【摘 要】
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随着社会生产力的不断发展，人们越来越注重商品包装印刷后的成品质量，故用于制备包装的模切板的需求与日俱增。对于模切板加工等非金属加工行业，传统锯床切割技术生产效率、加工精度等逐渐不能满足现代工业生产需要；高效、高精度、低成本的激光模切机成为了新的发展方向。轴快流CO2激光器因其电光转换效率高、输出功率范围广、功率稳定性好和非金属材料吸收率高等优点，是精密模切板加工的首选激光器。然而激光加工模切板存在着“火柴头”现象、切割缝宽不均匀、功率随动控制不足等问题，为此本文提出了一套基于STM32F103ZET6的轴
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随着社会生产力的不断发展，人们越来越注重商品包装印刷后的成品质量，故用于制备包装的模切板的需求与日俱增。对于模切板加工等非金属加工行业，传统锯床切割技术生产效率、加工精度等逐渐不能满足现代工业生产需要；高效、高精度、低成本的激光模切机成为了新的发展方向。轴快流CO2激光器因其电光转换效率高、输出功率范围广、功率稳定性好和非金属材料吸收率高等优点，是精密模切板加工的首选激光器。然而激光加工模切板存在着“火柴头”现象、切割缝宽不均匀、功率随动控制不足等问题，为此本文提出了一套基于STM32F103ZET6的轴快流CO2激光功率反馈系统，主要研究工作包括：
(1)设计了一种新型高速激光功率计，该功率计响应速度为毫秒量级，可通过尾镜取样实现千瓦级CO2激光器功率的实时监测，解决了CO2激光器功率难以进行高速检测的难题。
(2)通过论文所设计的高速CO2激光功率计对激光功率实时检测，设计了电流功率串级PID控制程序，并提出了一种根据检测的切割速度来实时调整激光功率的方法，以避免机床加减速过程所造成的切缝宽度变化。
(3)以STM32F103ZET6为平台设计了数字化的功率反馈控制系统。完成了激光功率反馈系统的硬件设计，包括芯片最小系统，数字/模拟量的采样、检测、输出电路，PCB制板布局布线以及硬件整体的抗干扰设计等。完成了激光功率反馈系统的软件设计，包括模式控制主程序及各功能模块子程序设计。设计了速度功率匹配程序以满足功率随动控制要求。
(4)通过模拟分析，所设计的电流功率串级PID控制程序，可以很好的对功率干扰因素进行补偿，提高功率稳定度。实验结果表明，高速CO2激光功率计响应速度小于100ms，低于当前功率计的秒级响应速度，反馈控制系统激光功率稳定度优于±0.5%。
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