激光打標(biāo)機(jī)運(yùn)動控制器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、激光打標(biāo)技術(shù)是在激光熱處理技術(shù)、激光焊接技術(shù)、激光切割技術(shù)等之后發(fā)展起來的一門新型加工技術(shù)，其原理是利用高能量密度的激光束使待加工物體表面迅速發(fā)生汽化形成凹槽，從而獲得標(biāo)記圖案。與傳統(tǒng)的標(biāo)刻方式相比，激光打標(biāo)技術(shù)具有無污染、速度快、打標(biāo)質(zhì)量好、無磨損等眾多優(yōu)點；而嵌入式系統(tǒng)具有成本低、可靠性高、集成度高等特點。課題充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，提出了嵌入式激光打標(biāo)機(jī)的設(shè)計方案。
　　論文首先介紹了激光打標(biāo)技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和激光打標(biāo)機(jī)的工

2、作原理及其系統(tǒng)組成，結(jié)合嵌入式控制系統(tǒng)的低成本和高性能優(yōu)勢，提出了基于STM32的激光打標(biāo)機(jī)控制器的設(shè)計方案。通過分析激光打標(biāo)機(jī)的功能需求，選擇了意法半導(dǎo)體公司的STM32F103ZET6作為主控芯片，對于光路控制，選取了精度高、速度快、抗干擾能力強(qiáng)的數(shù)字振鏡掃描系統(tǒng)，而激光器則選擇了高穩(wěn)定性的脈沖光纖激光器。根據(jù)系統(tǒng)方案，完成了激光打標(biāo)機(jī)控制器的硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計。在本系統(tǒng)設(shè)計中，控制器和上位機(jī)通過以太網(wǎng)通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，控制

3、器使用高速以太網(wǎng)網(wǎng)卡芯片DM9000A，并且移植了代碼量小、基本功能齊全、代碼開源的uIP協(xié)議棧，實際測得的數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到2Mb/s。對于上位機(jī)傳來的打標(biāo)數(shù)據(jù)，控制器首先將其存儲到外部SRAM中，然后再將數(shù)據(jù)從SRAM中讀取出來并解析成振鏡掃描系統(tǒng)和激光器所需要的數(shù)據(jù)，通過SPI的方式將打標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸給振鏡掃描系統(tǒng)同時控制激光器的開與關(guān)，從而實現(xiàn)在目標(biāo)物體表面的圖形標(biāo)刻。另外，論文還分析了振鏡掃描系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和打標(biāo)圖形幾何畸變產(chǎn)生的原