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基于MC68376的3kW射频板条CO2激光器控制系统研究

更新时间：2020-03-25 11:05:54 大小：3M 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：激光器 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

扩散冷却射频板条 CO2激光器结构紧凑，光束质量接近 K=0.95，输出功率2kW~4kW的激光器是目前激光切割、焊接的主力光源之一。本文针对3kW射频板条CO2激光器，深入分析了激光器工作原理和各种控制信号，研究了基于MC68376单片机的射频板条 CO2激光器控制系统，实现动态信号的实时获取以及自身状态检测和控制。主要研究工作如下。

  （1）分析3kW射频板条CO2激光器原理及其关键技术。激光器主要由真空箱体、水冷系统、射频电源、匹配网络、平板电极、非稳波导混合腔、光束整形以及整机控制组成。采用非稳—波导混合腔，有效利用平板波导结构激活区并获得较好光束传输比。通过光束整形，得到近似圆形的类基模光斑。

  （2）研究了3kW射频板条CO2激光器信号检测与控制技术。射频放电频率为81.36MHz。脉宽调制(PWM)控制激光输出方式。具备电流检测、电压检测和报警输出功能。系统主要对控制激光器开机、关机时序以及各参数变化实时监测和控制，PWM占空比在5％~95%之间，能够稳定输出激光。

  （3）设计了以 MC68376为核心的控制系统硬件电路。包括主控制芯片、外围电路、扩展存储、通信电路以及采取的抗干扰措施。数字信号输入输出采用TLP181光耦隔离，模拟信号输入采用INA117高共模电压差分放大器。采用MAX526数模转换器、AD7856模数转换器。控制系统具有较好的稳定性及抗干扰能力。

  （4）以CodeWarrior为软件开发平台，设计开机检测程序，高压启动以及数据读取、传输模块流程图。实现对开机信号、冷却水、光闸以及开灯丝信号等检测。调用函数stcheck()开机检查，灯丝接通，延时30s后高压启动。

  （5）实验测试射频板条CO2激光器模拟信号显示值与输入模拟值的线性度，电流、电压、气压、真空模拟信号的检测值（y）与输入模拟值（x）关系基本满足线性关系。模拟量与显示值的关系和预先设置的数量关系相近。以1.8m/min焊接速度，对3mm厚冷轧板进行3kW射频板条CO2激光器拼焊实验，对焊接试样杯突试验，通过观察焊缝开裂情况判断焊缝是否合格。

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