定来实现的。图 3 表明,焊接铜、铝时,如果不使用光束摆动模式,焊接飞溅将会很严重。一旦采用高频摆动光束,焊接飞溅就会减少。此外,恩耐激光独创的抗高反技术在此应用中也不可或缺,通过安装一个保护装置,避免设备受到返射光的伤害。加工铜和铝这类高反射金属时,返射光是不可避免的,传统激光器由于对返射光的天然敏感性,可能会导致加工不稳定和破坏性自动关机,甚至报废。
 
  结合扫描头的高速度和激光器的高亮度,恩耐实现了以高达42m/min的速度焊接铜和铜合金,同时了良好的焊接质量和焊接熔深(图 4)。
 
  光纤激光器的高亮度配合高速扫描具有明显优势的另一应用是碳纤维复合材料(CFRP) 的切割、3D 成形以及钻孔。碳纤维复合材料 - 也称为碳纤维层压材料,广泛应用于汽车轻量化,是时下更节能和安全的新一代制造材料。碳纤维复合材料是以高纯度碳纤维编织层与硬化复合材料(如环氧树脂)粘合,非常牢固坚硬。
 
  如今,在交通工具领域,尤其是飞行器和汽车行业,都有轻量化的需求,这对减少能耗与 CO2排放等可持续发展战略都具有深远的意义。大规模制造市场(例如汽车)越来越需要快速而低成本制造工艺,包括碳纤维复合材料成型、连接和切割工艺。长纤维复合材料的机械切割工艺会使机器工具受到磨损,从而必须通过切割工具的频繁更换以保持部件的精度,增加了加工周期与制造成本。此外,机械加工通常要求用水来冷却部件,并带走碎屑,减少粉尘。在切割后,为了减轻水对部件的影响,还须经常对部件进行干燥,延长了整个制造流程工序。水射流切割的另一个挑战是需要复杂的水管路。激光技术为碳纤维复合材料加工提供了无磨损、无外力和无水的加工工艺,并且速度快、自动化程度高,轻而易举地解决了碳纤维复合材料机械切割的所有不足。
 
  以上就是小编对于光纤激光器的控制,相关内容的介绍!相信大家应该已经有所了解了,今天小编就给大家介绍这么多,如果大家有什么需要,欢迎随时来电咨询!