專利名稱：一種固體激光器控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種激光控制器，尤其是涉及一種固體激光器控制系統。
背景技術：
固體激光器的結構可以分為以下幾個分系統光學諧振腔、給光學諧振腔提供能量的固體激光器電源模塊、為光學諧振腔和電源模塊進行降溫的熱量管理系統(具體來講可能是水循環冷卻系統或者線空氣冷卻系統)、激光輸出光路控制系統(光閘、光束終止器、 傳輸光纖、激光加工頭等)，以上各系統都必須在激光控制系統的協調控制下實現各自的功能以滿足用戶激光加工的需要。作為固體激光器的核心部件之一的激光器電源模塊，必須要能響應激光控制系統發送過來的模擬量控制信號，根據這一信號的頻率、脈沖寬度、脈沖形狀、脈沖幅度，來調整輸出電流或者輸出功率的相應參數，輸出一個與模擬量控制信號成比例的電流脈沖， 以激發激光諧振腔，輸出一個同樣成比例的激光脈沖用來激光加工。固體激光器的工作頻率根據電源模塊內部器件的不同一般工作于在0. IHz到 IOkHz左右。傳統的固體激光器控制系統為了產生這一頻率、幅度、脈寬可調的方波、斜坡、 正弦波或者脈沖編號，一般都使用DSP+FPGA+D/A轉換器+濾波器這種硬件結構，利用軟件參數調節、預置波形數據的方法來輸出這種控制信號。這種結構需要進行復雜的DSP和 FPGA編程，需要極大的開發工作量。其實，這種硬件配置可以輸出的信號頻率很高，很容易達到幾百MHz的水平，但實際上激光器電源驅動信號只能達到IOkHz的最高頻率。可見此種配置對軟/硬件資源存在大量浪費。同時，這種硬件結構具有較高的制造成本，很難在這種架構下有效降低激光器成本、提供更高性價比的激光器產品。采用上述系統架構的激光器控制系統，一般都沒有良好的人機接口界面，如果必須，則需要通過通信接口的辦法從主控制器將其內部參數、狀態都讀取到上位機內運行， 這樣又大大增加了整機硬件成本。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種低成本、高性能的固體激光器控制系統。為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的。這種固體激光器控制系統，具有由嵌入式微處理器、只讀儲存器ROM、隨機讀寫儲存器RAM、非易失性讀寫存儲器NVM、電源和時鐘信號發生器構成的通用型微型計算機架構，通用型微型計算機架構上設置有由連接到嵌入式微處理器上的IXD/視頻信號接口、通用輸入輸出設備組成的人機對話接口，以及由連接到嵌入式微處理器上的通用型音頻合成芯片構成的電源控制信號發生器和激光功率反饋信號采集器，所述嵌入式微處理器上設置有通用輸入/輸出接口電路進行信號連接和擴展，所述通用輸入/輸出接口電路和嵌入式微處理器上連接有可編程邏輯器件并組成外置式的硬件保護電路。進一步地，所述通用型微型計算機架構的嵌入式微處理器上設置有上位通信接
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進一步地，所述通用型音頻合成芯片上設置有模擬信號輸出緩沖放大器和模擬信號輸入信號調制器。再進一步地，所述通用輸入/輸出接口電路上設置有用來對其它激光器部件進行并行控制的內部總線、對激光器內部開關信號進行輸入/輸出操作的光電隔離器以及方便用戶將激光器集成到激光加工設備中，并對激光器進行直接控制的光電隔離器。再進一步地，所述可編程邏輯器件上設置有將警報信號發送到激光器控制系統中使激光器立即停機或者執行相應的保護動作的光電隔離器。更進一步地，所述通用輸入輸出設備為觸摸屏、鍵盤或鼠標。與現有技術相比，本發明的有益之處是這種固體激光器控制系統成本低、性能高，而且能夠適應不同的領域，應用范圍廣。


下面結合附圖對本發明進一步說明。圖1是本發明一種固體激光器控制系統結構框圖。圖中1、嵌入式微處理器；2、只讀儲存器ROM; 3、隨機讀寫儲存器RAM; 4、非易失性讀寫存儲器NVM; 5、IXD/視頻信號接口； 6、通用輸入輸出設備；7、上位通信接口； 8、電源和時鐘信號發生器；9、通用型音頻合成芯片；10、通用輸入/輸出接口電路；11、 可編程邏輯器件；12、模擬信號輸出緩沖放大器；13、模擬信號輸入信號調制器；14、內部總線；15、16、17、光電隔離器。
具體實施例方式
下面結合附圖及具體實施方式
對本發明進行詳細描述
