摘要：本文介紹了二氧化碳激光功率特性參數(shù)無執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的狀況、企業(yè)開展激光器質(zhì)量控制活動遇到的問題以及激光器功率特性參數(shù)測試儀器設(shè)備現(xiàn)狀。提出了一種固定式二氧化碳激光功率特性參數(shù)檢測系統(tǒng)來解決目前企業(yè)和檢測機(jī)構(gòu)所遇到的問題。該檢測系統(tǒng)是一套高精度、低成本、多通道、快速檢測激光器檢測儀，具有閥值功率、閥值電壓、功率曲線、功率穩(wěn)定度、電流穩(wěn)定度、功率電流特性等項目測試功能。該測試系統(tǒng)響應(yīng)了政府“機(jī)器換人”號召，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低了人工成本。

關(guān)鍵詞： 激光器 功率特性 多通道 測試系統(tǒng)

中圖分類號： 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（a）-0000-00

1 引言

激光器誕生已有幾十年的歷史，而且已廣泛運(yùn)用。1966年氣動CO2激光器誕生了，從此CO2激光器受到了極大的關(guān)注。由于激光技術(shù)中氣動技術(shù)的引進(jìn)，CO2激光器開辟了廣闊的運(yùn)用前景。伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，世界各國的激光技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展，二氧化碳激光器是目前連續(xù)輸出功率較高的一種激光，它發(fā)展較早，商業(yè)產(chǎn)品較為成熟，被廣泛應(yīng)用到材料加工、醫(yī)療使用、軍事武器、環(huán)境量測等各個領(lǐng)域。

低功率CO2激光器到目前為止沒有行業(yè)和國家標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前低功率CO2激光器還沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，只有中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會出的JB/T 10785-2007《大功率橫流連續(xù)波二氧化碳激光器》，但該標(biāo)準(zhǔn)適用于直流電激勵且電場方向、氣體流向、光束輸出方向三軸相互正交，輸出多模激光功率為1000W～10000W邊疆的二氧化碳激光器。另外還有JB/T 9490-2013《二氧化碳激光器 主要參數(shù)測試方法》，該標(biāo)準(zhǔn)適用于二氧化碳激光器常用光電參數(shù)的測試方法，但都不是針對激光功率特性相關(guān)的檢測方法。

沒有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有專用檢測設(shè)備開展質(zhì)量檢測。目前，用于雕版機(jī)、雕刻機(jī)、切割機(jī)的激光管和用于裁剪機(jī)的玻璃激光管，其工作波長為10.6μm連續(xù)波工作的二氧化碳激光器，沒有專門適用的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和方法標(biāo)準(zhǔn)。所以造成這些激光器在出廠前無法進(jìn)行相應(yīng)的檢測，激光器采購商也無法對產(chǎn)品合格與否進(jìn)行檢測。但也有業(yè)內(nèi)一些大型采購商迫于無奈，已自己定義編制了一套產(chǎn)品入產(chǎn)檢驗細(xì)則，對激光器功率等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行檢測，但根據(jù)這些檢驗細(xì)則，一是還有部分項目雖然有制定方法，但由于缺乏專業(yè)設(shè)備還是無法開展檢測，二是檢測這些項目企業(yè)需要投入大量人力去手工檢驗，而且檢測準(zhǔn)確性不高。

激光器是激光設(shè)備的核心部件，長久以來，激光器核心技術(shù)被國外企業(yè)所壟斷，激光器參數(shù)配套檢測裝置的研究與開發(fā)在國內(nèi)更加少，大部分激光設(shè)備及其激光器在應(yīng)用時都無法進(jìn)行相關(guān)的測試，影響了激光設(shè)備功能的正常發(fā)揮，因此，研究開發(fā)激光器參數(shù)智能檢測裝置及其測試方法，應(yīng)用于激光器和激光設(shè)備顯得尤為迫切。所以需要提供一套面向多對象的高精度、低成本、多通道、快速檢測的激光器功率特性測試儀，是行業(yè)的急切需求。

2 系統(tǒng)設(shè)計原理和結(jié)構(gòu)

2.1 系統(tǒng)整體設(shè)計

二氧化碳激光器功率特性智能測試儀是激光器及激光設(shè)備功率特性測試設(shè)備，屬光機(jī)電一體化技術(shù)范疇，其主要有控制系統(tǒng)部分和機(jī)械部分組成。測試裝置硬件及軟件是整個測試儀性能發(fā)揮的基礎(chǔ)，良好的硬件組合與智能化的軟件程序可以使得測試儀發(fā)揮更佳的效益，通過對測試裝置硬件系統(tǒng)進(jìn)行了重新布局與優(yōu)化，編制了對應(yīng)軟件程序，提高測試裝置的響應(yīng)速度與測試精度。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)硬件分配及關(guān)系如圖1和圖2所示。

2.2 多通道檢測的研究

多通道檢測是激光功率特性測試發(fā)展的必然趨勢，一一檢測費(fèi)時費(fèi)力，不利于檢測效率的提升，項目開展多通道檢測研究，使得測試裝置可以同時開展多路檢測，提高了檢測的效率，并且可以根據(jù)實時檢測結(jié)果對有邏輯關(guān)系的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計算，確保整個測試過程具有較高的智能化水平。

2.3 激光器功率特性測試方法的自動化檢測

同時多路開展檢測工作，并且采用程序化設(shè)定，自動的對閥值功率、閥值電壓、功率曲線、功率穩(wěn)定度、電流穩(wěn)定度、功率電流特性等項目進(jìn)行測試并記錄數(shù)據(jù)，通過后臺處理，將數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)，給出合格與否的判定，實現(xiàn)了整個過程的自動智慧檢測。

2.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1程序化智能控制電源2觸摸屏3便攜機(jī)箱4功率探測器5激光6支架7支架底座8多通道安裝平臺

3 應(yīng)用前景

系統(tǒng)可以作為檢測部門確定二氧化碳激光器質(zhì)量好壞的主要檢測方法依據(jù)。同時能自動快速的對二氧化碳激光器進(jìn)行功率特性進(jìn)行檢測，響應(yīng)政府“機(jī)器換人”號召，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低了人工成本。生產(chǎn)廠家使用本產(chǎn)品在線檢測，及時過程控制，降低次品率。作為采購二氧化碳激光器的用戶對產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)貨檢驗把關(guān)的依據(jù)。作為二氧化碳激光器研發(fā)提升的指導(dǎo)性依據(jù)。本系統(tǒng)所涉及的檢驗項目和檢測方法，將來可以提升為聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)乃至國家標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

本測試系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)“機(jī)代人”，大幅度節(jié)約勞動力成本，進(jìn)一步貫徹落實了《關(guān)于2014年加快推進(jìn)“機(jī)器換人”工作的實施意見》（浙經(jīng)信投資〔2014〕78號），加快推進(jìn)機(jī)器換人步伐，解決企業(yè)日益嚴(yán)峻的“招工難”、“用工貴”問題，努力實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的自動制造、智能制造、綠色制造和安全制造。

參考文獻(xiàn)：

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