圖1所示一種固體激光器控制系統，具有由嵌入式微處理器1、只讀儲存器R0M2、隨機讀寫儲存器RAM3、非易失性讀寫存儲器NVM4、電源和時鐘信號發生器8構成的通用型微型計算機架構，通用型微型計算機架構上設置有由連接到嵌入式微處理器1上的IXD/視頻信號接口 5、通用輸入輸出設備6組成的人機對話接口，以及由連接到嵌入式微處理器1上的通用型音頻合成芯片9構成的電源控制信號發生器和激光功率反饋信號采集器，所述嵌入式微處理器1上設置有通用輸入/輸出接口電路10進行信號連接和擴展，所述通用輸入/ 輸出接口電路10和嵌入式微處理器1上連接有可編程邏輯器件11并組成外置式的硬件保護電路；所述通用型微型計算機架構的嵌入式微處理器1上設置有上位通信接口 7 ；通用輸入輸出設備6為觸摸屏、鍵盤或鼠標。所述通用型音頻合成芯片9上設置有模擬信號輸出緩沖放大器12和模擬信號輸入信號調制器13，通用型音頻合成芯片9輸出信號，然后經模擬信號輸出緩沖放大器12處理后作為電源模塊的驅動信號，而經過模擬信號輸入信號調制器13整定后的激光功率反饋信號作為通用型音頻信號處理器9的輸入信號。所述通用輸入/輸出接口電路10上設置有用來對其它激光器部件進行并行控制的內部總線14、對激光器內部開關信號進行輸入/輸出操作的光電隔離器15以及預留用戶并行的IO接口，方便用戶將激光器集成到激光加工設備中，并對激光器進行直接控制的光電隔離器16 ；所述外置式的硬件保護電路中的可編程邏輯器件11上設置有光電隔離器17， 外置式的硬件保護電路監控從通用輸入/輸出接口電路10傳輸過來的激光器內部開關信號狀態和從嵌入式微處理器1發送過來的一些信息，通過組合邏輯或者時序邏輯的轉化之后，對激光器當前運行狀態是否正常進行判斷，如果不正常，則將警報信號通過光電隔離器 17發送到激光器控制系統中，以使激光器立即停機或者執行相應的保護動作。這種硬件架構適用于工作頻率在這種硬件架構所能提供的頻率范圍內的所有類似激光器內部控制系統，而與這種架構具體運行的軟件平臺無關。需要強調的是以上僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾， 均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種固體激光器控制系統，其特征在于具有由嵌入式微處理器(1)、只讀儲存器 ROM (2)、隨機讀寫儲存器RAM (3)、非易失性讀寫存儲器NVM (4)、電源和時鐘信號發生器 (8)構成的通用型微型計算機架構，通用型微型計算機架構上設置有由連接到嵌入式微處理器(1)上的IXD/視頻信號接口( 5 )、通用輸入輸出設備(6 )組成的人機對話接口，以及由連接到嵌入式微處理器(1)上的通用型音頻合成芯片(9)構成的電源控制信號發生器和激光功率反饋信號采集器，所述嵌入式微處理器(1)上設置有通用輸入/輸出接口電路(10) 進行信號連接和擴展，所述通用輸入/輸出接口電路(10)和嵌入式微處理器(1)上連接有可編程邏輯器件(11)并組成外置式的硬件保護電路。
2.根據權利要求1所述的固體激光器控制系統，其特征在于所述通用型微型計算機架構的嵌入式微處理器(1)上設置有上位通信接口( 7 )。
3.根據權利要求1所述的固體激光器控制系統，其特征在于所述通用型音頻合成芯片(9)上設置有模擬信號輸出緩沖放大器(12)和模擬信號輸入信號調制器(13)。
4.根據權利要求1所述的固體激光器控制系統，其特征在于所述通用輸入/輸出接口電路(10)上設置有用來對其它激光器部件進行并行控制的內部總線(14)、對激光器內部開關信號進行輸入/輸出操作的光電隔離器(15)以及方便用戶將激光器集成到激光加工設備中，并對激光器進行直接控制的光電隔離器(16)。
5.根據權利要求1所述的固體激光器控制系統，其特征在于所述可編程邏輯器件 (11)上設置有將警報信號發送到激光器控制系統中使激光器立即停機或者執行相應的保護動作的光電隔離器(17)。
6.根據權利要求1所述的固體激光器控制系統，其特征在于所述通用輸入輸出設備 (6)為觸摸屏、鍵盤或鼠標。
全文摘要
本發明公開了一種固體激光器控制系統，具有由嵌入式微處理器、只讀儲存器ROM、隨機讀寫儲存器RAM、非易失性讀寫存儲器NVM、電源和時鐘信號發生器構成的通用型微型計算機架構，通用型微型計算機架構上設置有由連接到嵌入式微處理器上的LCD/視頻信號接口、通用輸入輸出設備組成的人機對話接口，以及由連接到嵌入式微處理器上的通用型音頻合成芯片構成的電源控制信號發生器和激光功率反饋信號采集器，通用輸入/輸出接口電路和嵌入式微處理器上連接有可編程邏輯器件并組成外置式的硬件保護電路。本發明固體激光器控制系統成本低、性能高，而且能夠適應不同的領域，應用范圍廣。
文檔編號H01S3/16GK102361216SQ201110368750
公開日2012年2月22日 申請日期2011年11月21日 優先權日2011年11月21日
發明者李亞峰 申請人:蘇州吉矽精密科技有限公司